<h1>고 찰</h1><p>산업적으로 유용한 작물의 재생은 작물의 급속증식이나 유전 육종에 이용될 수 있고, 단일 세포 및 조직에서 callus단계를 거치지 않은 안정적인 재생 방법을 요구한다. 이를 위해 재생에 효과적인 여러 처리를 통해 신초 형성율을 높이기 위한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 재생의 처리에 따른 반응은 각 작물별, 유전형에 따라 상당한 차이를 나타낸다.</p><p>본 실험에서 사과 ‘후지'의 잎 절편체로부터 신초 재생에 미치는 배지의 효과를 보면 LS배지에 비해 N6 배지가 효과 적이었다(Tables 1, 2, 3, Fig. 1). 이는 N6배지의 낮은 질소 농도, 염 농도에 대한 효과일 뿐만 아니라, 질소의 농도만 감소 하는 것보다 질소의 비율 \( \left(\mathrm{NO}_{3}^{-}: \mathrm{NH}_{4}^{+}=4: 1\right) \) 이 재생에 영향을 준다는 보고와 일치하는 것이다(Yepes and Aldwinckle 1994). 품종에 따른 반응을 보면 McIntosh, Å kerö, McIntosh Wijcik, Gravenstein, M26의 재생에 N6배지가 MS배지에 비해 효과적 이라고 보고되었다(Welander 1988). 또한, 사과 8개 품종을 대상으로 N6, MS, \(\frac{1}{2}\)MS, LS배지에 따른 재생 비교에 있어서도 Empire, Freedom, Liberty, M26, M7A, Mutsu의 신초 재생에 N6배지가 다른 배지에 비해 양호한 반응을 나타내었고, Golden Delicious만이 MS배지가 효과적이라고 보고되었다.</p><p>식물생장조절제는 신초 재생에 필수적인 요인으로, 사과의 잎 절편체로부터 신초 재생에는 높은 cytokinin과 낮은 auxin의 비율이 재생을 촉진한다고 보고되었다. 사과의 신초 재생에서 가장 많이사용되는 cytokinin 은 BA, auxin은 NAA이다. 사과 '후지'의 잎 절편체를 재료로 사용한 본 실험에서도 신초 재생 에는 BA \( 5.0 \mathrm{mg} / \mathrm{L} \) 와 NAA \( 0.1 \mathrm{mg} / \mathrm{L} \) 를 첨가한 처리가 가장 효과적이 었다. Liberty, Malling 7A, Malling 26, McIntosh를 사용 한 연구에서도 같은 농도 인 BA \( 5.0 \mathrm{mg} / \mathrm{L} \) 에서 가장 높은 신초 형성율을 보여주었다.</p><p>최근 들어 과수류의 신초 재생에 효과적인 cytokinin류로 TDZ가 보고되고 있다. BA 보다 10배의 활성을 갖는 TDZ는 사과의 신초 재생에서도 그 효과가 보고되고 있으며, BA보다 신초 재생에 더 효과적인 것으로 나타났다. 그러나, 본 실험에서는 TDZ 처리구가 BA 처리구에 비해 신초 형성율이 낮아 이전의 보고와는 다른 결과를 나타내었는데, 이러한 결과는 내생 호르몬의 차이에 기인한 것으로 보인다.</p><p>사과의 재생에 주로 사용되는 auxin은 NAA이며, \( 0.2 \sim 0.3 \mathrm{mg} / \mathrm{L} \) 의 낮은 농도가 사용되고 있다. Welander와 Maheswaran (1992)은 사과의 신초 재생에 있어 BA보다 NAA가 많은 영향을 주었으며, NAA의 농도가 신초 형성율에는 영향을 주었으나 재생된 신초 수에는 영향을 주지 않는 것으로 보고하였다. 