KR20000056501A - Novel process for mass production of embryogenic cells and seedling thereof on hormone independent medium in ginseng - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 인삼의 배부터 배형성 캘러스의 유도와 배형성 세포의 대량생산 및 체세포배와 유식물체의 생산에 관계되는 것으로서, 특히 인삼의 자엽으로부터 인체에 유해한 생장호르몬이 전혀 첨가되지 않은 배지에서 배형성 캘러스를 유도하고 이 배형성 캘러스를 고체배양과 현탁배양을 통하여 인삼세포를 대량으로 생산하며, 배형성 캘러스로부터 체세포를 유도하고 체세포배를 증식시켜 유식물체를 생산하는 방법이다.The present invention relates to the induction of embryonic callus from the ginseng embryo, the mass production of embryogenic cells, and the production of somatic embryos and seedlings, especially in medium in which no growth hormone is harmful to humans from cotyledons of ginseng. It is a method of inducing forming callus and producing ginseng cells in large quantities through solid culture and suspension culture, inducing somatic cells from embryonic callus and propagating somatic embryos to produce seedlings.
인삼(Panax ginseng C.A. Meyer)은 두릅나무과로 해가림이 필요하고, 연작장애, 근부병 등의 피해가 심해 재배가 까다롭다. 또한 인삼 뿌리를 약용으로 이용하기 위해서는 약 4년 이상을 재배하여야 하기 때문에 많은 농약의 피해가 있으며 또한 값이 매우 비싸다. 일반적으로 1개의 인삼 종자를 파종한 후 4년후의 생중량은 약 50g의 무게를 지닌다. 또한 영약이라고 일컬어지는 산삼도 생육조건의 까다로움 때문에 자연에서 거의 찾아보기 힘들게 되었다. 한편 생물공학적인 방법을 이용하여 기내에서 인삼 세포를 대량 생산하는 방법이 있다. 세포배양법을 이용하여 인삼 세포를 배양하면 세포덩어리의 증식 속도는 밭에서 얻어지는 인삼 식물체의 생체중에 비하여 월등히 높다. 그동안 인삼 세포배양의 시도는 다수의 연구자들이 수행한 바 있으며(Furuya et al., 1973, Chem. ang et al., 1989, Proc. 2nd Internal Sym. on recent Advance in Natural Production Research. p 431-449, ; Choi et al., 1900, Korean J. Ginseng Sci. 14:107-111) 배양세포의 사포닌 함량은 인삼 뿌리에 비해 크게 떨어지지 않는다는 사실을 발표하였다(Asaka et al., 1993, Plant Med. 59:345-346, ; Asaka et al., 1993, Lett. 15:1259-1264). 그러나 이들 대부분의 연구에서는 배양세포의 증식을 위해 외래적인 생장조절제를 첨가하였는데. 주로 사용된 생장조절제인 2,4-D는 제조회사에서 발암성으로 구분하여 판매하고 있기 때문에 이러한 2,4-D에서 생장된 배양세포를 이용하기 위해서는 유효성분의 순수 정제가 꼭 필요하였고, 인삼 유효 성분의 순수 정제는 생산 단가의 효율성을 크게 감소시키기 때문에 실용화가 불가능하였다. 만일 인삼 배양세포를 인체에 유해한 생장조절제를 첨가하지 않고 기본 염과 설탕용액에서 증식할 수 있다면 가장 이상적인 배양 시스템이 될 수 있다. 그러나 생장조절제를 첨가하지 않고 인삼배양세포를 유도하는 방법은 지금까지 성공을 거두지 못하였으나 일본의 학자에 의해 고온처리에 의하여 생장조절제가 첨가되지 않은 배지에서 인삼배양세포를 유도한 실험이 Asaka(1993, Plant Med. 59:345-346)에 의해 보고되었으며 최근 일본의 일동전공이라는 회사에서는 이러한인삼 배양세포를 이용하여 "세포배양에 의한 액기스 과립" 등의 여러 가지 가공식품을 개발하였다.Ginseng (Panax ginseng C.A. Meyer) is an arboraceae that needs to be sundown, and it is difficult to cultivate due to severe damages such as serial disorders and root diseases. Also, in order to use ginseng root for medicinal purposes, it is necessary to cultivate for about 4 years or more, so many pesticides are damaged and are very expensive. In general, 4 years after sowing one ginseng seed, its weight is about 50g. Also, wild ginseng, also known as elixir, is hardly found in nature due to the difficulty of growing conditions. Meanwhile, there is a method of mass-producing ginseng cells on board using biotechnological methods. When ginseng cells are cultured using the cell culture method, the growth rate of cell masses is much higher than that of the ginseng plants obtained in the field. Ginseng cell culture attempts have been carried out by many researchers (Furuya et al., 1973, Chem. Ang et al., 1989, Proc. 2nd Internal Sym. On recent Advance in Natural Production Research.p 431-449 , Choi et al., 1900, Korean J. Ginseng Sci. 14: 107-111) It has been reported that the saponin content of cultured cells does not drop significantly compared to the ginseng root (Asaka et al., 1993, Plant Med. 59). : 345-346,; Asaka et al., 1993, Lett. 15: 1259-1264). Most of these studies, however, added exogenous growth regulators for the growth of cultured cells. Since 2,4-D, a mainly used growth regulator, is marketed by the manufacturer as carcinogenic, pure purification of the active ingredient was necessary to use the cultured cells grown in 2,4-D. Pure purification of the active ingredient has not been practical because it greatly reduces the efficiency of production costs. If ginseng cultured cells can be grown in basic salts and sugar solutions without the addition of growth regulators that are harmful to the human body, it can be the ideal culture system. However, the method of inducing ginseng cultured cells without the addition of growth regulators has not been successful until now, but Japanese researchers have studied the induction of ginseng cultured cells in medium without growth regulators by high temperature treatment. , Plant Med. 59: 345-346), and recently, a Japanese company called Ildong Major developed various processed foods such as "extract granules by cell culture."
본 발명은 생장조절제가 첨가되지 않은 배양기 내에서 고온처리가 아닌 암모늄레이트의 농도를 변화시켜 무적균으로 인삼의 자엽으로부터 배형성 캘러스를 유도하여 생장조절제를 첨가하지 않고 현탁 배양 또는 고체 배양에 의해 인삼세포를 대량으로 생산하고, 인삼자엽으로부터 유도된 배형성 켈러스로부터 체세포배를 유도하여 증식시키고 이 체세포로부터 유식물체를 생산하였다.The present invention induces the embryogenic callus from cotyledons of ginseng without changing the concentration of ammoniumate in the incubator without the growth regulator added to ginseng by suspension culture or solid culture without addition of the growth regulator. Cells were produced in large quantities, somatic embryos were derived from embryonic callus derived from ginseng cotyledons and propagated, and seedlings were produced from these somatic cells.
본 발명의 목적은 생물공학적 세포배양 기술을 이용하여 생장호르몬 무첨가 배지에서 인삼세포를 대량으로 생산하고 체세포배의 형성과 유식물체를 대량 생산하는 방법을 제공하기 위한 것이다.It is an object of the present invention to provide a method for producing ginseng cells in large quantities in a growth hormone-free medium using biotechnological cell culture technology, for the formation of somatic embryos and for the mass production of seedlings.
진술한 본 발명의 목적은 인삼의 자엽으로부터 생장조절제를 첨가하지 않은 배지에서 배형성 캘러스를 유도하고 다시 배형성 캘러스를 생장조절제가 들어있지 않은 고체배지와 액체배지에서 대량으로 증식하며, 인삼 자엽으로부터 유도된 배형성 캘러스로부터 체세포배를 생산한 다음 유식물체를 생산하는 본 발명의 방법에 의하여 달성된다.The purpose of the present invention is to induce embryogenic callus in a medium without growth regulator from cotyledons of ginseng, and to multiply the embryogenic callus in a solid medium and a liquid medium without growth regulator, and from ginseng cotyledons It is achieved by the method of the present invention which produces somatic embryos from induced embryogenic callus followed by seedlings.
