HA 단백질 발현을 위한 식물공장에서의 애기장대의 생육 최적 재배환경 조건 구명 = A Study on the Analysis of Optimal Growth Conditions for Arabidopsis for HA Protein Expression Produced in Plant Factory
저자
김현환 ( H. H. Kim ) ; 허정욱 ( J. W. Heo ) ; 이공인 ( G. I. Lee ) ; 이재수 ( J. S. Lee ) ; 정충렬 ( C. R. Jung ) ; 최성화 ( S. H. Choe )
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2017
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Korean
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학술저널
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181-181(1쪽)
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애기장대에서 단백질 발현을 최대화하기 위한 생육환경과 재배조건에 필요한 식물공장 시스템으로 광량, 광도, 광질, 광주기, 양액 조성 등 환경조건과 재배기술을 확립하기 위한 시험을 실시하였다. 최근 식물공장에서 고소득 작물을 생산하기 위한 노력으로 식물공장 공간배치의 극대화하여 다량 생산 뿐 만 아니라 식물공장 시스템을 활용하여 기능성 물질을 다량 추출할 수 있다면 식물공장의 활용도 제고와 경제성을 높일 수 있다고 판단된다. 그러한 노력 중에 하나로 모델식물인 애기장대는 고부가가치 재조합단백질 생산을 위한 재료로 다양한 유전자 조작이 가능하며 의료용 단백질 생산이 가능한 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 식물공장 재배시스템에서 환경조건을 설정하여 단백질 생산을 위한 작물로 애기장대를 선정하고 애기장대의 단백질 함량은 잎 무게와 상관관계가 있다는 전제조건으로 먼저 최적 생육의 초장 생장을 위한 온도별 반응을 조사하였다.
전주 식물공장연구동에서 9가지 종류의 애기장대 종자를 파종한 후 4주 뒤 상대습도를 55%로 고정한 4종류의 온도조건(16, 20, 24, 28°C)을 가진 챔버 내 150 μmol m<sup>-2</sup> · s<sup>-1</sup>의 광조사 시간으로 12, 16시간 처리로 설정하였고, 담액경 방식으로 형광등 및 LED로 구분하여 처리한 재배베드에 정식하였다. 정식 후 초장 생육조사를 2015년 12월 30일부터 2017년 2월까지 매주 1회 조사하였다.
애기장대 LED 처리구에서 초장은 20°C 조건에서는 4주가 경과했을 때 평균 길이는 대부분 6 cm를 넘었고 7주가 되었을 때 20°C 12시간의 경우 1 품종(col)의 경우 9 cm를 넘지 못했고 16시간은 3품종이 넘지 못해 20°C에서는 12시간 조사시간이 우수하였다. 24°C의 조건에서의 조사기간 12시간과 16시간의 차이가 없어 12시간이면 충분한 조사시간이었다. 최적 단백질 발현을 위한 애기장대 엽수 확보 온도조건으로는 일반적으로 형광등에서는 20°C, 12시간이 좋았고 LED구에서는 24°C 16시간이 대체로 좋았다. 재배온도 조건 16°C의 형광등과 LED 광의 조건에서는 4주 후 평균초장이 6 cm가 된 반면 20 및 24°C에서는 3주 후부터 대부분 6 cm 이상을 보인 반면 28°C 조건에서는 영양생장 및 생식생장 모두 빠르게 진행되어 6cm를 넘지 않았다. 전체적으로 LED보다는 형광등에서의 성장속도가 빨랐다. 정식한 애기장대 변이품종간에도 차이를 보였는데 JL00458.1과 JL 00510.1의 경우 형광등에서는 5주부터 평균 9 cm를, LED에서는 6주부터 평균 9 cm의 길이를 보였다. 따라서 초장 최적재배를 위해서는 20°C의 형광등 재배조건과 두 변이품종이 적합한 것으로 판단된다.
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