1902 년 식물 조직 배양 실험을 한 최초의 G.Haberlandt 는 고등식물의 이온세포가 식물로 자랄 수 있다고 예언했다. 이 가설은 향후 식물 조직 배양의 이론적 기초가 되었다.

1937 년 White 는 조직 배양을 위한 종합 배양기를 설립하고 Gautheret 등과 함께 처음으로 담배의 줄기 형성층 세포와 작은 당근 뿌리를 이용해 인공 배양 조건 하에서 캘러스를 증식하고 유도하는 데 성공했다. 그들이 세운 식물 조직 배양의 기본 방법은 향후 각종 식물 조직 배양의 기술적 기초가 되었다.

1948 에서 F.Skoog 와 최배는 담배 줄기와 골수를 배양하는 배양기에 적절한 비율의 아데닌과 성장소를 첨가하면 식물 조직이 새싹이나 뿌리를 자라게 하는 것을 통제할 수 있다는 것을 발견했다. 즉, 아데닌과 성장소의 비율이 높을 때 싹이 생기고 비율이 낮을 때 싹이 생긴다. 나중에 C.D.Miller 등 (1956) 은 아데닌 대신 흥분소를 사용하는 것이 더 효과적이라는 것을 발견하고, 흥분소와 성장소 비율로 장기 분화를 조절하는 호르몬 모델을 세웠다. 호르몬' 통제론' 이라는 이론은 지금도 식물 조직 배양 연구에서 지도 역할을 하고 있다.

1950 년대에는 조직 배양 기술이 급속히 발전하여 정적 고체 배양에서 액체 배양까지, 즉 공중부양 배양, 마이크로실 배양, 보육 배양, 평판 배양에 이르기까지 발전하였다. 1958 에서 Steward 등은 액체 현탁 배양을 이용하여 당근 체세포를 배아체 발육을 통해 완전한 식물로 키우고 꽃이 튼튼합니다. 이 돌파구는 Haberlandt 의' 세포 만능성' 사상을 입증할 뿐만 아니라 조직 배양의 장기 형성과 배아 발생을 연구하는 새로운 영역을 열었다.

1960 년대 초, E.C.Cocking 등은 곰팡이 섬유소 효소로 식물 원형질체를 분리하는 데 성공하여 원형질체 융합 기술과 체세포 교배 등 유전자 공학의 급속한 발전을 위한 조건을 만들었다.

최근 20 년 동안 배양된 식물 세포가 일정 조건 하에서 전능성을 지녔기 때문에, 조직 배양 기술의 생산 중의 응용이 중시되고 발전하였으며, 점차 농업 임업 원예 의학 등 방면의 중요한 연구 수단이 되어 형태학 세포학 생리학 생화학 유전학 육종학 등 일련의 학과의 발전을 촉진시켰다.

분자생물학과 생물공학이 발달하면서 식물 조직 배양 기술이 나날이 완벽해지고 있다. 1960 년대 이후, 식물 조직 배양이 생산에 적용되기 시작하여 식물 생산이 산업화 적용 시기로 접어들게 되었다. 화훼와 약초, 무성생식계를 통해 빠르게 번식하는 식물, 공장에서 생산하는 시험관 품종의 상업화; 대량의 세포 배양 기술을 통해 약물을 생산하는 방법은 이미 일본, 연방 독일 및 기타 국가에서 성공을 거두었다. 결론적으로 식물 조직과 세포 배양은 잠재력이 큰 새로운 생명기술로, 참신한 모습으로 세계 신공업 혁명의 대열에 진입하여 밝은 전망을 보여줄 것이다.

현재 식물조직과 세포배양기술은 식물학 등 학과의 실제 응용은 주로 (1) 식물육종과 빠른 번식의 두 가지 측면에 있다. (2) 생리 활성 물질의 생성.

첫째, 식물 조직 배양의 실험 설비, 멸균 방법, 기본 배양기

(1) 식물 조직 배양 실험 장비

1. 실험실 설정

(1) 무균 작업실에는 접종용 정화 작업대, 접종 도구 및 배양물을 배치하는 작업대, 천장 또는 벽에 설치된 멸균용 자외선 램프가 있습니다. 통풍장치가 있어서 세균을 여과하는 것이 가장 좋다.

