낙엽송 클론묘 생산을 위한 셀라인별 체세포배 발생 및 재분화 특성

안찬훈*, 김소연, 최현모, 최영임

(국립산림과학원 임목자원연구과)

Characteristics of Somatic Embryogenesis and  In Vitro Regeneration by Cell Line for Larix kaempferi Clonal Plant Production

Chanhoon An*, So Yeon Kim, Hyunmo Choi, Young-Im Choi

(Division of Forest Tree Improvement and Biotechnology, National Institute of Forest Science)

요약: 체세포배 발생 기술은 실생번식이나 삽목 등 관행적인 영양번식이 어려운 수종의 대량증식 혹은 고품질 클론의 대량생산을 위해 사용되는 조직배양 방법 중 하나이다. 라디아타소나무, 슬래쉬소나무 등의 대부분의 침엽수종에서 체세포배 발생은 미숙종자로부터 유래하며, 재생효율은 배양환경이나 유전자형의 영향을 받게 된다. 특히 유전자형은 체세포배 발생 과정에서 의존적으로 작용하기도 하며 재생효율이 높은 세포주 선택이 재분화 성공에 중요한 요인으로 작용하기도 한다. 따라서 본 연구에서는 조림 수요는 높으나 종자 결실주기가 길고 풍흉이 심해 안정적인 종자공급이 어려운 낙엽송의 우수 클론묘 생산을 위해 셀라인별 체세포배 유도 및 재분화 특성에 관해 조사하였다. 미숙종자로부터 유도한 배발생조직 6셀라인을 대상으로 배발생조직의 증식과 체세포배 유도 특성을 조사하였다. 배발생조직의 증식과정에서는 셀라인간의 증식 효율이 최대 2배 이상 유의적인 차이를 나타내었다. 체세포배 유도 과정에서는 발달이 정상적으로 이루어지는 우수한 셀라인(G)과 상대적으로 비정상적인 발달 양상을 보이는 셀라인(B)으로 구분이 되며, 체세포배 발생 수는 최대 250배 가량 차이가 나타났다. 또한 동일한 배양 조건 하에서 성숙 체세포배(ME), 후기 체세포배(LE), 비정상 체세포배(AE) 발생 특성이 상이하게 나타나는 것은 체세포배 유도에 있어 유전적인 영향이 작용하는 것을 확인할 수 있었다.

Abstract: Somatic embryogenesis is a tissue culture technique widely used for the mass propagation of trees that are difficult to propagate via conventional methods, such as seedlings or cuttings, and for the production of high-quality clones. In conifers, such as radiata and slash pine, somatic embryogenesis typically originates from immature seeds, with regeneration efficiency influenced by both the culture environment and genotype. Specifically, genotype plays a critical role in the somatic embryogenesis process, and selecting cell lines with high regeneration efficiency is essential for successful regeneration. In this study, we investigated the characteristics of somatic embryogenesis induction and regeneration in cell lines for the clonal propagation of Larix kaempferi, a species with high demand for afforestation but a long seed fruiting cycle and yield fluctuations, which complicate stable seed supply. We examined the proliferation and somatic embryogenesis induction of six embryogenic cell lines derived from immature seeds. Significant differences in proliferation efficiency, up to twofold, were observed between the cell lines during the pro-embryogenic mass (PEM) proliferation phase. During somatic embryo induction, a superior cell line (G) with normal development and a cell line (B) exhibiting relatively abnormal development patterns were identified, with the number of somatic embryos produced differing by up to 250 times. Furthermore, the different developmental characteristics of mature somatic embryos (ME), late somatic embryos (LE), and abnormal somatic embryos (AE) under identical culture conditions suggested a genetic influence on somatic embryo induction.

사사: 본 연구는 국립산림과학원 연구사업(FG0701-2024-01-2024)에 의해 수행되었음.