도1은 인삼의 자엽으로부터 배형성 캘러스를 유도하는 사진1 is a photograph inducing embryogenic callus from the cotyledons of ginseng
도2는 배형성 캘러스로부터 체세포배를 유도하는사진Figure 2 is a photograph of inducing somatic embryos from embryogenic callus
도3은 배형성 캘러스로부터 균일한 세포 특성을 지니는 세포괴를 선발하여 10개월간 계대배양하여 얻은 세포주의 사진Figure 3 is a photograph of a cell line obtained by subcultured for 10 months by selecting a cell mass having uniform cellular characteristics from the embryogenic callus
도4는 배형성 세포주를 현탁배양하여 증식시킨 인삼세포 사진Figure 4 is a photo of ginseng cells grown by suspension cultured embryogenic cell line
도5는 체세포배로부터 재분화된 유식물체의 사진Figure 5 is a photograph of a seedling plant re-differentiated from somatic embryos
도6은 뮤라시게와 스쿠그의 배지 농도를 달리한 인삼 배발생 캘러스의 증식효과Figure 6 is a proliferation effect of ginseng embryogenic callus with different culture concentrations of murascige and squeegee
본 발명은 생장조절제가 들어있지 않은 배지에서 암모늄레이트의 농도만을 변화시켜 인삼의 자엽으로부터 배형성 캘러스를 유도하고 유도된 배형성 캘러스를 생장조절제가 들어있지 않은 고체배지와 액체배지에서 배양하여 인삼세포를 대량 생산하며, 인삼 자엽으로부터 형성된 배형성 캘러스로부터 체세포배를 유도하고 체세포배로부터 인삼 유식물체를 대량생산하는 방법으로 구성된다.The present invention induces embryogenic callus from cotyledons of ginseng by changing only the concentration of ammonium in the medium containing no growth regulators and induced embryogenic callus in solid medium and liquid medium containing no growth regulator to ginseng cells. It produces a large amount, and induces somatic embryos from embryogenic callus formed from the ginseng cotyledons and mass production of ginseng seedlings from somatic embryos.
본 발명은 또한 전술한 바와 같이 얻어지는 배형성 캘러스를 생장조절제가 전혀 들어있지 않는 고체배지와 액체배지로 반복하여 계대배양하여 대량으로 인삼세포를 생산하는 방법과 유도된 체세포배로부터 배형성 캘러스를 유도하는 방법을 반복하여 대량으로 체세포배를 증식하는 방법에도 관계된다.The present invention also provides a method of producing ginseng cells in a large amount by repeating passage of the embryogenic callus obtained as described above to a solid medium and a liquid medium containing no growth regulators and inducing embryogenic callus from the induced somatic embryos. It also relates to a method of proliferating somatic embryos in a large amount by repeating the method.
본 발명의 특징은 생장조절제를 첨가하지 않은 배지에서 배형성 캘러스를 유도하고 역시 생장조절제를 첨가하지 않은 배지에서 인삼세포를 대량으로 생산하며 체세포배를 유도하고 유식물체를 생산하는데 있다.A feature of the present invention is to induce embryogenic callus in the medium without the growth regulator, and to produce the ginseng cells in a large amount in the medium without the growth regulator, inducing somatic embryos and producing the seedlings.
본 발명의 방법에 있어서, 인삼세포와 체세포배를 대량으로 생산하기 위하여는 대량 증식된 인삼세포의 일부와 체세포배의 일부를 이용하여 다시 계대배양하는 방법을 반복하는 것이 좋다.In the method of the present invention, in order to produce a large amount of ginseng cells and somatic embryos, it is preferable to repeat the method of subculture again using a part of mass-proliferated ginseng cells and a part of the somatic embryos.
따라서 본 발명은 생장조절제가 무첨가 배지에서 인삼의 자엽으로부터 배형성 캘러스를 유도하는단계, 유도된 배형성 캘러스를 생정조절제가 첨가되지 않은 고체배지에서 증식시키는 단계, 유도된 배형성캘러스를 생장조절제가 첨가되지 않은 액체배지에서 현탁배양하는 단계, 배형성 캘러스로부터 체세포배를 생산하는단계, 체세포배로부터 다시 배형성 캘러스를 유도하는단계, 유도된 체세포배를 생장조절제가 첨가되지 않은 고체배지에서 유식물체로 발아시켜 대량 생산하는 방법에도 관계된다.Therefore, the present invention is a growth regulator to induce embryogenic callus from the cotyledons of ginseng in the medium without addition, propagating the induced embryogenic callus in a solid medium without the addition of a growth regulator, the growth regulator is induced Suspension culture in liquid medium not added, producing somatic embryos from embryonic callus, inducing embryogenic callus from somatic embryos, seed-derived somatic embryos in seedlings in solid medium without growth regulator It is also related to the method of germination and mass production.