(2) 배지 준비실

각종 배양기를 배합하려면 실내에 넓은 면적의 평평한 작업대와 각종 화학약품과 그릇이 놓여 있는 선반이 있어야 한다. 조제된 배양기 모액을 보관하는 냉장고, 증류수를 준비하고 저장하는 설비.

(3) 항온 배양실

배양실에는 에어컨 제어 항온과 조명 장치가 필요하다. 보통 배양함의 온도는 25 C 정도이며, 온도차는 65438 0 C 를 초과하지 말아야 한다.

배양실에는 반드시 배양대, 흔들기, 회전대 등 배양장치와 설비가 있어야 한다.

(4) 세포학 실험실

각종 현미경과 해부경을 배치하여 배양 결과를 관찰하다. 조건이 허락하는 경우 촬영 설비를 만들어 실험 결과를 촬영할 수 있다.

(5) 화학 실험실

각종 관례적이고 선진적인 화학 분석 측정 기기 설비를 준비하여 각종 화학 분석 측정을 진행하다.

2. 기기 및 기구

(1) 유리그릇

알칼리 용해도가 낮은 경질 유리로 만든 기구, 그릇, 특히 장기 배양은 양질의 유리 제품을 선택하면 좋지 않은 영향을 미치기 쉽다.

일반적으로 사용되는 유리그릇으로는 삼각플라스크, 유두플라스크, T 형 튜브, 각플라스크, 원형플라스크, L 형 시험관, 평행각형 시험관, 원형 납작형 플라스크, 페트리 접시, 유리고리, 슬라이드, 뚜껑, 깔때기, 분배기, 주사기 등이 있습니다

(2) 기구 및 기구

의료 기기 및 미생물 실험실에서 사용하는 도구 (예: 칼, 가위, 족집게, 해부칼, 접종 바늘 등) 를 선택합니다.

(3) 장비 및 장비

일반적으로 천평, 산도계, 원심분리기, 현미경, 해부경, 인큐베이터, 오븐, 냉장고, 흔들기, 회전침대, 회전배양대, 분광기, 얇은 층 스캐너, 고압 액상색보계 등이 필요합니다.

(2) 식물 조직 배양의 살균 방법

1. 용기 및 배지의 살균

페트리 접시, 작업복, 마스크, 모자 등. 고온 소독 가능, 보통 1.2 기압 20-30 분 배양기 소독 시간은 너무 길어서는 안 된다. 그렇지 않으면 어떤 물질은 쉽게 분해되어 파괴된다. 1.2 기압, 15 분이면 충분하다. 금속기구의 소독은 일반적으로 사용하기 전에 70% 의 에탄올로 담갔다가 화염에 소독 냉각을 발화시킨 후 사용한다.

2. 식물 재료의 멸균

식물 재료의 멸균은 주로 외부 멸균이며, 소독제에 대한 재료의 민감성에 따라 소독제의 종류와 농도, 처리 시간의 길이를 선택해야 한다. 먼저 비눗가루 용액에서 실험 재료를 꼼꼼히 닦고 흐르는 물로 씻은 다음 표 13- 1 및 13-2 에 나열된 방법과 순서에 따라 멸균한다.

표 13- 1 공통 멸균기 효과 비교

표 13-2 식물의 다른 장기의 멸균 순서 (3) 식물 조직 배양의 기본 배양기

1. 배지 성분

식물 조직 배양기는 일반적으로 다음 물질로 구성됩니다 (표 13-3).

표 13-3 몇 가지 공통 배양기의 성분 (단위: 밀리그램/리터)

(1) 무기 영양소

무기 영양소에는 대량의 원소와 미량 원소가 포함되어 있다. 탄소 (c), 수소 (h), 산소 (o) 를 제외한 많은 원소는 질소 (n) 이다. 일반적으로 질산염 질소나 암모늄질 질소를 질소로 사용하지만, 배양에서는 질산염 질소를 자주 사용하며, 질산염 질소와 암모늄질 질소도 혼합한다. 인산염은 인에 자주 쓰이고 황산염은 황에 자주 쓰인다. 칼륨은 주요 양이온으로 칼슘 (Ca), 나트륨 (Na), 마그네슘 (Mg) 의 수요가 적다. 상수 요소의 비율은 일반적으로 전체 그루를 배양하는 Knop 용액의 배합에 따라 수정된다. 일반적으로 영양 배양기에는 적어도 25 밀리몰의 질산염과 25 밀리몰의 칼륨이 함유되어 있어야 한다. 플루토늄의 함량이 8mmol 을 초과할 때 배양물에 독이 되는 경우가 많다. 그러나 기존의 치유 조직 배양과 세포 현탁 배양의 경우 질산염+암모늄의 농도가 60mmol 로 증가할 수 있다. 칼슘, 황, 마그네슘의 농도는 1-3 밀리무어 범위 내에 있다. 필요한 염화나트륨은 칼슘염, 인산염 또는 미량 영양소가 제공한다. 미량 원소로는 요오드 (I), 붕소 (b), 망간 (Mn), 아연 (Zn), 몰리브덴 (Mo), 구리 (Cu), 코발트 (Co), 철 (Fe) 등이 있다

