1992년 Cerutti 등에 의해 담배에서의 엽록체 형질전환에 대한 연구가 보고된 이래, 엽록체 형질전환은 외래 유전자의 대량 발현, 한번에 여러 개의 유전자를 엽록체내로 삽입, 모계유전 방식에 의한 유전자의 세대간 이동 및 유전자의 침묵현상이 일어나지 않는다는 장점을 가지고 있다. 엽록체 형질전환은 농업형질관련 유전자, 백신유전자, 산업용 및 의약관련 유전자 등에 사용되고 있으며, 토마토에서는 감자, 유채, 목화, 콩 등에서 엽록체 형질전환에 관한 연구가 보고되었다. 연구에서는 토마토에서의 엽록체 형질전환 기술 을 위하여 적정품종, 재분화조건 및 유전자총조건 등을 구명한다.
<h1>서 론</h1> <p>엽록체는 식물세포에서 독립적으로 자체 게놈을 가지고 있는 기관으로 모계유전을 한다. 이제까지 엽록체가 가지고 있는 두개의 막으로 인하여 식물세포기관으로의 유전자 형질전환은 불가능하게 여겨졌다. 하지만 많은 식물 생물학자들은 지난 1992년 Cerutti 등에 의해 처음으로 담배에서의 엽록체 형질전환체에 관한 연구가 보고된 이래 이 분야에 대해 많은 연구를 수행해 오고 있는 실정이다. 엽록체 형질전환은 외래 유전자의 대량 발현 (Kota et al. 1999), 한번에 여러 개의 유전자를 엽록체내로 삽입(DeCosa et al. 2001), 모계유전 방식에 의한 유전자의 세대간 이동 (Daniell 2002) 및 유전자의 침묵현상이 일어나지 않는다는 (DeCosa et al. 2001; Lee et al. 2003) 둥 많은 장점을 가지고 있다. 식물 분자육종 학자들은 특히 엽록체 형질전환이 자연생태계에 친화적이고, T1세대에서 고정이 가능하다는 부문에서 매우 흥미를 느끼고 있다. 이 분야는 현재 급속도로 발전하고 있으며, 이러한 결과로 농업형질관련 유전자 (McBride et al. 1995; Iamtham and Day 2000; Lee et al. 2003), 백신유전자 (Giddings et al. 2000), 산업용 및 의약관련 유전자 (Staub et al. 2000; Fernandez-San Millan et al. 2003; Roh et al. 2006) 등이 엽록체 형질전환을 이용하여 식물에서 발현되어 지고 있다.</p> <p>지금까지 엽록체 형질전환에 관한 연구는 담배에서 가장 많이 보고가 되고 있으며, 가지과에서는 감자 (Sidorov et al. 1999) 와 토마토 (Ruf et al. 2001)에서 엽록체 형질전환체 생산에 관한 연구가 보고된 바 있다. 또한 애기장대 (Sikdar et al. 1998), 유채 (Hou et al. 2003), 목화 (Kumar et al. 2004) 그리고. 콩 (Dufourm antel et al. 2004)에서 엽록체 형질전환에 관한 연구가 보고되었다.</p> <p>본 연구는 생식 및 가공식품으로 이용성이 높은 토마토에서의 엽록체 형질전환 기술 확립을 위하여 적정품종, 재분화조건 및 유전자총조건을 구명하고자 하였다.</p> <h1>재료 및 방법</h1> <h2>식물재료</h2> <p>농촌진흥청 국립원예특작과학원에서 육성한 토마토 18계통을 공시하여 재분화능을 조사하였다. 재분화 시험을 위한 기내에서의 식물체 육성을 위해 토마토 18계통의 종자를 \( 70 \% \) 에탄올로 1 분간 침지한 후 \( 1.2 \% \mathrm { NaOCl } \)로 15분간 표면살균한 후 멸균수로 3회 수세하였다. 멸균된 토마토 종자를 \( 30 \mathrm { g } / \mathrm { L } \) sucrose 와 \( 3 \mathrm { g } / \mathrm { L } \) phytagel (Sigma) 가 첨가된 MS (Murashige and Skoog, 1962) 배지에 치상하였다. 파종 후 7-9일 후 발아한 유식물체의 자엽과 하배축의 양쪽 끝을 잘라서 재분화배지 (T6; MS기본배지 + IAA \( 0.5 \mathrm { mg } / \mathrm { L } \) + BAP \( 1.0 \mathrm { mg } / \mathrm { L } \) + Sucrose \( 30 \mathrm { g } / \mathrm { L } \) + Phytagel \(3 \mathrm { g } / \mathrm { L } \) )에 치상하였다. 2주 간격으로 계대배양을 하였으며, 치상 후 8주후에 재분화능을 조사하였다. 줄기 형성율은 전체 치상된 절편 중 줄기가 유도된 절편 수를 백분율로 계산하였다. 배양은 온도 \( 23 \pm 2 ^ {\circ } \mathrm { C } , 16 \mathrm { h } \) 광주기하의 배양실에서 실시하였다.</p>