감자재배는 바이러스 피해가 가장 큰 문제점으로 최초의 무바이러스 씨감자 (virus free seed potatoes)인 소괴경은 조직배양에 의해 생산되며 수십 년 전부터 조직배양한 감자줄기로부터 소괴경을 생산하는 연구가 수행되었고 본 연구는 조직배양 감자 소괴경을 바이오리액터에서 생산하기 위해 감자줄기를 대량으로 증식시킨 후 소괴경 형성용 배지로 교환하여 어두운 곳에서 배양하면서 감자 소괴경이 많이 생길 수 있는 최적의 배지 및 온도 조건을 조사하였으며 조직배양 감자 소괴경이 튼실하게 잘 생장하여 우량 씨감자 생산용으로 사용할 수 있도록 배양환경을 설정할 수 있도록 하였다.
<h1>서 론</h1> <p>감자재배는 바이러스 피해가 가장 큰 문제점으로 최초의 무바이러스 씨감자 (virus free seed potatoes)인 소괴경은 조직배양에 의해 생산되며 수십 년 전부터 조직배양한 감자줄기로부터 소괴경을 생산하는 연구가 수행되었다. 조직 배양 감자 소괴경은 agar나 gelrite로 경화시킨 고체배지 (solid medium)가 들어있는 페트리디쉬 배양응기에서 감자줄기를 배양한 후, 소괴경 형성조건의 배지로 바꿔 주면 소괴경이 형성된다. 배양용기가 작은 고체배지에서 감자줄기를 배양하여 소괴경을 생산하면 소괴경의 크기가 작고 단가가 비싼 단점이 있어 이들을 바로 하우스나 밭에서 재배하는데도 여러 가지 문제점이 있다.</p> <p>조직배양에 의한 감자 소괴경 형성은 일장과 온도와 같은 환경요인과 배지농도, 당, 식물생장조절 물질 등의 배양용기내의 조건에 의해 큰 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 감자의 소괴경 형성은 단일 (8시간 정도)과 \( 17 ^ {\circ } \mathrm { C } \) 전후의 낮은 밤 온도는 유리한 조건으로 알려져 있고, 반면 16 시간 정도의 장일과 \( 25 ^ {\circ } \mathrm { C } \) 이상의 높은 밤 온도는 저해하는 것으로 알려져 있다. 조직배양 감자 소괴경은 감자줄기를 어떻게 배양했느냐에 따라 크기, 품질, 개수 등에 많은 차이가 있다. 즉 조직배양 감자 줄기와 잎이 크고 굵으면 이들로부터 크고 튼실한 많은 수의 소괴경를 얻을 수 있다. 김 등은 액체배지가 들어 있는 소형 유리바이오리액터 배양기에서 감자줄기를 대량으로 생산하는 방법을 보고하였다. 액체배지가 들어있는 바이오리액터 배양기에서 감자 소괴경을 생산하는 방법은 기본적으로 고체배지와 같다. 즉 바이오리액터 내에서 감자줄기가 충분히 생장하면 배지를 소괴경 형성응 배지로 교환해 주는 단계와 감자 소괴경이 생기도록 배지조건 및 배양환경을 설정해 주는 단계로 구분할 수 있다.</p> <p>본 연구는 조직배양 감자 소괴경을 바이오리액터에서 생산하기 위해 감자줄기를 대량으로 증식시킨 후 소괴경 형성용 배지로 교환하여 어두운 곳에서 배양하면서 감자 소괴경이 많이 생길 수 있는 최적의 배지 및 온도 조건을 조사하였다. 또한, 조직배양 감자 소괴경이 튼실하게 잘 생장하여 우량 씨감자 생산용으로 사용할 수 있도록 배양환경을 설정할 수 있도록 하였다.</p> <h1>재료 및 방법</h1> <h2>바이오리액터 배양기에서 감자줄기 대량 증식</h2> <p>감자 2기작 품종인 추백 (Solanum tuberosum L. cv. Chubaek)의 경 정배양을 퉁해 얻어진 감자줄기를 \( 30 \mathrm { ~mL } \mathrm { ~MS } \) 배지 (Murashige and Skoog 1962)가 들어 인는 배양용기 (직경 \( 10 \mathrm { ~cm } \), 두께 \( 3 \mathrm { ~cm } \) 내외, 배지용량 \( 20 \mathrm { ~mL } \) 내외)에 넣어 3 주간 배양하여 약 \( 5 \mathrm { ~cm } \) 정도로 키웠다. 이 감자줄기를 측아 (axillary bud)가 \( 1 \sim 2 \)개 정도 함유하는 마디절편 약 100 개를 \( 10 \mathrm { ~L } \) 액체배지가 들어 있는 \( 18 \mathrm { ~L } \) 크기의 바이오리액터(bioreactor) 배양기에 넣어 배양하였다.바이오리액터 내의 MS 액체배지 ( \( 2 \% \) 설탕)의 농도가 \( 1/2,1 / 3,1 / 4(1 / 2 \mathrm { ~MS } , 1 / 3 \mathrm { ~MS } , 1 / 4 \mathrm { ~MS } ) \) 로 약하게 된 배지에서 감자줄기 생장률을 조사하였다. 감자줄기의 생중량은 각각의 배양조건 마다 10 개의 바이오리액터 배양기에서 배양하여 자란 줄기의 평균치로 하였다.</p>