형질전환 기술을 이용한 들잔디의 개발을 위한 고효율의 조직배양체계를 확정하는 것이 핵심기술이다. 원형질체, 미성숙종자 및 성숙종자를 사용하여 캘러스를 유도하고 증식하고 재분화하는 데 있어서 다양한 연구가 필요하며, 현재는 이 현탁배양법을 Agrobacterium 감염 직전의 캘러스 증식이나 전배양에 이용하고 있으며, 향후 재분화능을 유지하며 배양 할 수 있는 기간이 어느 정도인지 검토할 예정이다.
<h2>들잔디의 조직배양에 관한 연구 동향</h2> <p>형질전환 기술을 이용한 신품종 들잔디의 개발에 있어서 가장 기본이 되는 것은 식물세포를 이용하여 고효율의 식물체 재분화가 가능한 조직배양체계를 확립하는 것이며 이는 형질전환에 있어 매우 중요한 핵심기술이다. 서론에서 언급한 바와 같이 들잔디의 조직배양체계 확립에는 원형질체, 미성숙종자 및 성숙종자 등이 사용되었으나, 최근에는 재료의 안정적인 확보가 가능하고 비교적 배양이 쉬운 성숙종자 유래의 캘러스가 주로 이용되고 있다. 잔디는 품종에 따라서 캘러스 유도, 증식 및 식물체 재분화 능력에 큰 차이가 있으며, 특히 동일 품종에서 유도된 캘러스 간에도 형태학적인 특성과 재분화 능력이 다르다는 것이 알려져 있다 (Toyama et al. 2003; Liu et al. 2009; Song et al. 2010). 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 재분화가 잘 되는 형태의 캘러스를 선발하고 재분화 효율이 높은 계통을 확보 한 후, 균일한 형태의 캘러스 계통을 유지 및 대량 증식 할 수 있는 조건을 확립하는 것이 필요하다.</p> <p>현재까지 보고된 들잔디의 조직배양체계 연구를 종합하여 최적화된 조직배양 과정 및 배지조성을 Figure 1 (adopted from Song et al. 2010) 과 Table 1에 나타내었다. 그 내용을 간단히 살펴보면, 종피를 제거하고 표면 살균한 들잔디의 성숙종자를 캘러스 유도배지에 치상하여 캘러스를 유도한다. 유도된 캘러스를 같은 배지에 계대배양하면서 1~3개월간 배양하면 Figure 1c의 상부처럼 밝은 노란색의 캘러스가 생성된다. 이런 형태의 캘러스만을 선발하여 캘러스 증식 및 유지 배지에 치상하고 4~6 주 간격으로 계대배양 후, 증식 능력이 좋고 재분화가 잘되는 형태 (Fig. 1d, yellow compact and very friable)의 배발생 캘러스 계통만을 선발한다. 이렇게 선발된 각 계통의 캘러스는 재분화 시험을 수행하여 (Fig. 1e~f) 최종적으로 재분화 능력이 좋은 계통을 선발하고 유지 증식하면서 형질전환에 이용하게 된다. 형질전환을 목적으로 한 들잔디의 조직배양에서 가장 중요한 점은 재분화 능력이 좋은 캘러스를 선발하고 그 캘러스를 균일한 형태로 유지 증식하는 것이다. 성숙종자로부터 재분화능이 좋은 배발생 캘러스를 우도하는데는 MS기본배지에 2,4-D와 BA의 혼용처리가 가장 적합하고, 선발된 재분화능이 좋은 배발생 캘러스를 균일한 형태로 우지 및 증식하는데는 2,4-D와 KI의 혼용처리가 가장 적합한 것으로 나타났다. 선발된 배발생 캘러스의 재분화에는 sucrose 대신에 maltose를 사용하는 것이 보다 효과적이었고, 호르몬 조합으로는 BA단독처리 (Toyama et al. 2003), NAA, KI, BA의 혼용처리 (Liu et al. 2009), 2-IP, \( \mathrm{GA}_{3} \) (Song et al. 2010)의 혼용처리 등이 이용되었으나 재분화 효율에는 큰 차이를 보이지 않았다. 다만, 2-IP와 \( \mathrm{GA}_{3} \) 를 혼용처리 한 경우가 다른 처리구보다 multiple-shoots을 형성하는 경향이 있는 것으로 나타났다. 이상과 같이 들잔디의 조직배양체계가 확립되어 실제 형질전환 들잔디 식물체 생산에 이용되고 있지만 식물체 재분화 능력이 있는 배발생 캘러스가 유도되는 효율이 매우 낮고 선발된 배발생 캘러스도 일정시간 (약 1~2년)이 지나면 재분화 능력을 상실하게 되는 등의 문제점이 있어, 보다 안정적인 형질전환 식물을 생산하기 위해서는 고효율의 배발생 캘러스 유도 및 유지·증식법의 개발이 필요하다. 이에 본 연구진은 선발된 배발생 캘러스의 효율적인 유지 및 증식에 현탁배양법의 적합성을 검토하였다. 그 결과 현탁배양에 의한 배발생 캘러스의 증식속도는 기존의 고체 배양법보다 빨랐으며, 캘러스의 형태도 고체배양한 것보다 균일함을 알 수 있었다. 또한, 현탁배양에 의해 증식된 캘러스는 고체배양한 캘러스와 같이 높은 재분화능을 유지함을 확인하였다. 현재는 이 현탁배양법을 Agrobacterium 감염 직전의 캘러스 증식이나 전배양에 이용하고 있으며, 향후 재분화능을 유지하며 배양 할 수 있는 기간이 어느 정도인지 검토할 예정이다.</p>