(2) 탄소원 및 에너지

대부분의 식물 세포는 사탕수수당의 2 ~ 4% 가 필요한데, 일부 식물 조직 배양에서는 사탕수수당의 농도가 7% 또는 15% 에 달한다. 당원은 배양기에서 탄소원과 에너지 이외의 기능을 할 수 있다. 사탕수수당도 포도당과 과당으로 대체할 수 있는데, 다른 당류들은 그다지 이상적이지 않다. 이노시톨은 필수는 아닐 수도 있지만 일반 배양기에서 대량으로 사용하는 것은 치유 조직의 성장을 촉진하는 역할과 관련이 있을 수 있다.

(3) 비타민

각종 비타민 중에서 염산황아민 (B 1) 이 필요할 수 있지만, 담배산과 염산 피리도올 (B6) 은 성장을 촉진할 수밖에 없다.

(4) 성장 조절 물질

식물 호르몬은 배양기에서 없어서는 안 될 성분으로, 식물 치유 조직의 유도, 배양물의 성장, 기관의 분화, 보조 생산물의 대사에 직접적인 영향을 미친다. 배양기에는 보통 두 가지 호르몬이 첨가된다. 하나는 성장소로, 일반적으로 2,4-D, NAA, IAA, IBA 등이 사용된다. 또 다른 종류는 세포분열소로, 흔히 사용되는 흥분소 (Kt), 옥시토신 (Zt), 6- 벤질 퓨린 (6-BA) 이 있다. 2,4-D 의 적절한 농도는10-7-10-5mol 이고, IAA 의 적절한 농도는10-/Kloc-입니다 일반적으로 2,4-D (10-5-10-7MOL) 만이 치유 조직을 성공적으로 유도할 수 있습니다. 옥신 (예: 2,4-D) 을 세포 분열소와 함께 사용하면 효과가 더 좋아진다. 외식체가 식물을 분화하도록 유도할 때, 아세틸산을 세포 분열소와 결합하는 것이 더 좋을 수 있다. 세포분열소에서는 흥분소와 6- 벤질 퓨린이 광범위하게 사용되어 캘러스의 성장을 촉진시켜 적절한 농도는 10-7- 10-6 mol 이다.

(5) 아미노산

배양기에는 글리신과 같은 아미노산이 포함되어야 한다. 또한, 가수 분해 카제인은 종종 조직 배양에 사용되며, 다양한 아미노산의 혼합물입니다. 특히 분화 배양기에 일정량의 가수 분해 카제인을 첨가하면 배아 발생과 다배아 현상을 촉진할 수 있다. 일부 아미노산은 페닐알라닌과 오르니 틴과 같은 일부 2 차 바이오 매스의 전구체이며 스코 폴라 민 알칼로이드 생합성의 전구체입니다. 배양기에 넣으면 조직 배양에서 이런 2 차 바이오매스의 함량과 생산량이 현저히 증가할 것이다.

(6) 유기 첨가제

배양기에 천연물을 첨가하면 치유 조직의 유도와 유지에 도움이 되며 성장과 이차 바이오매스의 형성과 축적을 촉진하는 데도 도움이 된다. 그중에서 가장 많이 사용하는 것은 코코넛 밀크, 효모 정제, 토마토 주스, 콩가루입니다. 그 농도 범위: 코코넛 밀크 10% (부피/부피), 효모 추출물 0.5%, 토마토 주스 5- 10%, 콩가루 0./Kloc-0 이러한 천연 첨가제는 배양기 준비에서 완전히 알려진 합성화합물을 선택하는 경향이 있는데, 그 성분은 복잡하고 일관성을 보장하기가 어렵기 때문이다.