이하 본 발명의 방법을 단계별로 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the method of the present invention will be described in detail step by step.
1) 생장조절제가 없는 배지에서 인삼자엽으로부터 배형성 캘러스를 유도하는 단계1) inducing embryogenic callus from ginseng cotyledon in medium without growth regulator
성숙한 인삼 종자를 무균처리한 후 종자를 절개하여 접합자배를 무균적으로 나출시킨 다음 자엽을 절취한다. 절취한 자엽은 pH 5.8로 조절하고 생장조절제는 전혀 첨가하지 않고 무라시게와 스쿠그의 기본배지에 암모늄나이트레이트의 농도만을 2배로 달리 한다. 모든 배지는 설탕 3%, 한천 0.8%를 첨가한 뮤라시게와 스쿠그 배지에서 배양한다. 이때 배양실 조건은 24±2℃, 24μMm-2s-1 백색 형광등으로 16시간 조명한다. 무라시게와 스쿠그의 기본배지에 암모늄나이트레이트를 2배 첨가한 스쿠그 배지에서 약 2개월후 자엽의 기부에서 배형성 캘러스가 유도되며 (도1 참조). 초기의 배형성 캘러스는 부서지기 쉬운 캘러스와 딱딱한 캘러스가 섞여있지만 무라시게와 스쿠그의 기본배지에 암모늄나이트레이트를 2배첨가한 스쿠그 배지에 5주간격으로 10회 계대배양하여 균일한 세포주를 얻는다. 또한 뮤라시게와 스쿠그의 기본 배지에서는 자엽의 기부에 체세포배가 직접 발생하기도 한다. 필요에 따라서는 이 체세포배를 증식시켜 유식물체를 얻을 수 있다. 한편, 인삼 접합자배에서 자엽을 절단하지 않고 접합자배를 암모늄나이트레이트를 증가시킨 배지에 배양하면 자엽표면에서 캘러스가 형성된다. 필요에 따라서는 이 캘러스를 다음 단계에 사용할 수도 잇다.After aseptically treating mature ginseng seeds, the seeds are dissected to aseptically shed the zygote and then the cotyledons are cut. Cut cotyledons are adjusted to pH 5.8, and no growth regulator is added, and the concentration of ammonium nitrate is doubled in the basal medium of Murashige and Squeeg. All media are incubated in Murashige and Squeeze medium containing 3% sugar and 0.8% agar. At this time, the culture room conditions are illuminated for 24 hours by 24 ± 2 ℃, 24μMm -2 s-1 white fluorescent lamp. Embryonic callus is induced at the base of cotyledons after about 2 months in the squeegee medium in which the ammonium nitrate is added twice to the basal medium of Murashige and Squeeg (see Fig. 1). Early embryogenic callus was a mixture of fragile callus and hard callus, but it was passaged 10 times at intervals of 5 weeks in Squeeg's medium, which added twice the ammonium nitrate to the base medium of Murashige and Squeeg, to obtain a uniform cell line. . In the basal medium of murascige and squeegee, somatic embryos are also directly generated at the base of cotyledon. If necessary, the somatic embryo can be propagated to obtain a seedling plant. On the other hand, when ginseng cultivation is cultured in a medium having increased ammonium nitrate without cutting cotyledon in ginseng zygote, callus is formed on the cotyledon surface. If you want, you can use this callus for the next step.
