국화는 현재 지배하는 품종에 대부분이 외국 육성 품종이자만 국내 육성 품질들에 우수 형질이 꾸준히 늘고 있기 때문에 시험재료를 대체할 필요성이 있다. 대체 가능 품종 28개를 조직배양을 시행하고 생장조절제 처리에 따른 조직배양의 반응성을 조사한 결과 28개 중 5개의 품종이 100% 신초가 발생되어 높은 신초생성능력을 가지고 있음을 확인했고 배양부위는 엽병과 잎, 줄기로 했으며 줄기를 배양할 경우 분열반응이 더 잘 일어나 신초 형성수가 배양체 당 4.3개로 입과 잎과 엽병 배양에 비하여 월등히 많음을 알 수 있다.
<h1>결과 및 고찰</h1> <h2>형질전환 실험용 국화 적정 품종 선발</h2> <p>옥수수와 두릅나무에서 보듯이 조직배양에서 사용되는 재료의 유전적 특성에 따라서 조직배양의 효율성이 결정되는 사례는 많이 있다. 따라서 대부분의 배양에서 1차적으로 수행하는 것이 가장 왕성하게 분열하는 유전자 군을 선발하는 것이다. 특히 국화는 현재 재배하는 품종 중 외국 육성 품종 점유 비율이 높지만 우수 형질의 국내 육성 품종들이 꾸준히 증가하고 있어 생명공학 분야에서도 그 시험재료를 국산 품종으로 대체해야 할 필요성이 강하게 제기되고 있다. 이러한 필요성을 감안하여 국내 육성 품종을 위주로 하고 국내 시장 점유율이 높은 외국산 품종을 대비로 하여 28품종의 국화 품종을 수집하여 기내화 과정을 거친 후 이를 재료로 하여 조직배양을 시행하고 생장조절제 처리에 따른 조직배양의 반응성을 조사하였다. 각 수집된 품종들을 생장조절제를 단용처리하여 각 품종별 반응성을 조사한 결과, 품종별로 각자 왕성하게 반응하는 생장조절제가 구분되었는데 수방력, 백선, 금수, 예스모닝, 백마, 오렌지메모리, 일월, 차밍아이, 써니팡팡, 등 9종은 NAA에 활발하게 반응하였으며 신마, 백광 등 2품종은 BA에 그리고 포드, 플레져다모르, 핑크프라이드, 핑크팡팡 등 4품종은 kinetin 반응형으로 구분되었다. 나머지 14품종은 특별하게 뛰어난 분열효과를 나타내는 생장조절제가 없이 \( 70 \% \) 이하의 캘러스형성율을 보여 대체적으로 낮은 분열반응 특성을 나타내었다. 이상 생장조절제 단용처리에 대하여 우수한 분열효과틀 보인 13품종을 대상으로 auxin과 cytokinin 혼용처리 효과를 분석하였다</p> <p>품종별 혼용처리에 따른 캘러스 발생률을 분석해보면 포드 품종에서와 같이 생장조절제 혼용 처리가 단용처리에 비하여 오히려 캘러스 생성율이 떨어지는 경향을 보이는 품종도 있었지만 대체적으로 혼용처리 하는 경우 캘러스 발생률이 \( 8.6 \sim 24.8 \% \) 까지 상승하였다. 혼용처리 중 가장 양호한 상승효과를 보인 조합은 NAA와 BA 이었는데 NAA \( 0.1 \sim 3.0 \mathrm{mg} / \mathrm{L} \) 와 BA \( 0.5 \sim 3.0 \mathrm{mg} / \mathrm{L} \)를 혼용처리 하는 것이 양호하였으며 품종 간 약간의 차이는 있었지만 NAA는 낮은 농도인 \( 1.0 \mathrm{mg} / \mathrm{L} \) 처리에서 BA \( 1.0 \mathrm{mg} / \mathrm{L} \)를 혼용처리 하는 것이 평균적으로 높은 캘러스 형성과 신초 발생률 및 발생수를 나타내었다. 이러한 생장조절제 혼용처리 조합은 Liu 등 (1986) 과 Choi 등 (1986)이 보고한 바와 같이 배양 중 체세포배의 발생을 유도하기 위해서는 2, 4-D를 고농도에서 저농도로 낮추거나 아주 제거한 배지에서 효율적이라는 기존의 보고서와 일치한 결과를 나타내었다. 공시된 품종들 간의 분열능력을 상호 비교해본 결과, 대국형인 수방력, 백마, 신마, 백선 등 4품종과 핑크프라이드, 금수 등 소국형 2품종이 생장조절제 조합에 따라 \( 100 \% \)의 캘러스 형성 을 보이면서 큰 반응활력을 가진 품종으로 평가되어 조직배양 및 형질전환에 적합한 품종으로 선발되었다. 또한 품종 간 신초발생정도 및 발생수를 비교한 것이 그림 2이다. 그림 3에 의하면 캘러스로부터 신초가 \( 100 \% \) 발생된 품종은 역시 반응환력이 뛰어난 5개 품종이었으며 생성된 개체수도 배양절편 하나 당 최대 4.8개 까지 발생하여 높은 신초생성 능력을 가지고 있음이 확인되었다.</p> <h2>배지 및 배양조건에 따른 신초 재분화</h2> <p>생장조절제 처리에 따라 선발된 활력이 우수한 5개 품종을 대상으로 최상의 기관 분화율을 보일 수 있는 배양 및 배지조건을 설정하였다.</p> <h2>적절 배양부위 설정</h2> <p>배양조건을 설정하기 위하여 우선 적절한 배양부위를 설정하는 시험을 실시하였다. 배양부위는 잎과 엽병, 줄기로 3분하였으며 배양 8주후에 캘러스 형성과 신초형성을 위주로 배양반응을 조사하였다. 배양결과 기관별 반응양상이 상이하였는데 잎을 배양재료로 하는 경우에는 캘러스가 \( 100 \% \) 발생하여 embryogenic 캘러스로의 전환 그리고 신초가 발생하는 형태로 배양반응이 진행되었으나, 엽병과 줄기에서는 주로 캘러스 형성과정을 거치지 않고 배양체로부터 신초가 직접 발생하는 directing shooting이 주로 일어나 신초발생시 소요되는 기간이 단축되고 형성율이 상대적으로 높게 나타났으며 발생하는 신초수도 상대적으로 많았다.</p> <p>국화 잎 배양에서는 배양체 모두에서 캘러스가 발생하였으나 이 중 신초형성이 가능한 비율이 \( 72 \% \) 정도였고, 배양체당 2.6개의 신초가 46일을 경과하여 발생하였다. 반면 엽병과 줄기를 배양할 경우에는 캘러스 발생 과정을 거치지 않고 직접적으로 신초가 발생하는 directing shooting이 주요한 분화 방식이었고 신초가 발생하는데 필요한 소요기간이 32일로 잎 배양에 비해 14일 짧았다. 그러나 엽병 보다는 줄기를 배양하는 경우가 훨씬 분열반응이 활발하게 전개되었는데 배양 8주 경과 후 줄기부위의 배양 개체 당 생체중이 \( 586 \mathrm{mg} / \text{개} \)로 타 부위에 비해 분열반응이 크게 일어났으며, 신초 형성 과정에서도 줄기배양의 신초 형성율이 \( 98 \% \)로 잎배양의 \( 72 \% \), 엽병 배양의 \( 86.4 \% \)에 비하여 상대적으로 크고 신초 형성수도 배양체당 4.3개로 잎과 엽병배양에 비하여 월등히 많았다.</p>