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 식물조직배양이란 ?

  식물조직배양이란 무균상태에서 영양배지 위에 식물, 종자, 배, 기관, 식물체의 단편, 조직, 세포 또는 고등식물의 원형질 등을 배양하는 것이다.

   이 연구는 19C초 독일의 식물생리학자 Herberlandt(1902)에 의해 시작되었다.

   Herberlandt는 후세대에서 한 개의 세포가 한 개체를 만들수 있다는 전체형성능(全體形成能  totitency)에 대한 가설을 성립하였으며 이것은 식물조직배양의 기초이론이 되고 있다.

  식물의 배양형태별 종류는 다음과 같다.

• 배배양 : 육종세대의 단축, 배의 퇴화 방지, 불화합성의 극복, 반수체의 생성, callus형성의 source.

• 양란종자배양 : 세대단축, 공생대행 다른 미생물과의 경합 제거.

• 생장점배양 : 병원균 제거(Virus,Fungi, Bacteria), Protocorm을 통한 양란의 영양번식, 난이외 식물의 영양번식, 무병식물의 저장, 무병개체의 수송, Germplasm의 수집

• 줄기정단 및 절간 배양 : 양란번식, 부정지를 이용한 영양번식, 유전자의 저온 저장,

• Explant배양 : 영양번식을 위한 부정기관의 형성, 무병식물, 돌연변이체의 생산, 돌연변이의 선발, Chimera 문제의 해결, Polyploid.

• Callus, 진탕 및 단세포 배양 : 기관 및 배 형성을 통한 식물영양 번식, 유전적변이 유발, Virus-free식물, 원형질 생성의 sourse, 저온저장을 위한 자료, 이차대사물 생성, Biotransformation.

• 약, Microspore 배양 : 반수체, 돌연변이 유기, 웅성식물의 생성, 유전자조작, 육종에 이용

• 자방 및 화기 배양 : 불화합성 극복, 조기 낙화 방지, 시험관내 수정.

• 원형질 배양 : 체세포잡종, Hybrid생성, 핵염색체 기관이식, 유전적 변이창출

• 원형질, 세포, 조직, 기관배양 : 식물병 연구의 수단으로, Virus침입과 복제, 병원균 배양, 기주와 병원균의 상호 작용, 선충배양, 식물독 시험, 근류연구, 식물생리 연구의 수단으로, 세포주기의 연구, 대사 및 영양의 연구, 발생학적 연구.

  이상은 참고문헌에서 조금씩 요약한 것이다.

조직배양 담당자로 한마디 하고 싶다. 전국도시군 농업기술센터, 기술원, 시험장, 대학에는서 조직배양실을 운영하고 연구하고 있다. 하지만 실제 농민에게 얼마나 도움이 되는 지는 의문이다.

모두 각 기관의 실적을 위해서 따로 따로 사업이 진행되고 있는 실정이다. 그러나 보다 새로운 기술이나 방법이 개발되어도  농민에 대한 파급효과는 미미한 실정이다.

조직배양에 대한 위분들(기관장,관리자등)의 잘못된 인식도 한 몫하고 있는 실정이다. 조직배양하면 모든식물이 금방 급속도로 번식하여 즉시 성과가 나오는 것으로 인식하고 방문객이 찾아오면 색다른 볼거리를 제공하는 곳으로 정도로 인식하고 있다.

하나의 작물(예 : 감자)을 농가에 보급하기 위해서는 제대로 된 시설에서도 3년에서 5년정도 걸린다. 어떤 작물은 그 이상이 걸릴 수도 있다. 각 시군 농업기술센터의 여건을 보면 부족한 예산과 제대로된 순화시설이나 증식시설없이  가시적 실적을 위해 시달리고 있다(배양실은 파랗게 만들어라).

