포켓케이 14 호:조직 배양 기술

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모든 사람이 다르고 독특한 것처럼 각 식물도 마찬가지입니다. 일부는 더 나은 색상,수율 또는 해충 저항성과 같은 특성을 가지고 있습니다. 수년 동안 과학자들은 이러한 우수한 개인의 정확한 사본을 만들 수있는 방법을 모색했습니다.

식물은 일반적으로 성 생식을 통해 씨앗을 형성하여 번식합니다. 즉,꽃의 난자 세포는 식물의 수술에서 꽃가루에 의해 수정됩니다. 이러한 각 성적 세포는 유전자 형태의 유전 물질을 포함합니다. 성적 생식 중에 두 부모의 유전자가 새롭고 예측할 수없는 방식으로 결합되어 독특한 식물을 만듭니다.

이 예측 불가능은 바람직한 특성을 가진 식물을 번식시키는 데 수년간의 신중한 온실 작업이 필요할 수 있기 때문에 식물 육종가에게 문제가됩니다. 우리 중 많은 사람들은 모든 식물이 씨앗에서 자라고 생각합니다. 그러나 연구자들은 이제 씨앗이없는 식물의 정확한 사본을 재배하는 몇 가지 방법을 개발했습니다. 그리고 그들은 지금”조직 배양”이라는 방법을 통해 이것을하고 있습니다.

조직 배양이란?

조직 배양은 특별히 공식화 된 영양 배지에서 식물 세포,조직 또는 기관을 재배하는 것입니다. 적당한 조건 하에서,전체 식물은 단 하나 세포에서 회생될 수 있습니다. 식물 조직 문화는 30 년 이상 동안 주변에 있던 기술입니다. 조직 배양은 무병,고품질 심기 재료 생산 및 많은 균일 한 식물의 신속한 생산을위한 개발 도상국의 중요한 기술로 간주됩니다.

조직 배양의 한 형태 인 미세 전파는 재배 재료의 양을 증가시켜 분포 및 대규모 심기를 용이하게합니다. 이 방법으로 짧은 시간에 수천 개의 공장 사본을 생산할 수 있습니다. 미세 전파 식물은 더 빨리 확립되고,더 활발하게 자라며,키가 크고,더 짧고 균일 한 생산주기를 가지며,기존의 번식보다 높은 수확량을 생산하는 것으로 관찰된다.

식물 조직 배양은 간단한 기술이며 많은 개발 도상국이 이미 그것을 마스터했습니다. 그 적용에는 멸균 된 작업장,보육원 및 온실 및 숙련 된 인력 만 필요합니다. 불행히도 조직 배양은 노동 집약적이며 시간이 많이 걸리고 비용이 많이들 수 있습니다. 조직 배양에서 재배 된 개발 도상국에 중요한 식물은 기름 야자,질경이,소나무,바나나,날짜,가지,호호바,파인애플,고무 나무,카사바,참마,고구마 및 토마토입니다. 이 응용 프로그램은 아프리카에서 전통적인 생명 공학의 가장 일반적으로 적용되는 형태입니다.

아시아에서의 티씨 기술의 용도

  • 동남아시아에서 잘 자라는 것으로 알려진 난초 종과 잡종의 요구에 맞게 조직 배양이 정제되었습니다. 태국,싱가포르 및 말레이시아의 경험으로 판단 할 때 장식용 및 절화 무역은 소규모 재배자를위한 외환 및 추가 수입의 실질적인 원천입니다.
  • 태국에서는 조직 배양이 느리게 성장하고 환경에 민감한 난초를 번식시키는 데 사용됩니다. 태국은 동남 아시아의 조직 문화의 선두 주자로서 연간 5 천만 개의 식물을 생산합니다. 이들의 대부분은 난초입니다,이는 국가 전체의 가장 큰 수출 될 도움이 세계에서 난초를 잘라.
  • 바나나의 대량 번식을 위해 촬영 배양 기술에 의한 마이크로 파지 화가 개발되었습니다. 필리핀에서는 바나나의 바이러스 성 질병에 대한 통제 접근법으로 사용됩니다.

케냐의 소규모 바나나 생산자를 위한 티씨 기술의 이점(출처: 이사야)

케냐에서는 열대 및 아열대 개발 도상국의 많은 지역과 마찬가지로 바나나는 매우 중요한 식량 작물입니다. 그러나 지난 20 년 동안 광범위한 토양 분해와 바나나 과수원의 해충 및 질병으로 인한 바나나 생산이 급격히 감소했습니다. 이러한 문제는 감염된 빨판을 사용하여 새로운 바나나 식물을 전파하는 일반적인 관행에 의해 더욱 악화되었습니다. 상황은 바나나 생산 지역의 식량 안보,고용 및 소득을 위협하고있었습니다. 조직 배양 기술은 그러한 물질의 충분한 품질 및 수량을 제공하는 적절한 옵션으로 간주되었다.

