벼의 原形質體 裸出과 최적배양배지 선발에 관한 연구

Abstract

벼의 原形質體의 裸出 최적酵素, explant source 및 배양조건을 구명하고저 벼 多收系와 一般系의 각 2개 품종을 공시하여 原形質體 裸出 및 배양에 관한 실험을 실시 하였다. 여기서 얻어진 결과를 다음과 같이 정리 보고한다. 1. 벼 엽초로 부터 原形質體를 裸出할 때 가장 적합한 酵素溶液은 cellulase R-10 3％, pectinase 2％, macerozyme 1％ 및 hemicellulase 1％를 배합하여 사용했을 때 8.5×10^(5)개/㎖로서 가장 좋았다. 2. 酵素의 activity에 중요한 영향을 미치는 酵素溶液의 pH는 4.5와 8.5에서는 裸出이 거의 나타나지 않았으나 pH5.5와 6.0에서 原形質體 裸出이 가장 많았고 최적온도 조건은 25 ~ 30℃가 가장 좋은 것으로 나타났다. 3. 原形質體의 裸出 및 viability에 큰 영향을 미치는 osmoticum 수준은 mannitol을 osmotic stabilizer로 사용했을 경우 8％와 10％에서 가장 많은 완전한 原形質體를 裸出할 수 있었다. 4. 벼 部位別 原形質體 裸出은 葉身에서는 전혀 裸出되지 않았으며 節稈部位나 根部組織에서는 裸出이 가능하였으나 많은 양의 原形質體를 얻을 수 없었으나 葉 部位에서는 가장 많은 原形質體를 얻었으며 一般系 벼 품종에서 보다 多收系 벼 품종에서 수율이 높았고 특히 多收系인 密陽23號에서 수율 및 viability가 가장 높았다. 5. 原形質體 배양에 있어서는 Murashige & Skoog(1962) 基本培地(MS)에 NAA 2㎎/ℓ, BAP 0.5㎎/ℓ를 첨가하였을 때 가장 양호하였으며 KM8P 培地에서도 置床後 21日까지의 生存率은 MS 培地와 비슷하나 생육정도가 약간 떨어지는 경향이었다. 6. 본 연구를 수행함으로써 고등학교 생물Ⅱ의 교과에서 세포의 미세구조와 原形質에 관한 이론이 뒷받침되어 유전공학기법의 생물학적 이용기술개발분야를 발전시킬 수 있으며 학습지도를 통하여 흥미롭게 다룰 수 있을 것이다.;In order to find out the favorable explant sources of rice tissue and isolation conditions, and the culture conditions in the different culture media and the selection of optimum culture medium, these experiments on protoplast isolation and culture were carried out with two Indica type varieties and two Japonica type varieties. The several results obtained are sumnarized as follows: 1. The optimum enzyme mixture for protoplast isolation from leaf sheath of rice was the combination of Cellulase R10 3%, Pectinase 2%, Macerozyme 1% and Hemicellulase 1%. 2. The pH level of enzyme mixture affecting the enzymatic activity was optimum at pH 5.5 and pH 6.0 , however, very few protoplasts were isolated at pH 4.5 and pH 8.5 , respectively and the optimum temperature for enzyme incubation was 25-30℃. 3. Most intact protoplasts were isolated at 8% and 10% osmoticum levels when using mannitol as osmotic stabilizer. 4. Protoplast isolation was impossible from the leaf blade of rice, however, few protoplasts were obtained from the node and root. Leaf sheath appeared as the excellent explant source for protoplast isolation, and the protoplast yield and the viability were better when isolated from Indica type rice Milyang #23, that is suggesting the leaf sheath of Milyang #23 was the excellent material for the protoplast isolation and culture. 5. Protoplasts were cultured better when plated in Murashige and Skoog medium combined with 2mg/l N.A.A. and 0.5mg/l BAP than in KM8P medium and the viability appeared to be also better in MS medium than in KM8P medium 21 days after plating. 6. Through this experiment, it can be applied to cause high-school students to get more interesting incentives of learning on the theoretical background of protoplast and ultrastructure of cells in their biology course by way of instructing the usability of biological techniques to the improvement of genetic engineering.