  시군 농업기술센터에서 처음 배양을 시작할 때 어려운 문제점은 기본식물을 확보하는 것이다. 기본식물은 무병식물을 의미하는 것으로 바이러스 검정이 필수조건이지만 바이러스를 검정할 수 있는 시설이 있는 곳이 과연 얼마나 되고 검정기를 운영하기 위해 충분한 유지비가 지원되는가 하는 문제이다. 바이러스검정기 한 대에 천만원이 넘는다고 하고 검정 키트 하나에 80만원이상간다고 하는데 그만한 예산을 지원해줄수 있는 곳이 과연 몇 곳이나....(시군배양실1년예산이 보통 200만원정도라던데..)

 그래서 나의 생각은 이렇다. 도농업기술원, 시험장에는 바이러스검정시설이 있는 것으로 안다. 따라서 기술원에서는 기본식물을 제공해주고 농업기술센터는 주로 증식배양을 하여 농가에게 보급하면 효과적일 것이라 생각된다. 물론 기술원도 인력과 예산이 충분하지 못하다는 것도 알고 실적과 수익사업의 독려에 시달리고 있는 것도 안다. 기본식물을 무상분양이 아니라 유상분양을 한다면 기술원이나 시험장의 수익사업도 되고 농업기술센터에서는 원하는 작물의 기본식물을 쉽게 구할 수 있을 것이라 생각된다.(분양가격이 문제가 되겠지만...)

 또 기술센터내에서도 배양, 순화, 증식을 분담하여 운영한다면 효과적일 것이라 생각된다. 배양, 혹은 배양과 순화까지를 조직배양담당자가 책임지고, 증식은 관련작물의 담당계에서 운영한다거나 농민과 연계하여 증식한다면 효율적이고 전문화가 이루어 질 것이라 기대된다.

조직배양에서 증식배양 못지 않게 중요한 것이 배양식물체를 순화하는 것인데 배양식물체의 순화에 대한 연구와 자료는 거의 전무한 상태고 순화전문가 역시 찾기 힘든 실정이다.(거의  경험에 의존)

경제학에서 말한는 "최소의 투자로 최대의 효과"을 주장하는 고위인사들이 가끔 있던데 이런 말을 아무상황이나 아무조건이나 같다부치고 있는데 그럼 학교, 복지시설, 도로, 군대는 모두 사라져야겠네...
그리구 최소의 투자도 하지 않으려 하며 무슨 최대의 효과를 논하려 하는지 한심스럽군...
 

  지금은 디지탈시대, 정보전쟁이라 떠들고 있지만 그것보다 더 무서운 것이 종자전쟁이라는 것을 알련지 모르겠다. 디지탈이나, 정보라는 것은 눈으로 보이기 때문에 떨들썩 하게 호들갑떨고 준비하고 정부에서 나 기업에서 지원하고 있는지는 모르겠지만 종자라는 것은 보이지 않게 조금씩 조금씩 천천히 진행되고 있다. 디지털, 정보라는 것이 사람의 뼈가 부러지고 피부가 찢어지는 외상이라면 종자전쟁은 바이러스감염이나 암처럼 잘 보이지 않고, 표시가 나지 않으며 조용히 진행되고 있다. 그것을 알았을 때는 이미 늦은 것처럼 말이다. 바이러스나 암이 충분히 진행되어 알았을 때는 조용히 죽음을 맞이 하는 것처럼 말이다.