2) 유도된 배형성 캘러스를 생정조절제가 첨가되지 않은 고체배지에서 배양하는 단계2) culturing the induced embryogenic callus in a solid medium to which no bioregulatory agent is added
배형성 캘러스의 증식에 미치는 뮤라시게와 스쿠그의 배지 농도를 조사하기위하여 뮤라시게와 스쿠그의 배지농도를 1/3배로하고 암모늄나이트레이트를 증가시키지 않고 생장조절제를 전혀 첨가하지 않은 뮤라시게와 스쿠그 배지 10mL를 넣은고체배지와 액체배지에 배형성 캘러스를 1g씩 계대배양한다. 이 세포주는 뮤라시게와 스크구의 기본배지에서는 배양 1주 정도부터 배형성 캘러스로부터 갈변 물질이 분비되어 생장되지 못하고 갈변하다. 그러나 뮤라시게와 스쿠그 기본 배지를 1/3농도로 낮춘 배지에서 세포주의 특성을 유지하며 빠르게 생장을 계속한다 (도3 참조). 계대배양을 반복하여 원하는 만큼의 인삼세포주 대량 생산한다. 세포의 증식량은 설탕의 농도에 따라서는 큰 변화를 보이지 않는다.To investigate the culture concentration of murascige and squeegus on the growth of embryogenic callus, the cultured concentration of murascige and squeegee was 1 / 3-fold, and the murascige and squeegee were not added to the growth regulator without increasing ammonium nitrate. Subculture 1 g of embryogenic callus into solid and liquid medium containing 10 mL of medium. This cell line is browned and unable to grow due to the secretion of browning material from embryogenic callus from about 1 week of culture in the basal medium of murasigge and scog. However, the growth of the cell lines was maintained rapidly in the medium in which the murasigge and the squag basal medium were lowered to one third the concentration (see FIG. 3). Repeat subculture to produce as many ginseng cell lines as desired. The proliferation of cells does not change significantly depending on the concentration of sugar.
3)유도된 배형성 캘러스를 생정조절제가 첨가되지 않은 액체배지에서 현탁배양하는 단계3) suspending the induced embryogenic callus in a liquid medium not added with the life control agent
300mL 플라스크에 뮤라시게와 스쿠그의 기본배지를 1/3의 농도로 낮추고 설탕의 농도를 1%로 낮춘 생장조절제를 전혀 첨가하지 않은 액체 배지 100mL를 넣고 2)에서 얻어진 배형성 캘러스를 500mg을 옮겨 약 500 럭스 이하의 약광하에서 회전 진탕기로 100회전/분으로 배양하여 대량의 인삼세포괴를 생산한다. 얻어진 배형성 세포괴를 같은 방법으로 반복하여 계대배양하면 원하는대로 배형성 세포괴를 대량 얻을 수 있다(도4 참조). 특히 이 세포주는 20L 이상의 생물반응기에서도 증식되었기 때문에 대량 탱크배양도 가능하다.In a 300 mL flask, add 100 mL of the liquid medium containing no growth regulator with the concentration of Murashige and Squeege to 1/3, and the sugar concentration to 1%, and transfer 500 mg of the embryogenic callus obtained in 2). A large amount of ginseng cell mass is produced by culturing at 100 rotations / minute with a rotary shaker under a light of 500 lux or less. By repeatedly subcultured the obtained embryonic cell mass in the same manner, a large amount of the embryonic cell mass can be obtained as desired (see FIG. 4). In particular, the cell lines were grown in more than 20 liters of bioreactors, allowing for large tank cultures.
4) 자엽에서 유도된 배형성 캘러스로부터 체세포배를 유도하는 단계4) inducing somatic embryos from embryogenic callus induced in cotyledon
인삼 자엽에서 얻어진 배형성 캘러스를 곧 바로 3%의 설탕과 0.8%의 한천이 들어 있으나 생장조절제가 들어있지 않는 정상의 뮤라시게와 스쿠그 배지에 pH를 4로 낮추어준 고체배지로 옮겨주면 배형성 캘러스로부터 체세포배가 유도된다.(도2 참조).Embryonic callus obtained from the ginseng cotyledon was immediately transferred to a solid medium containing 3% sugar and 0.8% agar, but without the growth regulator, in a normal culture medium and in a culture medium with pH lowered to 4 Somatic embryos are derived from callus (see Figure 2).
