벼 종자는 캘러스 형성 및 캘러스로부터 재분화는 embryogenesis과정을 거친다. 벼 종자의 정상적인 N6배지와 5-azaC \( 50 \mathrm{mg} / \) 이 첨가된 N6배지에서 캘러스를 유도하여 차이를 살펴보고 유도된 캘러스를 MSR와 MSRA에 치상해 캘러스 유기가 된 정도와 상태 재분화된 과정을 알아보았다.
<h1>결과 및 고찰</h1> <h2>Methylation이 벼 캘러스 유기 및 재분화에 미치는 영향</h2> <p>벼 종자로부터 캘러스 형성 및 캘러스로부터 식물체 재분화는 embryogenesis 과정을 거쳐서 이루어지는 것으로 알려져 있다. 이는 식물 조직으로부터 캘러스로의 탈분화와 식 물체로의 재분화 과정을 거치는 것으로서 각 단계에 methy-lation inhibitor인 5-azaC를 처리하여 일련의 분화과정에 methy-lation의 영향을 알아보고자 하였다. 벼 종자를 정상적인 N6배지 (N6) 와 5-azaC \( 50 \mathrm{mg} / \) 이 첨가된 N6 배지 ( N6A)에 각각 치상하여 캘러스를 유도하였다. 유도된 캘러스를 정상적인 MS 재분화 배지 (MSR)와 5-azaC가 첨가된 MS 재분화 배지(MSRA)에 치상하여 캘러스 유기 정도와 상태 및 재분화 과정을 살펴보았다. 5-azaC가 첨가된 배지에서 벼 종자로부터 캘러스 유기는 되었으나 갈변정도가 5-azaC가 없는 배지에서 정상적으로 형성된 캘러스보다 심했다. 또한 정상적인 배지에서 형성되어 나오는 캘러스 색이 연노랑색이면서 표면이 매끄러운 특징을 나타내는 배상체 캘러스는 거의 형성 되지 않았다. 이러한 현상으로 볼 때 배지내의 5-azaC 첨가가 캘러스 유기 및 배상체 캘러스 형성에 부정적인 영향을 준다는 것을 알 수 있었고 이러한 현상은 5-azaC에 의한 DNA demethylation에 의한 것으로 나타났다. 따라서 정상적<p>인 캘러스 유기 및 증식과 식물체로의 재분화가 이루어질 수 있는 배상체 캘러스 형성에는 이와 관련되는 유전자들의methylation이 필수적인 것으로 생각되며 이들 유전자들의 발현에 영향을 준다는 것을 알 수 있었다. N6 배지에서 정상적으로 형성된 캘러스를 MSR 재분화 배지와 5-azaC가 첨가된 MSRA 재분화 배지로 옮겨 캘러스 상태 및 재분화를 관 찰하여 본 결과 정상적인 MSR 배지에서는 2-3주 후에 녹색점이 생기면서 식물체 재분화가 정상적으로 이루어졌다. 그 러나 5-azaC가 첨가된 MSRA 배지에서는 캘러스가 갈변이 되면서 재분화는 거의 일어나지 않았다 (Figure 1 A ). 이와는 반대로 5-azaC가 첨가된 N6A에서 형성된 캘러스가 MSR과 MSRA 배지에서 배양되었을 때는 MSR 배지에서 갈변되는 정도가 약해지면서 녹점이 형성되는 것도 있었으나 그 효율은 상당히 낮았고 식물체로의 재분화는 거의 이루어지지 않았다. MSRA 배지로 치상된 캘러스는 갈변정도가 심해졌으며 더 이상 정상적인 캘러스를 거의 형성하지 못했으며 재분화도 이루어지지 않았다 (Figure 1 B). 이러한 methylation이 체세포 배형성과 기관분화에 중요한 영향을 준다는 결과는 여러 식물에서 보고되었다. Causevic 등 (2005)은 같은 사탕수수 식물체로부터 shoot 재분화 능력이 있으면서 광합성이 활발하고 세포벽이 분화된 organogenic line \( (0) \), 광합성이 활발하고 세포벽이 분화된 nonorganogenic line (NO)과 엽록소가 없으면서 비정상적인 형태를 하고 있는 dedif-ferentiated line (DD) 3 개의 cell line을 유기하였다. 이 cell line에 hydroxyurea같은 methylation을 증가시키는 물질과 5-azaC 같은 methylation을 감소시키는 물질을 처리하였다. Hyper-methylating 처리 결과 0 line에서는 상당한 변이를 유기했으며 기관형성 특징이 없어지면서 dedifferentiated line에서 보는 하얀 색의 캘러스가 형성되었으며 NO line에서는 cell dedifferentiation 현상을 보였고 DD line에서는 하얀색 또는 갈변하면서 죽는 현상을 나타내었다.