배지의 제조

(1) 물과 약

유리용기에서 탈광염에서 증류한 증류수를 사용하여 배양기를 준비하는 것이 가장 좋다. 사용하는 화학 물질은 순수해야 한다. 성장 조절제는 사용하기 전에 재결정을 선호한다. 단백질 가수 분해물은 효소로 가수 분해하는 것이 가장 좋다. 이렇게 하면 아미노산이 자연 상태에서 더 잘 보존될 수 있다.

(2) 모액 (원액)

배양기를 준비하는 간단한 방법은 먼저 일련의 모액을 준비하는 것이다. 대량의 광물염 (대량의 원소) 은 사용된 농도보다 10 배 두껍게 배합할 수 있다. 광물염을 용해할 때는 가능한 Ca2+ 와 SO2-4- 및 PO3-4 를 엇갈리게 하여 황산칼슘과 인산 칼슘의 불용물을 형성하지 않도록 한다. 일정량의 증류수로 미네랄 소금을 녹인 다음 순서대로 넣고 마지막으로 물을 특정 부피에 넣는 것이 좋다. 미량 원소는 농도 100- 1000 배의 농축액을 사용하여 대량의 원소와 함께 냉장고에 보관할 수 있다. 각 비타민은 개별적으로 배합하여 용량 병에 보관할 수 있으며 농도는 0.2- 1 mg/L 이며 철염은 별도로 배합해야 합니다 (앞 참조). 식물 호르몬은 배합할 때 다른 요구 사항을 가지고 있다. NAA, 2, 4-D, IAA 등의 성장소류 물질을 소량 95% 에탄올로 녹인 다음 증류수로 일정 농도까지 희석한다고 합니다. 세포 분열소는 소량의 0.5 또는 1N 염산으로 용해한 다음 증류수를 필요한 양에 첨가해야 한다. 엽산은 소량의 묽은 암모니아수에 용해한 다음 증류수를 필요한 양에 첨가해야 한다. 바이오틴은 배합할 때 물에 직접 용해될 수 있다.

(3) 고압 살균 및 보존

배양기를 준비할 때 각종 모액을 제거하고 원하는 부피에 따라 섞어서 사탕수수, 호르몬 등의 부가 성분을 임시로 넣고 미리 가열해 녹인 진지와 섞은 다음 (액체 배양은 한천을 넣지 않음), 수산화나트륨 용액이나 1N 염산으로 pH 값을 원하는 값 (5.5-5.8 사이) 으로 조절한다 준비한 배양기를 고압 멸균기에서120 C 와 1. 1kg/cm2 에서 멸균 15-20min 멸균 후 배양기는 실온에서 보관할 수 있으며 (최적 온도는 65438 00 C), 2 주 이내에 사용해야 한다.

몇 가지 일반적인 배지의 특성

무기염은 배양기에 따라 일반적으로 많이 변하며, 때로는 서로 다른 질소원을 첨가하여 각자의 특징을 형성하기도 한다. MS 는 Murashige, T. 와 Skoog, F. 가 1962 에서 설계한 배양기이다. 고체 배양은 치유 조직, 액체 배양 세포 현탁 배양, 배아, 줄기 끝, 줄기, 화약 배양 및 형태 발생 연구 등을 유도하는 방면에서 현저한 성과를 거두었다. MS 배양기 중 무기영양물질의 양과 비율이 적당하여 많은 식물세포의 영양과 생리적 수요를 충족시킬 수 있다. 따라서 일반적으로 배양기에는 카제인 가수 분해물, 효모 가수 분해물 또는 코코넛 주스와 같은 유기 첨가물을 첨가할 필요가 없습니다. MS 배양기 중 질산염, 칼륨, 브롬의 함량이 다른 배양기에 비해 높다는 것이 두드러진 특징이다. MS 배양기와 마찬가지로 LS(linsmailer, E.M. 및 Skoog, F. 1965) 및 RM (Tanaka, 1964) 도 있습니다. White( 1963) 배양기 무기염 농도는 MS 배양기에 비해 낮지만 광범위하게 적용돼 배아배양과 일반 조직 배양에 좋은 효과가 있다. B5 배양기는 Gamborg 등 (1968) 이 설계했다. 그것의 주요 특징은 플루토늄 함량이 낮아 일부 식물의 성장을 억제할 수 있다는 것이다. N6 배양기는 중과원 식물소와 흑룡장성농과학원이 설계한 것으로, 매우 적합한 배양기이기도 하다. 현재 우리나라 일부 식물의 화약 배양과 조직 배양에 광범위하게 적용되었다. 그 성분은 B5 와 비슷하지만 몰리브덴은 함유되어 있지 않다. 유럽에서는 헬러 (1953) 배양기가 널리 사용되고 있으며 무기염 함량이 낮고 몰리브덴 소금이 부족하지만 니켈 알루미늄 등의 화합물이 함유되어 있다.

