I. 서 론
식물의 세포나 조직을 기내에서 배양하여 그 조직이나 기관을 증식시키는 조직배양 기술은 유전자원의 보존, 무병묘 생산, 세포 대량증식과 같은 분야뿐만 아니라 유전적으로 동일한 개체를 획득할 수 있는 반수체 배양, 이형 세포 융합을 위한 원형질체 배양 및 유전자의 형질전환 기법 등과 같은 식물 생명공학 분야에서도 다양하게 활용되고 있다.
조직배양은 식물체를 세포나 조직으로부터 재발생시킬 수 있는 사실은 식물생명공학에서 필수적이다. 식물의 자방이나 꽃밥과 같은 기관을 이용한 기관번식기술인 기관배양은 1920년대에 성공하였고, 완전한 식물체를 재발생시키는 조직배양기술은 1930년대에 성공하였다. 조직배양이란 식물의 일부기관인 줄기나 잎 등의 조직을 영양분이 있는 멸균배지에서 배양하여 완전한 식물체로 대량 생산하는 기술이다. 인공적인 환경에서 1개의 세포로부터 유전형질이 같은 개체를 무수히 얻을 수 있는 획기적인 기술이기에 번식력이 약한 생물이나 멸종 위기에 있는 희귀식물을 복원할 수 있고, 바이러스가 제거된 무병화묘를 대량 번식할 수 있는 장점이 있다. 대부분 조직배양의 기술은 종자 번식이 어렵거나 영양기관(줄기, 뿌리 등)으로 번식하는 작물이라도 생장이 느려 효율이 떨어지는 경우에 이 기술을 이용한다. 이러한 조직배양 기술을 이용하면 짧은 기간에 모체와 유전적으로 동일한 식물체를 대량 번식시킬 수 있다.
조직배양은 1차 과학과 응용과학 모두에서 널리 사용되고 있다. 응용 분야는 식물 발달 연구에서부터 기능성 유전자 연구, 작물 개선, 상업용 미세번식(micropropagation), 바이러스 제거 및 희귀종 보전에 이르기까지 다양하다.
국내는 조직배양보다는 잎이나 줄기, 뿌리를 잘라 개체를 늘리는 영양번식이 대부분이다. 칼을 이용해 잘라 개체 수를 늘리는 과정에서 공기나 토양에 있는 각종 바이러스가 대를 물려 퍼지게 된다.
이 레포트는 밭작물에서 조직배양이 이용되는 분야를 설명하였다.
II. 본 론
1. 조직배양
조직배양은 식물의 생장점을 떼어내 연구실에서 세포 단위에서부터 키우는 방식이다. 식물 조직배양 기술은 전통적인 교배 육종의 기술과 더불어 작물 품종 개량 및 보급에 큰 공헌을 해온 기술이다. 조직배양기술이 농업에 이용되어 가장 큰 공헌을 한 것은 1960년 Morel이 경정배양에 의하여 난의 영양번식에 성공한 이래 감자, 딸기, 카네이션 등 채소 및 화훼에서 이용되고 있는 대량 급속 증식 및 무병주 생산으로 바이러스 무병주 식물을 짧은 시간 내에 대량으로 증식시키는 것이라고 할 수 있다. 일반적으로 전통적으로 품종개량을 위해서 육종은 유용한 형질을 선발하여 우량 유전자형을 고정·유지·증식을 하는 다년간의 육종 과정을 거친다. 그러나 반수체인 약 또는 화분을 배양 후 염색체를 배가시켜 동형접합체를 만들어 잡종 분리 세대가 일어나지 않게 하여 육종에 소요되는 시간을 단축할 수 있다.
조직배양은 100년 이상 된 기술로 고전적인 육종과 21세기 핵심 생명공학분야에서 지속적으로 이용되고 있는 필수 불가결한 기술이다. 식물에서 적출한 조직이나 세포에서 하나의 온전한 식물체가 다시 재생되어 나올 수 있다는 전체형성능의 개념이 탄생되고 이로부터 식물조직과 세포에서 식물체를 형성시키는 조직배양은 작물별로 기술이 확립되어 농작물 개량, 기초 학문 발전 등에 다양하게 이용되어 오고 있다.
밭작물에서 조직배양은 식물체의 기관, 조직, 세포 등을 모체에서 분리하여 무균상태에서 배양하여 완전한 개체를 획득하는 것이다. 조직배양의 과정은 보통 모 식물체에서 필요한 부위를 채취·소독한 후 무균상에서 적당한 크기로 적출하여 소독한 배지에 치상하여 인공적으로 온도와 광 등 환경을 조절할 수 있는 배양실에서 배양하는 순서로 진행된다.
2. 조직배양이 이용되는 분야
1) 유전자 개량 및 선택
염기서열 분석기술의 발전은 식물의 유전체, 유전학 연구를 비롯하여 최근에 는 유전체 교정(Genome Editing, GE)을 통한 기능 연구에 이르 기까지 기초 및 응용연구 전반에 걸쳐 비약적인 기술의 진보를 가져오게 되었다. 최근에는 식물의 특성 을 체계적으로 관찰하고 대량으로 분석할 수 있는 식물표현체 시스템이 구축되면서 유전체 정보와 연계한 농업형질 관련 대량 분자표지 마커 및 유전자 발굴 등의 연구가 가능하게 되었다.
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