5) 체세포배로부터 다시 배형성 캘러스를 얻는단계5) obtaining embryogenic callus from somatic embryos
4)에서 얻어진 체세포배를 1)과 같은 배지에 배양하면 다시 배형성 캘러스를 얻을 수 있다. 이와같은 방법을 반복하여 원하는대로 체세포배를 얻을수 있다.When the somatic embryo obtained in 4) is cultured in the same medium as in 1), the embryogenic callus can be obtained again. You can repeat this method to get somatic embryos as you like.
6) 유도된 체세포배를 생장조절제가 첨가되지 않은 고체배지에서 유식물체로 발아시켜 대량 생산하는 단계6) Mass production of induced somatic embryos by seedlings in solid medium without growth regulator
4)와 5)에서 얻어진 체세포배는 휴면상태로 잘 발아하지 않는다. 따라서 이 체세포배를 0℃에서 50일 정도 저온처리한 후 생장조절제가 첨가되지 않은 1/3뮤라시게와 스쿠그 배지에 배양하면 유식물체로 발아한다(도5 참조).Somatic embryos obtained in 4) and 5) do not germinate well in dormant state. Therefore, the somatic embryos are cold-treated at 0 ° C. for about 50 days, and then cultured in 1/3 murascige and squeegee medium without growth regulators to germinate as seedlings (see FIG. 5).
실시예 1Example 1
1) 생장조절제가 없는 배지에서 재배인삼과 산삼자엽으로부터 배형성 캘러스를 유도하는 단계1) inducing embryogenic callus from cultivated ginseng and wild cotyledon in medium without growth regulator
성숙한 인삼 종자를 무균처리한 후 종자를 절개하여 접합자배를 무균적으로 나출시킨 다음 자엽을 절취한다. 절취한 자엽은 pH 5.8로 조절하고 생장조절제는 전혀 첨가하지 않고 무라시게와 스쿠그의 기본배지의 농도를 1배 2배 3배로 달리하고, 또한 무라시게와 스쿠그의 배지에 첨가된 암모늄나이트레이트의 농도만을 1배, 2배, 3배, 4배로 달리 하였다. 모든 배지는 설탕 3%, 한천 0.8%를 첨가한 뮤라시게와 스쿠그배지에서 배양한다. 이 때 배양실 조건은 24±2℃, 24μM m-2s-1 백색 형광등으로 16시간 조명한다. 무라시게와 스쿠그의 기본배지에 암모늄나이트레이트를 2배첨가한 스쿠그 배지에서 약 2개월후 자엽의 기부에서 배형성 캘러스 유도율이 가장 높았으며 (표1. 도1 참조), 초기의 배형성 캘러스는 부서지기 쉬운 캘러스와 딱딱한 캘러스가 섞여있었지만 무라시게와 스쿠그의 기본배지에 암모늄나이트레이트를 2배첨가한 스쿠그 배지에 5주간격으로 10회 계대배양하여 균일한 세포주를 얻을수 있었다. 또한 뮤라시게와 스쿠그의 기본배지에서는 자엽의 기부에 체세포배가 직접 발생하기도 한다. 필요에 따라서는 이 체세포배를 증식시켜 유식물체를 얻을 수 있다. 또한 암모늄나이트레이트의 농도를 4배로 증가한 배지는 캘러스의 유도율이 매우 낮으며 3배로 증가한 배지에서는 배형성 캘러스가 유도되기는 하나 약 2주 후에는 갈변된다. 한편 인삼 접합자배에서 자엽을 절단하지 않고 접합자배를 암모늄나이트레이트를 증가시킨 배지에 배양하면 자엽표면에서 캘러스가 형성된다. 필요에 따라서는 이 캘러스를 다음 단계에 사용할 수도 있다. 또한 산삼종자를 발아시켜 동일한 방법으로 배형성 캘러스를 유도한 결과 같은 결과를 얻을수 있어 이 방법은 재배 인삼이나 자연의 산삼에 있어서도 모두 적용될 수 있음을 알수 있었다.After aseptically treating mature ginseng seeds, the seeds are dissected to aseptically shed the zygote and then the cotyledons are cut. The cut cotyledons were adjusted to pH 5.8, the growth regulator was not added at all, and the concentration of Murashige and Squeegee medium was changed by 1 and 2 times and 3 times. Only one, two, three, four times different. All media are incubated in murascige and squeegee medium with 3% sugar and 0.8% agar. At this time growth chamber conditions are 24 ± 2 ℃, 16 hours and illuminated with 24μM m -2 s-1 white fluorescent lamp. In Squeegus medium supplemented with Murashige and Squeegee ammonium nitrate, the induction rate of embryoid callus was highest at the base of cotyledons after about 2 months (Table 1, Fig. 1). Callus was a mixture of fragile callus and hard callus, but uniform cell lines were obtained by subcultured 10 times at 5 