전반적인 추세로 볼 때 현대 배양기는 고농도의 무기염을 사용하는 경향이 있다. 질소 적용의 경우, 많은 사람들이 질산염 질소와 암모니아 성 질소의 혼합물 또는 단지 질산염 질소를 사용합니다. 미량 원소의 작용 연구는 비교적 적으며, 대부분의 레시피는 기본적으로 MS 배양기에 가깝다. 이러한 미량 원소는 이미 조직 배양에서 캘러스 및 세포 성장의 필요성을 충족시켰다. 철염의 경우 보통 FeSO4 와 Na2-EDTA 의 혼합물을 사용한다.

둘째, 약물 생산에서 식물 조직 및 세포 배양의 응용

최근 몇 년 동안 자연환경에 대한 인위적인 파괴, 선택의 여지가 없는 채집, 인건비 상승, 야생식물 도입의 기술 및/또는 경제적 어려움으로 인해 식물 자원이 급격히 감소하고 약용 식물의 충분한 공급을 확보하기가 점점 어려워지고 있다. 1960 년대 이래로 사람들은 식물 조직 배양 기술을 응용하여 식물 의약품의 생산을 연구하기 시작했다. 최근 몇 년 동안, 현대 생명 공학의 발전과 함께, 많은 수의 식물 세포를 성공적으로 배양하여 식물 의약품의 산업 생산을위한 새로운 방법을 열었습니다.

세포 배양 시스템은 일반적인 전체 그루 배양에 비해 많은 장점을 가지고 있다. (1) 유용한 물질의 생산은 통제 가능한 조건에서 이루어지며 기후와 토양 조건에 의존하지 않고 토지를 절약한다. (2) 세포 배양 미생물 및 해충 없음; (3) 성장주기가 짧아 식물의 도입, 길들이기, 번식의 긴 과정을 단축한다. (4) 특정 생물 전환 반응을 수행하고, 새로운 합성 경로를 탐색하고, 새로운 유용한 물질을 얻을 수 있습니다. (5) 새로운 세포주를 선별하고 배양 조건을 변경함으로써 생산성을 높이고 생산 비용을 낮출 수 있다.

(a) 식물 조직 및 세포 배양 기술

1. 캘러스 유도 및 배양

캘러스는 식물 조직과 세포 배양의 기본 재료이므로 캘러스의 유도와 배양은 식물 조직과 세포 배양의 기본 작업 중 하나이다.

캘러스 유도 작업 절차는 다음과 같습니다.

(1) 식물 재료의 선택 (식물 종류와 부위 포함) (2) 재료 준비 및 소독; (3) 배지의 선택 및 준비; (4) 예방 접종 및 훈련; (5) 하위 문화.

현재 많은 식물들이 쌍자엽 식물이 가장 많고 단엽식물이 가장 적은 캘러스를 유도하는 데 성공했다. 게다가, 나체 식물, 고사리 식물, 이끼류 식물도 성공의 예가 있다. 따라서 모든 다세포 식물은 치유 조직을 성공적으로 유도할 수 있는 잠재력을 가지고 있다고 할 수 있다. 쌍자엽 식물은 광범위한 실용적 가치를 가지고 있으며, 그것들은 빠르게 치유 조직을 키울 수 있다. 혈관 형성 층, 저장 기관의 얇은 벽 조직, 뿌리의 중주집, 배젖, 자엽, 잎고기 조직, 혈관 덩어리 조직과 같은 식물의 다양한 조직은 적절한 조건에서 캘러스를 형성할 수 있다.

캘러스 유도는 대부분 고체 배양기에서 진행된다. 고체배양은 보통 25 ~ 28 C 에서 진행되며 4 ~ 6 주마다 계대 배양을 한다.

치유 조직 배양 방법은 일반적으로 고체 배양과 액체 배양으로 나눌 수 있다. 고체 배양은 일정량의 응고제 (0.6- 1.0% 한천 등) 를 넣는 것을 말한다. ) 배양기에 넣고, 가열하여 용해하고, 각각 배양용기에 넣고, 냉각하여 고체 배양기를 얻는다. 응결제가 없는 것은 액체 배양기이다.