또한, Li 등 (2014)은 사과 '후지’의 재생에서 TDZ \(2 \sim 3 \mathrm{mg} / \mathrm{L} \)를 단독으로 사용했을 경우보다, IBA \( 0.5 \sim 1.0 \mathrm{mg} / \mathrm{L} \) 와 조합하여 사용했 을 경우 신초 형성율이 증가한다고 보고하였다. 이는 본 실험에서 BA \( 5.0 \mathrm{mg} / \mathrm{L} \) 에 NAA \( 0.1 \mathrm{mg} / \mathrm{L} \) 를 조합한 처리구가 \( 0.3 \mathrm{mg} / \mathrm{L} \) 조합 처리구에 비해 효과적이었던 것과 유사한 결과이다. 그러나, TDZ과의 조합 처리에 있어서는 처리 간의 유의성이 인정되지 않았다. 이는 차이가 나타나기에는 전반적인 신초 형성율이 낮기 때문인 것으로 판단되어 향후 TDZ 최적 농도 구명 후 추가적인 검증이 이루어저야 할 것으로 보인다.</p><p>탄소공급원의 종류와 농도는 다양한 식물 종에서 신초 재생 및 증식과 체세포베형성에 에너지원이 되고 삼투압을 조 절하는 중요한 역할은 한다. 대부분의 목본식물은 탄소공급원으로 sucrose를 사용하고 있지만 사과, 배와 살구의 경우에는 sorbitol이 효과적인 것으로 보고되었다. 장미아과 사과속 식물의 조직배양에서 탄소 공급원으로 sorbitol을 사용한 것은 sorbitol 이 사과속 식물의 도관 내 주요 이동 물질이며, 광합성의 일차 산물이라는 것이 밝혀지면서 시작되었다. Pawlicki와 Welender(1994)는 Jork 9의 잎 절편체로부터의 신초 재생에 sorbitol \( 220 \mathrm{mM} \) 이 가장 효과적이며, \( 275 \mathrm{mM} \) 처리에서는 재생율이 감소하고 삼투 스트레스가 나타났다고 보고하였다. 본 실험에서도 가장 효과적인 탄소 공급원의 종류와 농도는 sorbitol \( 40 \mathrm{~g} / \mathrm{L} \) 로 sucrose \( 30 \mathrm{~g} / \mathrm{L} \) 처리에 비해 신초 형성율이 높았다(Tables 4,5). 신초 형성율과 형성된 신초수는 sorbitol \( 40 \mathrm{~g} / \mathrm{L} \) 와 sorbitol \( 60 \mathrm{~g} / \mathrm{L} \) 처리가 각각 효과적이었으나(Fig. 3) sorbitol \( 60 \mathrm{~g} / \mathrm{L} \) 처리구에서는 붉은 색소가 침적되는 삼투 스트레스 반응을 나타냈다.</p><p>결론적으로 본 연구를 통하여 사과 ‘후지’의 잎 절편체로 부터 신초 기관형성을 통한 식물체 재생에 적합한 배지조성을 구명하였다. 잎 절편체를 N6 기본배지에 BA \( 5.0 \mathrm{mg} / \mathrm{L} \), NAA \( 0.1 \mathrm{mg} / \mathrm{L} \) 와 sorbitol \( 40 \mathrm{~g} / \mathrm{L} \) 를 첨가한 배지에서 3주간 암배양 한 후 명조건으로 옮겨 총 8주간 배양하였을 때, 신초 형성율 \( 67.3 \% \), 절편체당 신초수 \( 4.3 \) 개의 양호한 결과를 얻을 수 있었다. 그러나, 형질전환 연구에 활용하기 위해서는 향후 본 연구에 비해 높은 농도의 TDZ, IBA와의 조합 처리 효과와 다양한 배양방법에 대한 추가 검증이 필요할 것으로 생각된다.</p>
신초 재생을 촉진하는 식물 생장조절제의 종류의 조합은 무엇이야?
높은 cytokinin과 낮은 auxin