적절한 관리 및 현장 위생으로 농장 수준의 해충 및 질병으로 인한 수확량 손실이 크게 감소했습니다. 조직 배양 기술은 가능한 농부가 다음에 액세스 할 수 있도록했다:

  • 조기 숙성되는 우수한 청정 재배 재료의 대량(2-3 년의 기존 바나나에 비해 12-16 개월)
  • 더 큰 무리 무게(기존 재료에서 10-15 킬로그램에 비해 30-45 킬로그램)
  • 토지 단위당 연간 생산량 증가(기존 재료로 이전에 실현 된 15-20 톤에 비해 헥타르 당 40-60 톤 9071>

더욱,과수원 설립과 동시 재배지 발달에 있는 균등성은 협조하게 마케팅을 쉽게 했습니다. 그것은 또한 상업적인 기업으로 단지 생계 수준에서 성장 하는 바나나를 변형의 가능성을 제공. 이 프로젝트의 비용 편익 분석에서 고무적인 발견은 티씨 바나나 생산이 전통적인 바나나 생산보다 기업으로서 더 많은 보수를 받는다는 것입니다. 이 프로젝트는 또한 주로 작물을 재배하는 여성에게 도움이되어 성별 격차를 좁히는 데 도움이됩니다.

서아프리카의 쌀 농가를 위한 티씨 기술의 이점(출처: 와르다)

수년 동안 과학자들은 아프리카 쌀 종(오리 자 글라 베리마)의 견고성과 아시아 종(오리 자 사티 바)의 생산성을 결합하는 꿈을 꾸었습니다. 그러나 두 사람은 너무 다르다. 결과 자손이 모두 멸균 되었기 때문에 그들을 건너려는 시도는 실패했습니다. 1990 년대에 서 아프리카 쌀 개발 협회(와르다)의 쌀 육종가들은 불임 문제를 극복하기위한 시도로 생명 공학으로 전환했습니다. 이 노력의 핵심은 1,500 아프리카 쌀의 씨앗을 보유하고있는 유전자 은행이었습니다.이 쌀은 농부들이 이미 고수익 아시아 품종을 포기했기 때문에 멸종에 직면했습니다.

농업 연구의 진보는 과학자들이이 두 종을 가로 지르는 데 도움이되었습니다. 두 종의 교차 수정 후,배아는”배아 구조”로 알려진 과정을 사용하여 인공 배지에서 제거되고 재배되었습니다.”결과 식물은 자주 거의 멸균 때문에,그들은(백 크로싱으로 알려진)가능할 때마다 사티 부모와 함께 다시 교차했다. 일단 자손의 생식력이 향상되면(종종 여러 번 교차 한 후),꽃밥 배양은 남성 성세포(꽃밥)의 유전자 보체를 두 배로 늘려 진정한 번식 식물을 생산하는 데 사용되었습니다.

‘아프리카의 새로운 쌀'(또는 네리 카)이라고 불리는 새로운 쌀 중 첫 번째는 1994 년에 테스트 할 수 있었고 그 이후로 많은 새로운 라인이 생성되었습니다. 새로운 식물 중 일부는 사티 바 부모의 수확량 특성과 글라 베리 마의 지역 적응 특성을 결합했습니다.

일반적으로 네리카는 다음과 같은 특징을 갖는다:

  • 초기 성장시 잡초를 질식시키는 넓고 축 늘어진 잎
  • ‘갈래’가지가있는 긴 원추 또는 곡물 머리,최대 400 개의 곡물을 보유하고 무거운 곡물 머리를지지하고 단단히 잡아 줄기가 강한 경운기
  • 쌀의 수확량은 2 만큼 높습니다.낮은 투입량에서 헥타르 당 5 톤—비료 사용량의 최소 증가(생산량의 약 25%~250%증가)로 5 톤 이상
  • 현재 품종보다 30~50 일 일찍 성숙하여 농민들이 채소 또는 콩과 식물의 추가 작물을 재배 할 수 있습니다
  • 대부분의 쌀 품종보다 키가 크고 해충에 저항하며 가뭄을 더 잘 견뎌냅니다
  • 불임 및 산성 토양에서 잘 자랍니다.고지대 쌀 지역
  • 아프리카 또는 아시아 부모보다 2%더 많은 신체 단백질 보유

그들의 성공 때문에 네리 카는 농부들에 의해 빨리 채택되었습니다. 2000 년에는 기니에서 약 8,000 헥타르를 차지했으며,이 중 5,000 헥타르는 국가 확장 기관의 감독하에 20,000 명의 농부가 재배 한 것으로 추정되었습니다. 2002 년,와르다는 33 만 헥타르가 네리카에 심어질 것으로 예상했는데,이는 이웃 국가들에 대한 수출에 대한 잉여로 국가의 종자 수요를 충족시키기에 충분하다.

용어

꽃밥:꽃가루가 형성되고 저장되는 주요 남성 생식 구조.

정점 분열 조직 : 새로운 세포가 형성되는 뿌리 또는 줄기의 끝.

유전자:유전 정보가 저장되어있는 유기체의 세포에서 발견되는 분자.

배아 구조:종간 교차로 인한 수정 된 미성숙 배아가 성인 식물로 재생 될 때까지 성장과 발달을 계속할 수 있도록하는 데 사용되는 일련의 조직 배양 기술.

수술:꽃가루,꽃밥,필라멘트를 포함하는 수컷 꽃 부분.

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*2006 년 11 월