고체 배양은 정적 배양이다. 장점은 간단하고 편리하다는 점이다. 일반 유리그릇만 있으면 된다. 액체 진동 배양과는 달리, 흔들기, 회전침대 등 복잡한 기계장비는 필요 없고, 부지가 적다. 작은 배양실은 많은 배양 용기를 수용할 수 있다. 그러나 고체 배양에도 다음과 같은 단점이 있다. 캘러스 표면의 일부만이 배양기와 접촉하여 캘러스의 성장이 고르지 않게 된다. 배양기와 접촉하는 하단 조직가스 교환이 좋지 않고, 동시에 성장과정에서 배출되는 유해 물질이 쌓여 있다. 정지 배치를 할 때 중력이나 빛이 고르지 않은 작용으로 인해 조직이 극화되어 상당히 일관된 집단을 갖기가 어렵다.

액체 배양은 정위와 진동으로 나눌 수 있다. 액체 정적 배양은 고체 배양만큼 간단하며, 배양액의 영양 농도는 차이가 없다. 그러나 그 사용의 한계로 현재 거의 사용되지 않는다. 진동 배양은 식물 조직이 액체 배양기에서 계속 회전하게 하여 정적 배양의 단점을 없애는 것이다. 진동 배양은 두 가지 범주로 나눌 수 있다: (1) 연속 침지, 휘핑이나 진동 배양액을 통해 조직을 배양기에 매달아 자주 흔들어서 배양한다. (2) 정기적으로 침수된 사람들에게는 T 자형 튜브와 유두병을 배양용기로 사용하고 회전침대에서 배양한다. 회전 과정에서 배양물은 액상과 화기상에 반복적으로 나타난다.

2. 세포 현탁 배양

식물 세포 현탁 배양 기술은 캘러스 액체 배양 기술을 바탕으로 발전한 새로운 배양 기술이다. 최근 20 년 동안 시험관 현탁 배양에서 대량 발효기 배양까지, 비연속 배양에서 반연속 및 연속 배양까지, 최근 몇 년간 최신 탁도 상수법과 화학상수법이 대규모 연속 배양에서 자동 제어를 실현했다. 세포 현탁 배양의 특징은 (1) 대량의 균일 식물 세포를 제공할 수 있다는 것이다. (2) 세포 증식은 캘러스보다 빠르다. (3) 대규모 배양에 적합하다. 따라서 미생물처럼 식물 세포를 배양하고 발효공업에 적용해 식물의 독특한 제품을 생산함으로써 식물 제품의 공업화 생산을 위한 새로운 길을 열 수 있다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 성공명언) 세포 현탁 배양은 액체 배양기에서 헤엄치는 식물 세포를 배양하는 것이지만, 식물 세포가 모이는 특성을 가지고 있기 때문에, 지금까지 떠다니는 상태에서는 헤엄치는 단세포만 제조할 수 없고, 왕왕 작은 세포단이다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 세포, 세포, 세포, 세포, 세포, 세포, 세포)

(1) 현탁 배양 장비 및 장치

① 식물 세포 현탁 배양은 흔들 침대를 널리 사용합니다. 깨지기 쉬운 치유 조직은 흔들림의 연속적인 진동을 통해 흩어진 세포 현액을 얻을 수 있다. 현탁 세포의 계대 배양에도 사용할 수 있습니다.

(2) 1 분에 한 번 침대를 뒤집는다. T 형 튜브 또는 젖꼭지병은 배양 용기로 사용됩니다.

③ 회전식 배양대는 큰 병을 배양용기로 사용할 수 있다.

④ 연속 배양 설비는 일반적으로 무균압축 공기나 공기를 도입하고 지속적으로 섞는 방법으로 세포 공중부양을 유지한다. 이 교반 장치에서는 배양액을 수용하는 데 사용되는 용기가 고정되어 있기 때문에 신선한 배양액을 저장하는 용기, 공기 공급장치 등을 배양용기에 쉽게 연결할 수 있다. 배양용기에 뱀형 파이프를 설치하고, 튜브에 전열사를 넣어 가열하고, 냉수로 냉각시켜 온도 조절기에 설치할 필요가 없다. 일반적으로 이러한 장치는 온도, 휘핑 속도, 통풍 속도, 조명 강도, 영양액 유입 속도 등을 간단히 조절할 수 있다. 산소 전극, pH 전극, 세포 밀도 테스터 등과 자주 연결되어 있습니다. , 예비 자동 제어를 갖춘 연속 배양 장치 세트를 형성합니다. 몇 가지 식물세포단 배양장치로는 교반발효장치, 발열기를 사용하는 발효장치, 도관과 회전잎바퀴를 사용하는 발효장치, 거품교반발효장치, 가스상승발효장치가 있다.