국내 유일 블루베리 조직배양기술 완성

수입에 의존하고 있는 블루베리 묘를 국내에서 처음으로 정단조직배양기술개발에 이어 엽편조직배양방법으로 묘를 대량생산할 수 있는 기술이 개발되어 화제가 되고 있다. 블루베리는 최근 기능성 식품으로 인기가 높아 재배농가가 늘어나고 있으나 묘의 부족으로 수입에 의존하고 있는 실정이며, 생산에 한계가 있는 삽목묘를 생산하여 거래되고 있는 실정이다. 그러나 우리나라의 지역적응성이나 품질 등이 보장되지 않은 묘목들이 무분별하게 높은 가격에 거래되는 경우가 있어 문제점으로 대두되고 있는 실정이다. 이러한 가운데 충청북도농업기술원(원장 민경범)은 2009년도 블루베리 줄기의 생장점을 이용한 정단조직배양기술개발에 이어 지난 4일에는 잎을 이용한 엽편조직배양기술을 국내 최초로 개발했다고 밝혔다. 2009년도에 국내 처음으로 충북도 농업기술원이 개발한 정단조직배양기술은 연중 3~4월과 7~8월 중에 줄기의 생장점을 떼어 배양을 해야 하므로 시기와 생산에 한계가 있는 단점이 있었으나 이번에 개발한 엽(葉)편조직배양기술은 잎의 조직을 이용하므로 잎이 나와 있는 시기에는 언제나 조직배양방법으로 대량 생산할 수 있게 한 것이다. 이로 인하여 충북도 농업기술원은 블루베리조직배양 기술을 모두 선점할 수 있게 되었고, 농가에서는 품질 좋은 묘를 보다 저렴한 가격에 구입하여 재배할 수 있게 되는 등 농가 소득향상에도 크게 기여 할 것으로 기대하고 있다. 허윤선 농업연구사에 따르면 현재 개발된 블루베리 엽편조직배양기술은 잎을 이용하여 기내에서 8～9개월 만에 온전한 유식물체를 형성시키는 배양기술로 특허출원과 국내 묘목 수급의 안정화로 농가 경영비 절감을 위해 재배 희망농가에 적극 보급해 나갈 계획이라고 밝혔다. 한편 도 농업기술원은 ‘수요 대비 묘목의 공급이 부족하여 미국, 일본 등으로부터 묘목과 삽수가 다량 수입되고 있는데, 2008년도의 경우 검역과정에서 중국산 삽목묘로 부터 블루베리 스코치 바이러스(BISV)가 검출되면서 소독․폐기․반송 조치된 바가 있으며, 이후 미국, 캐나다 등의 수입 묘목에서도 바이러스가 발견되고 있어 우려가 된다며, 무균으로 생산된 국내산 블루베리 묘목의 생산·보급이 시급한 실정이다, 한편 재배희망 농가에서는 품질이 우수한 품종을 선택해서 심는 것이 중요하다’ 밝혔다. 블루베리는 진달래과 산앵두나무속에 속하는 관목성 작물로써 세계 10대 슈퍼푸드 중 하나로 선정된 바 있는 기능성 과수로 안토시아닌, 래스베리톨, 폴리페놀 등의 유효성분이 풍부하여 시력 개선, 항암효과, 노화방지 및 다이어트에도 탁월한 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 블루베리 생과뿐만 아니라 젤리, 잼, 음료 등의 가공식품에 대한 수요도 폭발적으로 늘어나는 추세에 있다. 블루베리가 상업적으로 국내재배가 시작된 것은 2000년 이후로 2011년 국내 재배면적이 1,082 ha, 충북은 118ha 정도이며 괴산군(49ha)과 영동군(30ha)을 중심으로 매년 재배면적 증가하고 있는 실정이며 수요 또한 급증하고 있다. 강릉농기센터 블루베리 조직배양 성공…농가 묘목비 절감 기대     기사등록 일시 [2011-05-11 09:39:52] Sub id030009404_FSCommand(ByVal command, ByVal args) call id030009404_DoFSCommand(command, args) end Sub function id030009404_DoFSCommand(command, args) { if (command == 'click'); window.open('http://report.gameangel.com/rbow/adclick.fcgi?cid=0300&sid=094&clickurlid=CU00001428', '_Newwin'); } 【강릉=뉴시스】김경목 기자 = 강원 강릉시농업기술센터는 지난해 하반기부터 시험 연구에 들어가 블루베리 조직배양에 성공, 하이부시계통 듀크 등 3가지 품종을 농업기술센터 유리온실에서 육묘 중에 있다. 