조직배양 감자종서는 감자줄기를 배양 방식에 따라 크기, 품질, 개수에서 큰 차이를 보인다. 크고 튼실한 줄기나 잎을 가진 감자줄기를 얻는 데는 고체배지 보다 액체배지가 더 유리하다는 점에서 배양 경비를 대폭 줄일 수 있는데, 액체배지에서 감자줄기를 배양할 경우 감자줄기의 절단된 부분을 상처입히지 않고 감자줄기가 잘 자랄 수 있는 적정 배지농도를 찾는 것이 중요하다. 따라서 본 논문에서는 감자 주요 품종의 줄기 대량생산에 적정한 액체배지의 종류와 농도를 조사하고 이를 통해 bioreactor 기내 대량생산을 체계화하고자 한다.
<h1>서 론</h1> <p>감자는 세계 4대 식량자원 중의 하나로 전 세계 대부분의 지역에서 재배 가능하고, 단위면적당 수확량이 많은 작물로 식량이 부족한 나라에서 우선적으로 재배룰 고려하며 10 억 기아인구 문제를 해결할 수 있는 작물로 알려져 있다. 감자는 바이러스 피해가 가장 큰 문제점으로 무바이러스 식물은 조직배양에 의해 생산되며 1960년대 조직배양한 감자줄기로부터 종서를 생산하는 방법이 개발된 이후 많은 나라에서 무바이러스 감자 생산을 위해 많은 연구개발비를 투입하고 있다. 무바이러스 씨감자 는 한천으로 경화시킨 고체배지가 들어있는 페트리디쉬 배양용기 (직경 \( 10 \mathrm { ~cm } \), 두께 \( 3 \mathrm { ~cm } \) 내외, 배지 \( 10 \mathrm { ~mL } \) 내외)에서 감자 줄기를 배양한 후, 동일한 크기의 배양용기에서 배양조건만 바꿔 감자종서 (무균 인공 씨감자)를 만든다 (Jeon et al. 1992; Kim et al. 1992; Choi et al. 1998). 배양용기가 작은 고체배지에서 감자줄기를 배양하여 종서를 생산하므로 조직배양 종서의 크기가 작고 단가가 매우 비싼 단점이 있고, 이들을 하우스나 밭에서 재배하는데도 여러 가지 문제점이 있다 (Kim and Joung 1994; Park et al. 1996).</p> <p>싸감자 생산과정을 살펴보면 조직배양 감자종서를 하우스에서 상토 또는 수경 재배에 의해 소형의 씨감자 (기본종)를 만들어 이들을 하우스에서 3회 정도 망실재배하고 고랭지에서 2회 정도 노지 재배한 후 농가에 공급한다. 이와 같은 체계는 조직배양 한 감자종서로부터 농가에 공급하는 보급용 씨감자를 생산하는데 5 7년 정도 걸려 병충해의 감염기회가 많게 되어 품질관리에 어려움이 있다. 씨감자 생산에 이와 같이 오랜 기간이 필요한 이유는 최초 조직배양 감자종서를 생산하는데 많은 시간과 경비가 소요될 뿐 만 아니라 아직까지도 대량으로 감자종서를 배양하는 시스템이 정립되어있지 않아 여러 번의 증식과정이 필요하기 때문이다 (농촌진흥청 홈페이지 WWW.rda.go.kr 의 고령지연구소 자료 참조).</p> <p>조직배양 감자종서는 감자줄기를 어떻게 배양했느냐에 따라 크기, 품질, 개수 등에 많은 차이가 있다. 즉 감자줄기와 잎이 크고 굵으면 이들로부터 크고 튼실한 많은 수의 종서를 얻을 수 있다(Hwang and Lee 2008). 그러나 지금까지 고체배지를 사용한 배양방법으로는 만족할 만한 결과를 얻지 못하고 있는 실정이다.</p> <p>크고 튼실한 줄기나 잎을 가진 감자줄기를 얻는 데는 고체배지 보다 액체배지가 훨씬 유리하고 배양 경비를 대폭 줄일 수 있다(Akita et al. 1994). 고체배지에서는 감자줄기를 절단하여 식물조직 배양에 많이 사용되는 \( \mathrm { MS } \) 배지에 줄기를 올려놓으면 줄기는 잘 자라 이들을 배양하여 증식시키는데 별문제가 없다. 그러나 액체배지의 경우에는 고체배지와 같은 배지조건으로 배양하면 전혀 생장이 이루어지지 않는다. 따라서 절단된 감자줄기의 생장에 해가 없는 적정 농도의 액체배지를 제조해야만 액체배지에서 감자줄기의 배양이 가능하다. 즉 액체배지에서 감자줄기를 배양할 경우 감자줄기의 절단된 부분에 상해를 주지 않고 감자줄기가 잘 생장할 수 있는 적정 배지농도를 구명하는 것이 필요하다. 따라서 본 실험은 감자 주요 품종의 줄기 대량생산에 적정한 액체배지의 종류와 농도를 조사하고 이를 이용하여 bioreactor 기내 대량생산을 체계화하기 위하여 실시하였다.</p>