(2) 현탁 세포 용 배지

일반적으로 사용되는 치유 조직에 적합한 배양기가 반드시 세포 현탁 배양에 가장 적합한 것은 아니다. 일반적으로 치유 조직을 유도하는 배양기는 출발점으로 가장 적합한 배양기를 결정할 수 있다. 특히 성장소와 세포분열소의 사용량이 공중부양배양 세포가 모이는 데 미치는 영향에 주의해야 하며, 세포가 쉽게 분리될 수 있는 배양기를 선택해야 한다.

현탁 배양에서는 pH 값이 자주 변하기 때문에 EDTA 와 같은 킬레이트를 넣어 철과 기타 이온을 장기간 사용할 수 있도록 해야 한다. 질산염 질소와 암모니아 질소 비율의 조정도 pH 를 안정시키는 방법으로 사용할 수 있으며, 미세용해된 인산수소 칼슘, 불용인산 칼슘, 탄산칼슘과 같은 고체 완충제를 첨가하는 것도 pH 를 안정시키는 방법이다.

(3) 현탁액 세포의 계대 배양

현탁 배양 과정에서 세포 수 증가의 변화는 그림13-1에 나와 있다. 기본적으로 s 자 곡선입니다. 처음에는 지연 기간이었고 세포는 거의 분열되지 않았습니다. 둘째, 대수성장기, 세포 수가 빠르게 증가하고 성장 속도는 변하지 않는다. 그런 다음 점차 느려지는 정지기에 들어갑니다. 결국 성장기를 완전히 멈추었다. 배양에서 세포는 보통 휴면기가 시작될 때 전대 배양을 하고, 일부는 휴면기 전에 증식이 둔화될 때 전대 배양을 해야 하며, 일부는 대수성장기가 끝날 때 즉시 전대 배양을 해야 세포 증식을 가속화할 수 있다.

그림13-1은 배양 세대의 세포 수 증가를 나타낸 그림입니다.

최근 몇 년 동안 DNA 합성 억제제와 식물 호르몬 처리를 이용하여 배양중인 세포가 특정 조건 하에서 세포 분열 주기의 일정 기간 (예: G 기) 에 들어가게 한 다음 다음 다음 기간부터 대부분의 세포나 모든 세포가 동시에 분열되는 것을 동시 배양이라고 한다. 이렇게 하면 세포주기의 실제 과정뿐만 아니라 모세포에서 하위세포로의 생화학 변화 순서를 조절하는 요소도 알 수 있다. 동시 배양은 자주 샘플링하여 생화학과 세포학 분석을 할 수 있기 때문에, 샘플량은 매우 클 수 있으며, 나머지 집단의 지속적인 성장에 영향을 미치지 않고 세포주기, 세포분화, 2 차 대사 등 중요한 과정을 연구하는 데 필요한 기술적 수단을 제공한다. 식물 세포 배양 기술 발전의 또 다른 중요한 발전이다.

요약하자면, 현재의 식물 조직과 세포 배양 기술은 이미 정적 고체 배양에서 액체 배양으로 발전하여 배양된 조직과 세포의 영양과 산소를 높이는 것이 특징이다. 규모와 방법은 소규모에서 대량으로 발전하고 있으며, 응용에서는 시험관에서 큰 캔과 동시배양으로 발전하고 있으며, 조작적으로는 수동에서 자동화로 발전하고 있다. 이러한 진전과 발전은 식물 조직과 세포 배양의 연구와 생산 응용에 큰 영향을 미쳤다.

(2) 식물 조직 및 세포 배양으로 인한 약물 성분.

