조직배양 - 기관분화에 의한 대량증식(사과나무, 호두나무)

  사과나무의 기내 증식에는 0.3~1.0cm의 줄기 정단이나 액아를 시료로 사용한다. 시료는 대개 치아염소산소나트륩용액으로 표면을 살균한 후 고체배지가 들어 있는 적당한 용기에서 배양한다. 배지는 주로 BA를 첨가한 MS 배지를 기본으로 사용하며, 옥신이나 지베렐린을 첨가하기도 한다. 사과나무속에서는 sorbitol이 주요한 전이 탄소원이기 때문에 자당이 더 효율적일 수도 있다. 그리고, 사과나무속에서 보이는 주요 페놀성물질인 플로리진과 그 분해산물인 플로로글루시놀은 수종에 따라 다르지만, 가끔 줄기의 생장과 발근을 배가시킨다. 새롭게 자란 액아 유래의 줄기를 절단하여 새 배지에 옮기고 다시 배양한다. 적당한 크기로 자란 줄기는 최종적으로 사이토키닌이 결여되고 IBA를 포함하는 다른 배지에 옮겨져 발근단계를 거치며, 발근단계를 거친 후 생산된 완전한 식물체는 온실에서 순화 과정을 거친다. 최근에 이 발근과정을 단축하기 위하여 줄기의 기분에 IBA 분말을 발라 곧바로 토양에서 이식하여 발근을 유도하는 방법이 이용되고 있다. 줄기배양에 의하여 생산된 식물체는 종종 투명하고 잎이 말리며 생장이 느리다. 한천의 농도, 암모니아첨가량 및 플로리진과 플로로글루시놀의 첨가 등을 통하여 이 문제를 극복하려는 시도가 있었지만, 그 효과는 미미하다. 최근까지 사과나무의 조직배양을 이용한 부정아 유도는 유묘를 시료로 할 경우 대부분 잘 되지만, 대목이나 삽수로 사용되는 성숙목을 사용할 경우에는 부정아의 유도가 쉽지 않다. 유묘를 재료로 사용할 경우에도 그 유묘가 접합체에서가 아니라 모본의 형질만을 가지는 주심조직에서 유기되었다는 확신이 없기 때문에 위험성이 있다. 그러나, 최근에 약 20개의 대목과 삽수목을 대상으로 한 실험 결과 성숙목을 사용한 식물체의 재분화가 가능하다는 보고가 있다. 캘러스의 존재 여부는 다르지만, 대부분의 경우 잎 조직을 식물재료로 사용하였으며, NAA와 BA가 함유되어 있는 MS 기본배지를 사용하였다. 단 한 가지 예외로는 BA와 NAA를 첨가한 N6 배지를 사용하였다. 더욱이, 최근에 사이토키닌의 하나인 thidiazuron과 NAA를 첨가한 N6 배지에서 잎 디스크를 2주간 암상태에서 배양한 시료를 사용하여 건전한 줄기를 재분화시켰다고 한다. 하지만, 이러한 성공적인 결과에도 불구하고 품종 간에 심한 변이를 보이고 있기 때문에 사과나무에서의 재분화를 조절하는 유전적인 또는 생리적인 요인들에 대하여 앞으로 더 많은 연구를 해야 할 것이다.

  호두나무는 과실과 고급용재를 생산하는 수익성이 높은 경제조림수종이다. 4세기 말에 중국으로부터 전래되어 오랫동안 실생묘로 재배되어 왔기 때문에 개체 간의 과실형질에 있어서 변이가 심하여 우량 품종의 선발과 증싱이 요구된다. 최그낚지 지역별, 개체별 과실형질을 조사하여 우량 개체를 선발해 왔지만, 그 증식에는 문제점이 제시되고 있다. 다른 유실수에 비하여 호두나무는 접목 또는 삽목에 의한 영양번식이 쉽지 않고, 특시 접목 시에는 자가불화합성 및 냉해 등 여러 가지 재해에 약하기 때문에 재배지역의 확대가 어려워 새로운 증식법의 개발이 필요한 실정이다. 최근에 조직배양에 의한 호두나무의 증식법에 대한 연구가 활발히 전개되고 있는데, 액아를 이용한 대량증식의 예를 들어 보면 다음과 같다. 본엽이 1~2잎 정도 나올 때 맹아를 1~2cm의 길이로 채취하여 0.5% Tween 20을 한두 방울 첨가하여 수돗물에 시료가 잠기도록 10분 동안 흔들어 주면서 잘 세척한다. 그다음 1% 차아염소산나트륨용액에서 20분 동안 표면을 살균하고 멸균수로 세척한다. 소독한 시료는 눈이 하나씩 붙게 조제하여 BA 1.0mg/L를 첨가한 DKW배지에서 배양한다. 생산된 줄기는 발근을 위하여 IBA 6mg/L를 첨가한 WPM배지에서 배양하는데, 온도를 25+3℃로 하고 5,000~7,000lux의 형광등을 16시간 조사한다. 기내에서 생산된 식물체는 sand+peat+vermiculite를 1:1:1로 혼합한 화분에 이식하고, 이식 묘는 약 85%의 상대습도가 유지되는 온실에서 6~8주 동안 순화 과정을 거친 후 포장에 심는다.

  대추나무는 우리나라의 기후풍토에 적합한 과수로서 동해안과 강원 내륙의 일부 지방을 제외한 대부분의 지역에서 재배할 수 있으며, 과실은 생식뿐만 아니라 한약재, 제과, 차 등 용도가 다양하여 수요가 증가하고 있다. 대추나무의 증식방법으로는 파종, 분주 및 접목법이 있지만, 파종은 발아율이 저조하여 결실까지 장기간이 소요되고, 유전적으로 변이가 생길 위험성이 있으며, 분주는 묘목의 대량 증식이 불가능하고, 접목은 활착률이 낮아서 우량품종의 증식재배가 어려운 실정이다. 이를 해결하기 위한 한 방안은 조직배양을 이용하여 대량 증식시키는 것이다. 길이 3~4cm의 맹아와 정아를 6월에 채취하여 표면을 살균하고, 우선 70%에 탄올에 3분 동안 침지한 다음 수돗물로 3회 씻고 20% Tween 20을 첨가하여 10분 동안 세척한다. 다음 1%의 차아염소산나트륨용액으로 20분 동안 표면을 살균한다. 마지막으로 멸균수로 여러 번 헹군 다음 BA 0.5mg/L를 첨가한 1/2 MS 배지에서 배양한다. 생산된 많은 작은 줄기덩어리에서 작은 줄기를 하나씩 떼어 내어 IBA 0.5mg/L를 첨가한 1/2 MS 배지에서 발근을 유도한다. 생산된 식물체는 종이 화분으로 옮겨 순화 과정을 거친다.