다섯 가지의 형진전환체(T2, T56, T63, T96, T111)를 선택하여 \( 5,10,15,25^{\circ} \mathrm{C} \)와 \( 2,000\mathrm{ lux } \)의 조건에서 30일 동안 배양하여 비형질전환체와 비교하였다. 형질전환체는 피해 정도가 비형질전환체보다 경미하게 나타났으며, 하엽 부위에서 비슷한 피해를 보였다. 저온에서의 형질전환체와 비형질전환체의 잎의 기공 구조를 SEM으로 관찰하였고, 형질전환체의 기공 크기가 비형질전환체보다 크게 나타났으며, 특히 기공 내부의 크기가 더 크게 측정되었다.
<h1>결과 및 고찰</h1><h2>형질전환체 온도별 생육</h2><p>최종 선발된 형진전환체(T2, T56, T63, T96, T111)의 온도별 생육관찰은 \( 5,10,15,25^{\circ} \mathrm{C} \) 에 \( 2,000\mathrm{ lux } \), 광 16시간과 암 8시간으로 설정된 growth chamber에서 30일 동안 생육하여 비형질전환체의 생육과 비교하였다. 형질전환체의 처리온도별 생육은 비형질전환체의 생육보다 우수한 경향을 보였다. 특히 선발된 형질전환체의 초장, 생체증, 엽수 등의 평균을 비형진전환체의 평균과 비교할 때 선발된 형질전환체의 생육이 \( 5^{\circ} \mathrm{C} \) 를 비롯하여 \( 10^{\circ} \mathrm{C}, 15^{\circ} \mathrm{C}, 25^{\circ} \mathrm{C} \) 에서 모두 우수한 생육을 나타냈다. 그러나 형질전환체와 비형질전환체의 평균치간의 차이를 비교한 때 예상했던 저온에서의 생육이 고온에서의 생육보다 더 큰 차이를 보이지는 않았다. 또한 \( 2^{\circ} \mathrm{C} \) 에서 4일간 처리하여 상해정도를 육안으로 관찰한 결과 형질진환 되지 않은 식물체는 수침상으로 흑색~녹색을 띄며 상하엽 구분 없이 피해정도가 심했다. 그러나 형질전환체는 피해성도가 비형질전환체보다 경미하게 나타났으며, 다만 하엽 부위에서 비형질전환체와 비슷한 수침상의 피해가 나타났을 뿐이었다.</p><h2>형질전환체 기공헝태</h2><p>국화의 형질전환체가 저온의 외부환경요인에 적응하여 어떻게 반응하는지를 조사하기 위하여 저온에서 배양된 형질전환체와 비형질전환체의 잎의 기공구조를 주사전자현미경 (SEM)으로 관찰하였다. \( 5 ^{\circ}\mathrm{C} \) 에서 30일 동안 저온 처리한 후 관찰된 기공의 크기는 형질전환체의 외부가 \( 43.2 \sim 64.4 \mu \mathrm{ml} \times 40.3 \sim 54.8 \mu \mathrm{m} \), 내부가 \( 28.8 \sim 52.8 \mu \mathrm{ml} \times 19.2 \sim 24.0 \mu \mathrm{m} \)이었다. 비형질전환체의 기공 크기는 외부가 \( 30.0 \sim 50.8 \mu \mathrm{ml} \times 25.3 \sim 33.3 \mu \mathrm{m} \)이었으며, 내부가 \( 13.3 \sim 38.0 \mu \mathrm{ml} \times 3.3 \sim 8.0 \mu \mathrm{m} \)이었다. 따라서 기공형태의 크기는 형질전환체의 기공의 크기가 비형질전환체의 기공크기에 비해 더 큰 모양이었으며, 특히 외부보다 기공내부의 크기에서 더욱 큰 것으로 측정되었다. 또한 형태는 저온에서 닫고 있는 비형질전환체와 달리 형질전환체는 개구된 모양을 유지하고 있었다. 이와 같은 결과는 비형질전환체의 경우 저온처리에 따른 growth chamber내의 송풍으로 세포 내부의 수분이 대기중으로 방출되는 것을 방지하기 위하여 대부분의 기공을 닫고 있거나 물리적 자극에 의한 세포의 손상을 막기 위하여 생육과정에서 발육을 억제한 것으로 판단된다. 그러나 형질전환체의 기공의 크기는 오히려 \( 25^{\circ} \mathrm{C} \) 에서 생육한 wild type과 비슷한 형태와 크기를 유지하였는데, 이는 형질전환체가 저온저항성 기작에 의해 세포내 지질조성의 변화로 지방산의 불포화도가 증가하여 일정한 수준의 저온에서도 막 유동성을 보장함으로 막의 파괴를 막거나 세포를 보호하기위해 세포내에 proline 등의 다양한 삼투조절제의 합성과 축적을 통해 결빙에 의한 탈수에 저항한 원인으로 짐작해 볼 수 있다. 이와 관련하여 Fu 등 (1999)은 저온순화식물은 inorganic pyrophosphate에 의해 유도 합성된 sucrose 함량의 증가로 결빙에 적응하며, 특히 결빙기간 동안 soluble sugar에 의해 cytoplasm과 membrane structures가 보호되는 것으로 보고했다. 또한 Yun (2005)도 세포가 외부의 삼투압 변화에 의하여 반응하는 가장 공통된 현상은 compatible solute이라고 하는 대사산물 (osmolyte)을 축적하는 것이라고 볼 수가 있다고 보고헸다. 이들은 sucrose, fuctose 등과 같은 sugar류, glycerol, methylated inositol 등과 같은 sugar alcohol 류, trehalose, raffinose, fructans 등과 같은 complex sugar류, 그리고 glycine betaine, dimethyl sulfonium propionate (DMSP), proline, ectoine 등과 같은 charged metabolites 들이다.</p>