Bonner 등은 1950 에서 자추국화가 캘러스에서 천연 고무를 생산하는 것을 연구한 이후 많은 과학자들이 치유조직이 생산할 수 있는 유용한 물질, 어떻게 유효 성분의 생산량을 높일 수 있는지에 대해 많은 일을 해 성과를 거두었다. 점점 더 많은 사람들이 식물 조직과 배양 세포를 이용하여 각종 질병을 치료하는 바이오로이드, 테르펜, 퀴논, 스테롤, 효소 등을 생산하여 배양물에서 플루토늄류와 단백질류를 추출하는 것이 가능하다고 생각한다. 니콜 (1980) 은 식물 조직 배양을 요약하면 50 여종의 화합물과 28 종의 잠재적 산물을 생산할 수 있다. 정 (1980) 은 60 여종의 약용 성분, 출처 식물, 의약품 내용을 열거했다. 일본협화발효회사의 미샤와, M., 1980 은 산업실험실이나 정부가 식물조직을 통해 생산한 바이오로이드, 스테롤, 테르펜, 퀴논 등 생리 활성 물질에 효소의 연구 성과를 소개했다. 세계보건기구 통계에 따르면 고등식물에서 추출한 가장 흔하고 기본적인 약은 17 종이다. 그 중 1 1 약물의 출처 식물은 이미 조직배양 (표 13-4) 을 진행했다.

표 13-4 고등 식물에서 흔히 사용되는 필수 의약품

1. 알칼로이드

식물 조직과 세포 배양을 통해 알칼로이드를 생산하는 것은 특히 어렵지만, 알칼로이드를 생산하는 약용 식물의 조직 배양은 연구가 가장 많은 측면 중 하나이다 (표 13-5). 하지만 그 함량은 보통 원식물보다 낮다.

표 13-5 식물 캘러스의 알칼로이드

표 13-5 식물 캘러스 알칼로이드 (계속)-1

(1) 스코 폴라 민 알칼로이드

모세스, 웨스트, 진, 메스, 목도 정웅, 반달리, 토마스, 스토스, 사이람, 타바타, 평강, 크리오크시 등. 만다라, 벨라돈, 히아신스, 지네 등의 식물의 뿌리, 캘러스, 공중부양세포에 대해 대량의 연구를 진행했다. , 하지만 약용 물질이 거의 없거나 거의 들어 있지 않습니다. West( 1957) 는 먼저 벨라돈 치유 조직에 스코 폴라 민 알칼로이드가 있음을 확인했습니다. 뿌리 치유 조직의 아트로핀 함량은 0.47-0.53% 였다. 그러나 줄기와 잎의 캘러스에서는 발견되지 않았다. Chan 등 (1956) 은 만다라, 백화만다라, 무독성 만다라의 여러 기관에 의해 유도된 캘러스를 정적으로 배양하고 진동하며, 캘러스 중 알칼로이드 함량을 측정했다. 그 중 만다라와 만다라는 씨앗 치유 조직 중 0.0 16-0.056%, 뿌리 중 0.0 12-0.0 15%, 줄기를 가장 많이 함유하고 있다 그 결과, 캘러스를 유도하는 장기가 다르기 때문에 알칼로이드 발생량도 다르다는 것을 알 수 있다. West 등은 같은 출처의 만다라 치유 조직계 사이에 바이오알칼리를 합성하는 능력에 차이가 있다고 지적했다. 지등 (1976) 스코 폴라 민 및 스코 폴라 민 함량은 각각 0.025% 및 0.009% 로 예비 측정, 원래 식물 (각각 0. 127% 및 0.0/KLOC) 보다 낮았다. 그러나 배양 조건 개선, 영양 증가, 성장조절제 교체, 전구체 보충에 대한 연구로 두 알칼로이드의 총 함량은 0.554% (원식물 중 0.kloc-0/39%) 로 스코 폴라 민의 최대 함량은 0.495% (줄기 중 0.0/) 에 달했다 정크디 등 (1987)

(2) 피리딘 알칼로이드

조직 배양에 의한 피리딘 알칼로이드 생산에 관한 연구에서 담배는 최초이자 가장 많이 연구되었다. Dawson 은 일찍이 1948 에서 담배에 있는 알칼로이드의 생합성을 연구했다. 그의 1960 에 따르면 비스코스 담배 조직 배양에서 초기에는 니코틴 함량이 급격히 낮아져 전형적인 치유조직에 이르렀을 때 니코틴이 없어졌다고 한다. 그러나 Speake 등 (1964) 은 담배 (버지니아 품종) 의 뿌리, 줄기, 잎을 증명했다