시농업기술센터는 조직배양 육묘 후 내년 가을께 블루베리 묘목을 농가에 공급할 계획이다라고 11일 밝혔다. (사진=강릉시농업기술센터 제공) photo31@newsis.com 2011-05-11 【강릉=뉴시스】김경목 기자 = 강원 강릉시는 시농업기술센터에서 블루베리를 조직배양하는데 성공함으로써 지역 농가들의 블루베리 묘목 구입비 경감이 기대된다고 11일 밝혔다. 시에 따르면 블루베리는 고소득 작목이지만 2년생 묘목이 주당 1~2만원에 달하는 등 초기 재배 비용에서 묘목비가 차지하는 비율이 60％를 넘을 정도로 묘목비가 농가 경영에 큰 부담이 돼 왔다. 더군다나 묘목 공급이 수요를 충족하지 못하면서 블루베리 묘목을 중국과 일본에서 수입하는 실정이어서 농가들이 어려움을 겪어왔다. 이에 강릉시농업기술센터는 지난해 하반기부터 시험 연구에 들어가 조직배양에 성공, 하이부시계통 듀크 등 3가지 품종을 농업기술센터 유리온실에서 육묘 중에 있다. 시농업기술센터는 조직배양 육묘 후 내년 가을께 블루베리 묘목을 농가에 공급할 계획이다. 시농업기술센터는 "이번에 성공한 조직배양묘는 바이러스프리(virus-free)한 무병주로 삽목묘보다 건강할 뿐 아니라 초기 생장속도도 빠르고 내병성 등이 우수하다"고 밝혔다. 김진만 농업기술센터 소장은 "블루베리는 20세기의 슈퍼 푸드로 선정된 고기능성 과일로 시력저하 예방, 노인성 치매 예방, 노화방지 등의 효과가 있어 고령화에 따른 실버농업과 관광농업에 적합한 작목이다"면서 "조직배양 성공으로 묘목 수급의 안정화 및 농가 경영비 절감으로 농가 소득 향상에도 크게 기여할 것으로 기대된다"고 말했다. 한편 강릉 지역의 블루베리 재배농가는14농가이며 7만160㎡ 면적에서 재배되고 있다. 식물조직배양 (plant cell culture)은 식물의 totipotency (전형성능)을 이용한 기술입니다. 즉, 식물체는 하나의 세포만 있으면 큰 식물체도 만들 수 있는 성질이 있다는 것인데, 현재 모든 식물과 모든 조직에서 성공한 것은 아니지만, 식물조직배양학자들은 이론적으로는 모든 식물체의 조직에서 가능하다고 생각합니다. 방법은 식물체를 상처를 내면 callus라는 미분화된 조직이 생기는데, 이것은 어떤 조직으로도 분화가 가능합니다 (동물의 stem cell과 같이... 하지만, 동물의 stem cell은 얻을 수 있는 양이 한정되어 있지만 식물의 경우는 그냥 잘라서 상처만 내면 됩니다). 즉, 식물의 조직 일부 (주로 잎이나 뿌리를 이용합니다)을 절단해서 MS 배지 (Murashige-Skoog medium, 식물체에 따라 다른 조성의 배지를 이용하기도 합니다)에서 배양하면 Callus가 생기는데, 이때, 식물생장조절물질인 auxin과 cytokinine의 양과 비율을 조절하면 shoot (신초: 식물을 싹틔우면 나오는 뿌리윗부분)가 나오기도 하고 뿌리가 나오기도 합니다. 보통, shoot를 먼저 유도하고, 이것을 잘라서 다른 배지 (뿌리가 잘나오도록 식물생장조절물질이 배합된)로 옮겨서 뿌리를 유도한 다음 키우면 식물체가 완성됩니다. 그런데, 말은 쉽지만 식물체의 종류에 따라 쉽게 되는 것도 있고 아주 어려운 것도 있습니다. 이것의 이용분야는 상당히 넓습니다. 씨감자나 씨마늘도 이 기술을 이용한 것이고, 무엇보다 형질전환 식물체를 만들때 가장 근본이 되는 기술입니다.