□ 식물조직배양이란
○ 다세포로 된 식물의 기관. 조직 또는 세포를 식물체에서 적출. 분리하여 영양분이 들어 있는 기내배지에서 무균적으로 배양하여 캘러스(callus)나 단세포의 집단을 유기하거나 완전한 기능을 가진 식물체로 재생시키는 일련의 기술을 말한다.
○ 배양의 재료나 방법, 배양목적이 다양하고 여기에 따라 불리는 호칭도 여러 가지가 있으나 광의로 조직배양이라고 한다.
□ 조직배양의 농업적 이용
1) 대량 급속 증식 및 무병주 생산
① 영양번식 작물의 증식을 높이고 이에 드는 시간과 노력 절약
② 유전적으로 균일한 개체 증식
③ 생장점 조직을 채취, 배양하여 바이러스 무병주 획득-대량증식-식물의 무병화, - 감자, 딸기, 카네이션등 채소 및 화훼에서 이용되고 있음.
- 양란의 경우 생장점 배양을 통해 대량증식되어 희귀식물의 대중화에 기여
④ 인공종자 (artificial seed): 식물 조직의 일부분을 채취하여 배양하여 배상체 (embryoid)를 시험관에서 대량증식시켜 이들을 각각 피복하여 발아가 가능하도록 인위적으로 만든 종자, 종자 결실이 어렵거나 불가능한 식물과 우량한 일대 잡종 또는 변이체를 직접 증식할 수 있는 장점
2) 품종개량
○ 식물의 육종은 유용한 형질을 선발하여 우량 유전자형을 고정, 유지, 증식을 하는 일련의 과정을 거치는데 아래와 같은 조직배양방법이 품종개량에 이용될 수 있음.
① 약 또는 화분배양을 이용한 반수체 육성으로 육종 년한 단축
- 담배, 벼, 배추등 다양한 작물에서 실용화되어 있음
- 약 또는 화분 배양-반수체 식물의 염색체를 배가시켜 동형접합체 (homozygote)를 만들어서 잡종의 분리 세대가 없어지므로 일반 육종법에 비해 육종년한을 단축시킬 수 있다.
② 배배양, 배주배양: 원연간 교잡을 할 경우 수정 후 배만 형성되고 배유의 발달이 되지 않거나 배의 발육도중 퇴화하여 종자를 얻지 못할 경우 배를 채취하여 시험관 내에서 배양하여 식물체를 얻어 이용하는 방법
③ 원형질체 융합: 교잡에 의해 수정이 되지 않아 종자를 얻을 수 없는 식물을 대상으로 하여 원형질체를 융합하여 체세포 잡종을 얻는 방법 또는 세포질적 잡종 식물체를 얻는데도 이용됨
3) 유전공학
○ 유용유전자를 식물에 도입시켜 형질전환된 식물체를 획득
① Direct DNA uptake: 유용 외래 DNA를 PEG같은 화학약품처리로 식물 원형질체에 도입
② 유전자총 (particle gun, bombardment): 유용 외래 DNA를 총을 이용하여 식물에 도입
③ 전기충격 (electroporation): 전기적 충격을 주어 DNA를 도입
④ Agrobacterium: 유용유전자를 아그로박테리움을 통해 유용 DNA를 식물로 도입
4) 임목개량
○ 임목육종은 일반 작물과는 달리 생육기간이 길기 때문에 기존 육종방법에 의해 새로운 우량개체를 얻기가 대단히 어려우며 유전적으로 잡종이므로 종자에 의해 번식시켰을 때 우량개체의 유지증식이 어려움
① 군락지에서 우량개체를 선발하여 조직 배양 방법을 통하여 모주와 동일한 특징을 지닌 개체를 증식
② 약배양, 배배양, 원형질체 배양
③ 형질전환
5) 유용물질 생산
○ 2차 대사산물 (향료, 색소, 의약, 농약, 비타민, 호르몬, 효소등) 생산
- 식물의 종류에 따라서는 자연상태에서는 장기간 경과해야 얻을 수 있는 것을 조직배양을 통해 단기간에 물질 생산 가능. 기상적, 지리적인 제약을 받지 않는 장점
- 2차 대사 물질 생산에 영향을 크게 미치는 온도, 광도등의 조절가능
- 특수한 성분은 특정의 세포기관에서만 형성되므로 이 부분을 채취 배양하면 특수한 성분을 효과적으로 얻을 수 있음
6) 유전자원의 보존
- 유전자원을 변이의 발생없이 오랫동안 보존하는 것은 대단히 중요, 영양번식 작물의 유전자원 보존: 시험관 내에서 무균 상태로 장기간 보존- 적은 면적에서 용이하게 보존
- 캘러스 또는 생장점을 무균 상태에서 저온 또는 초저온 저장
7) 변이체 선발
- 조직배양시에 생기는 돌연변이체
- 세포배양시 돌연변이원 (mutagen)을 첨가하여 변이체 선발
8) 기본적인 생물학적 연구
- 현탁배양세포를 이용하여 세포분열, 물질에 대한 세포 반응등과 같은 기초 연구에 이용됨
위와 같이 식물조직배양은 고전 육종, 생명공학, 기초연구 등 전반적인 분야에서 실제적인 품종개발, 유전자변형작물 생산에 공헌을 하고 있으며 이를 위한 기본적이면서 필수적인 기술이다.
작성일:2010-02-01 09:23:33 152.99.82.30