우량배양묘 생산을 위한 와사비(Eutrema japonicum (Miq.) Koidz.) 기내 대량증식 및 증식 개체의 유전적 안정성 연구 = In vitro Micropropagation and Genetic Stability of in vitro?cultured Wasabi (Eutrema japonicum (Miq.) Koidz.) for High-quality Plantlet Production

국문 초록 (Abstract)

와사비(Eutrema japonicum (Miq.) Koidz.)는 일본이 원산지이며, 십자화과에 속하는 다년생 특용작물로 고랭지와 청정 수자원을 기반으로 재배된다. 종자 번식은 가능하지만 발아율이 낮고 생육 균일성이 떨어지며, 세
대를 거듭할수록 품종 특성이 퇴화하여 안정적인 생산이 어렵다. 이에 본 연구에서는 와사비의 무병·균일 배양묘 확보를 목적으로 기내 발아, 절편 재분화 및 다경줄기 유도, 순화 단계 도입과 옥신 처리 시점에 따른 부정근
유도, 그리고 ISSR 마커를 이용한 유전적 안정성 평가를 수행하였다. 기내 발아 단계에서는 MS와 WPM 배지를 비교한 결과, WPM 배지에서 초기 생육이 더 빠른 것으로 나타났다. 절편 유형에 따른 재분화 실험에서
는 leaf + stem explants horizontally sectioned 처리구에서 고사율이 낮고 재분화율이 가장 높았다. 절편 분할 수준에 따른 비교에서는 4-leaf explant 처리가 최적이었으며, BA 농도별 다경줄기 유도 실험에서는 2.0
mg/L 처리구에서 신초수와 생육 균형이 가장 우수하였다. 지하부 생육 평가에서는 IAA와 IBA 저농도(0.01–0.05 mg/L)에서 부정근 형성이 우수하였고, 2,4-D 처리구에서는 심한 고사가 관찰되었다. 또한 MS 배지에서 6
주간 순화 후 옥신 처리한 처리구가 즉시 옥신 처리한 처리구보다 부정근 수, 부정근 길이, 생존율이 높고 균일성이 우수하였다. ISSR 분석 결과, 실생묘, MS 배지묘, BA 처리묘 및 다양한 옥신 처리구 간 유전적 변이가 관
찰되지 않아, 기내 증식체의 유전적 안정성이 확인되었다. 본 연구는 와사비의 기내 발아와 대량증식을 위한 최적 조건을 제시하고, 순화 단계와 발근 처리 시점이 배양묘 생리적 안정성과 균일성에 미치는 영향을 규명하였다. 또한 ISSR 기반 유전적 안정성 검증을 통해 균일하고 무병인 우량 배양묘 생산의 기초자료를 제공함으로써, 와사비 생산 시스템 확립에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Wasabi (Eutrema japonicum (Miq.) Koidz.) is a perennial plant native to Japan, typically grown under cool temperatures and clean water conditions. Seed propagation is possible, but
germination rates are generally low and seedlings often show poor uniformity. Over successive generations, cultivar traits may deteriorate, which makes stable production challenging. To
address these issues, this study examined in vitro germination, explant regeneration and multiple shoot induction. The effects of intermediate acclimation and timing of auxin treatment on
adventitious root formation were also evaluated. In addition, the genetic stability of cultured plantlets was assessed using ISSR markers. During the in vitro germination phase, seedlings grew faster on WPM medium than on MS medium. Among the four explant types tested, horizontally sectioned leaf + stem explants had the highest regeneration rate and lowest mortality. When comparing explant numbers, 4-leaf explants were found to be the most effective for consistent shoot regeneration. Multiple shoot induction using BA at 0.5–4.0 mg/L showed
relatively balanced shoot number and growth, with 2.0 mg/L producing favorable results in both parameters. For adventitious root formation, low concentrations of IAA and IBA (0.01–0.05 mg/L) facilitated root development. In contrast, 2,4-D treatments resulted in high mortality and poor root formation. Plantlets that underwent a 6-week acclimation period on MS medium prior to auxin treatment had higher root numbers, longer roots, better survival and more uniform root development compared with plantlets transferred immediately to auxin-containing
medium. ISSR analysis did not reveal any genetic variation among seed-derived plants, MS-cultured plantlets, BA-induced shoots, or auxin-treated plantlets. These results confirm that the in vitro propagation methods used in this study maintain genetic stability, supporting the production of uniform and pathogen-free plantlets. In conclusion, this work identifies effective conditions for in vitro germination and mass propagation of wasabi. The results also highlight the role of acclimation and auxin treatment timing in promoting physiological stability and uniform growth of cultured plantlets. These findings provide a technical basis for establishing a reliable wasabi production system and may contribute to future efforts in large-scale, high-quality plantlet propagation.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• Ⅱ. 재료 및 방법 4
• 1. 와사비 종자 발아 및 초기 생장 4
• 2. 기내 증식 실험 5
• 3. 부정근 유도 8
• 4. 유전적 안정성 평가 9
• 5. 통계분석 12
• Ⅲ. 결과 및 고찰 13
• 1. 와사비 기내 종자발아 및 초기생장 특성 13
• 2. 기내 배양에 따른 기관분화 양상 20
• 3. 옥신류 농도가 부정근 형성에 미치는 영향 42
• 4. 유전적 안정성 평가 81