35.6 : 식물 조직배양

식물 조직배양(plant tissue culture)은 1차 과학과 응용과학 모두에서 널리 사용되고 있습니다. 응용 분야는 식물 발달 연구에서부터 기능성 유전자 연구, 작물 개선, 상업용 미세번식(micropropagation), 바이러스 제거 및 희귀종 보전에 이르기까지 다양합니다.

식물 조직배양은 성장 매체와 적절한 환경을 제공할 때 식물 조직이 완전히 새로운 식물을 만들어내는 능력에 달려 있습니다. 식물 세포나 조직의 이러한 능력은 전형성능(totipotency)이라고 불립니다.

식물 조직배양의 기본 단계는 네 가지입니다:

1. 건강한 모식물(외식편; explant)을 선택합니다.
2. 노출된 외식편 표면에서 미생물 오염을 제거합니다.
3. 적절한 배양 배지에 외식편을 주입합니다.
4. 적절한 온도, 습도, 공기 품질, 조명이 있는 제어된 환경에서 외식편을 배양합니다.

또한 세 가지 유형의 식물 조직배양이 있으며, 이는 배양 또는 식물 종의 목표에 따라 선택될 수 있습니다:

1. 세포배양 (배우자 세포배양, 현탁배양(cell suspension), 원형질체배양(protoplast culture) 등)
2. 조직배양 (캘러스(callus)나 분화된 조직)
3. 기관배양 (뿌리, 싹, 기타 기관 등)

식물 조직배양 중 활발하게 응용되는 방법의 하나는 미세번식으로 알려진 체외 클로닝 번식입니다. 이 식물 조직배양 방식은 종자 발아에 문제가 있거나 짧은 종자 생존력을 가진 식물의 번식에 도움이 될 수 있습니다. 미세번식은 어떤 종에도 적용될 수 있지만, 상업적으로 중요한 식물이나 멸종 위기에 처한 식물에 권장됩니다. 예를 들어 미세번식은 히말라야 토착종인 Paphiopedilum delenatii와 같은 난초의 재배에 널리 사용됩니다. 이 난초들은 전통적으로 종자를 통해 번식하는데, 성숙한 난초가 종자를 생산하는 데 약 2-3년이 걸립니다. 따라서 식물 조직배양은 이 종을 멸종으로부터 보호하고 상업적인 생존력을 달성하는 이상적인 방법입니다.

미세번식은 세 가지 방법으로 수행할 수 있습니다:

1. 끝눈(apical bud) 또는 겨드랑이눈(axillary bud)을 이용
2. 부정아(adventitious bud)을 이용
3. 부모 식물의 체세포를 이용해 체세포 배아를 형성

각 방법의 성공은 유전적 배경, 배양 매체, 그리고 배양 조건에 달려 있습니다.