week intervals in Squeeg medium containing twice the ammonium nitrate in the base of Murashige and Squeegee. Somatic embryos are also directly generated at the base of cotyledon in the basal medium of murascige and squeegee. If necessary, the somatic embryo can be propagated to obtain a seedling plant. In addition, the medium in which the concentration of ammonium nitrate increased by four times was very low in the induction rate of callus, and in the medium which increased by three times, the embryogenic callus was induced but browned after about two weeks. On the other hand, when ginseng cultivation is cultured in a medium having increased ammonium nitrate without cutting cotyledon in ginseng zygote, callus is formed on the cotyledon surface. If necessary, this callus can be used for the next step. In addition, germination of wild ginseng seeds induced the embryogenic callus by the same method, and the same result was obtained. Therefore, this method could be applied to both grown ginseng and natural wild ginseng.
2)유도된 배형성 캘러스를 생정조절제가 첨가되지 않은 고체배지에서 배양하는 단계2) culturing the induced embryogenic callus in a solid medium without the addition of a biomodulator
배형성 캘러스의 증식에 미치는 뮤라시게와 스쿠그의 배지 농도를 조사하기위하여 뮤라시게와 스쿠그의 배지농도를 2배, 1배, 1/2배, 1/3배, 1/4배로하고 암모늄나이트레이트를 증가시키지 않고 생장조절제를 전혀 첨가하지 않은 뮤라시게와 스쿠그 배지 10mL를 넣은 고체배지와 액체배지에 배형성 캘러스를 1g씩 계대배양하였다. 이 세포주는 뮤라시게와 스크구의 기본배지에서는 배양 1주 정도부터 배형성 캘러스로부터 갈변 물질이 분비되어 생장되지 못하고 갈변한다. 그러나 뮤라시게와 스쿠그 기본 배지를 1/3농도로 낮춘 배지에서 세포주의 특성을 유지하며 빠르게 생장을 계속한다(도3, 도6 참조). 계대배양을 반복하여 원하는 만큼의 인삼세포주를 대량 생산한다. 또한 1/3뮤라시게 스쿠그 배지에 설탕의 농도를 1%, 3%, 6%, 6%, 9%, 12%로 달리하여 최적의 배양조건을 조사한 결과 설탕의 농도가 1%에서 12% 까지 증가할수록 배형성 세포는 약간 백색을 띄면서 구형의 돌기로 존재한다. 그러나 세포의 증식량은 설탕의 농도에 따라 큰 변화를 보이지 않는다.To investigate the concentration of murasigge and squag on the growth of embryogenic callus, the media concentration of murascige and squag is doubled, 1 times, 1/2 times, 1/3 times, 1/4 times, and ammonium nitrate 1 g of embryonic callus was subcultured to the solid medium and the liquid medium containing 10 mL of murascige and Squeeze medium without any growth regulator added. This cell line is browned and unable to grow due to the secretion of browning material from embryogenic callus from about 1 week of culture in the basal medium of murasigge and scog. However, the growth of the cell lines is maintained rapidly in the medium in which the Murashige and Squeege basal medium are lowered to 1/3 the concentration (see FIGS. 3 and 6). Repeated subculture to produce as many ginseng cell lines as desired. In addition, the concentration of sugar was changed to 1%, 3%, 6%, 6%, 9%, and 12% in 1/3 murashig Squeeg medium, and the concentration of sugar was 1% to 12%. As far as increases, the embryogenic cells are slightly white and present as spherical bumps. However, cell proliferation does not change significantly with sugar concentration.
3)유도된 배형성 캘러스를 생정조절제가 첨가되지 않은 액체배지에서 현탁배양하는 단계3) suspending the induced embryogenic callus in a liquid medium not added with the life control agent
300mL 플라스크에 뮤라시게와 스쿠그의 기본배지를 1/3의 농도로 낮추고 설탕의 농도를 1%로 낮춘 생장조절제를 전혀 첨가하지 않은 액체 배지 100mL를 넣고 2)에서 얻어진 배형성 캘러스를 500㎎을 옮겨 약 500 럭스 이하의 약광하에서 회전 진탕기로 100회전/분으로 배양하여 대량의 인삼세포괴를 생산한다. 얻어진 배형성 세포괴를 같은 방법으로 반복하여 계대배양하면 원하는대로 배형성 세포괴를 대량 얻을 수 있다(도4 참조). 특히 이 세포주는 20L 이상의 생물반응기에서도 증식되었기 때문에 대량 탱크배양도 가능하다.Into a 300 mL flask, add 100 mL of liquid medium containing no growth regulator with murascige and squeegee medium to 1/3 concentration, and reduce sugar concentration to 1%, and transfer 500 mg of embryogenic callus obtained in 2). A large amount of ginseng cell mass is produced by culturing at 100 revolutions per minute with a rotary shaker under about 500 lux or less. By repeatedly subcultured the obtained embryonic cell mass in the same manner, a large amount of the embryonic cell mass can be obtained as desired (see FIG. 4). In particular, the cell lines were grown in more than 20 liters of bioreactors, allowing for large tank cultures.
4)자엽에서 유도된 배형성 캘러스로부터 체세포배를 유도하는 단계4) inducing somatic embryos from embryogenic callus induced in cotyledon
인삼 자엽에서 얻어진 배형성 캘러스를 곧 바로 3%의 설탕과 0.8%의 한천이 들어있으나 생장조절제가 들어있지 않는 정상의 뮤라시게와 스쿠그 배지에 pH를 4로 낮추어준 고체배지로 옮겨주면 배형성 캘러스로부터 체세포배가 유도된다(도2 참조).Embryonic callus obtained from the ginseng cotyledon was immediately transferred to a solid medium with pH lowered to 4 in normal myracige and squeeze medium containing 3% sugar and 0.8% agar, but without growth regulator. Somatic embryos are derived from callus (see FIG. 2).
5) 체세포배로부터 다시 배형성 캘러스를 얻는단계5) obtaining embryogenic callus from somatic embryos
4)에서 얻어진 체세포배를 1)과 같은 배지에 배양하면 다시 배형성 캘러스를 얻을 수 있다. 이와같은 방법을 반복하여 원하는대로 체세포배를 얻을수 있다.When the somatic embryo obtained in 4) is cultured in the same medium as in 1), the embryogenic callus can be obtained again. You can repeat this method to get somatic embryos as you like.
6) 유도된 체세포배를 생장조절제가 첨가되지 않은 고체배지에서 유식물체로 발아시켜 대량 생산하는 단계6) Mass production of induced somatic embryos by seedlings in solid medium without growth regulator
4)와 5)에서 얻어진 체세포배는 휴면상태로 잘 발아하지 않는다. 따라서 이 체세포배를 0℃에서 50일 정도 저온처리한 후 생장조절제가 첨가되지 않은 1/3뮤라시게와 스쿠그 배지에 배양하면 유식물체로 발아한다(도5 참조).Somatic embryos obtained in 4) and 5) do not germinate well in dormant state. Therefore, the somatic embryos are cold-treated at 0 ° C. for about 50 days, and then cultured in 1/3 murascige and squeegee medium without growth regulators to germinate as seedlings (see FIG. 5).
본 발명에 의해 재배와 생육조건이 매우 까다로운 재배인삼과 산삼의 인삼세포와 유식물체를 생장조절제가 첨가되지 않은 배지에서 무균적으로 대량 생산할 수 있게 되어, 가공식품의 개발 또는 유식물체를 생식할 수 있는 길을 열었다.According to the present invention, the ginseng cells and seedlings of cultivated ginseng and wild ginseng, which are very demanding in cultivation and growth conditions, can be aseptically produced in large quantities in a medium without growth regulators, and the development of processed foods or seedlings can be reproduced. Opened the way.
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