국내 육성 품종들이 보급되고 7-8년이 지나면서 바이러스 감염으로 인한 수량과 품질이 저하되는 문제가 발생되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 생장점 배양을 통한 무병종구를 만들고 급속대량 증식하여 농가에 보급해야 한다. 지금까지 고체 배지를 이용한 기내 프리지아 자구 비대 기술은 개발되어 있지만 시간이 너무 오래 걸리는 문제가 있었다. 본 연구에서는 프리지아의 구경으로 효과적인 부정아 발생 조건을 구명하고 액체진탕배양과 생물반응기를 이용하여 프리지아 구경을 기내에서 급속 대량증식 시키는 기술을 개발하고자 실험을 수행하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. 프리지아 ‘Shiny Gold’ 구경으로부터 부정아 및 신초의 기내 급속대량증식
국내에서 육성된 프리지아 ‘Shiny Gold’의 구경을 이용하여 효율적인 기내 급속 대량증식 기술을 확립하고자, 부정아와 신초 발생에 적합한 절편체 절단 방법과 치상 방법, 그리고 식물호르몬 등에 관한 실험을 수행하였다. 구경 절편체 절단방법에 따른 부정아 발생 및 신초 형성에 관해서는 구경을 횡으로 절단하였을 때 구피 조직으로부터 소수의 부정아가 발생하는 것을 관찰할 수 있었다. 구경을 종으로 절단하여 암상태에서 치상하였을 때 더 많은 부정아와 신초가 형성되었다. 그러나 절편체를 횡으로 잘라 뒤집어(역위) 치상하였을 때 모든 절단 부위로부터 가장 많은 부정아와 신초를 얻을 수 있었다. 호르몬 유무에 관한 실험에서는 호르몬을 첨가하지 않아도 호르몬을 첨가한 만큼 부정아와 신초가 많이 발생하였다. 결론적으로 구경을 횡으로 3-4mm 두께로 잘라 호르몬이 없는 배지에 역위 치상하면 가장 많은 부정아와 신초를 얻을 수 있을 것으로 판단되었다.

2. 액체진탕배양에 의한 프리지아 ‘Shiny Gold’의 기내 급속대량증식
액체진탕배양을 이용한 프리지아 신초 생육과 자구 비대에 적합한 배양조건을 구명하기 위한 실험을 수행하였다. 신초의 생육에 관한 실험에서는 MS배지 농도는 1/2배, sucrose 농도는 3-6%(w/v), 배지량은 20% (100mL 삼각플라스크)로 하는 것이 가장 효율적인 것으로 나타났다. 식물량 실험에서는 플라스크당 신초 1개를 이용하는 것이 신초 생육에는 가장 좋은 것으로 나타났으나, 경영적인 면을 고려한다면 플라스크당 3-5개의 신초를 이용하는 것이 좋을 것으로 판단되었다. 자구 비대를 위한 실험에서는 배지량은 20%, 식물량은 플라스크당 3-5개, sucrose는 9-12% 에서 구비대가 가장 빨리 진행되는 것으로 나타났다. 초장 2-3cm 신초를 상기한 조건에서 온도 17℃, 암상태에서 배양했을 때 대조구(고체배지)보다 5배나 빠르게 구경 비대가 이루어졌으며 6주만에 농가에서 정식할 수 있는 크기의 구경을 얻을 수 있었다.

3. 생물반응기를 이용한 프리지아 ‘Shiny Gold’의 기내 급속대량증식
생물반응기를 이용하여 프리지아의 신초 생육과 구경 비대를 위한 적정 배양조건을 구명하고자 실험을 수행하였다. 신초 생육 실험에서는 MS 배지 농도는 1/2배, sucrose는 3-6%(w/v), 배지량은 20%/5L-bioreactor, 식물량은 신초 40개/5L-bioreactor, 공기주입량은 0.2vvm에서 신초 생육이 가장 좋은 것으로 나타났다. 자구 비대를 위한 실험에서는 MS배지 농도는 1/2배, sucrose 농도는 9%, 배지 교체는 3주째에 해 주는 것이 자구 비대에 가장 효과적이었다. 배지 교체는 3주째에 배지 전체를 교체하였을 때 자구 비대가 가장 효율적이었다. 이와 같은 조건으로 17℃ 암상태에서 6주간 배양하면 바로 농가에서 사용 가능한 크기(구고 1cm 이상)의 구경을 얻을 수 있는 것으로 판단되었다.

Reduction in yield or quality of freesia due to virus infection or characteristic atrophy often occurs because it has been 7-8 years since the domestically bred freesia cultivars have been supplied to free-sia farms. To overcome these problems, virus free corms should be produced by apical meristem cul-ture and propagated in a short period and large quantities. So far, the technique of corm enlargement in vitro using agar medium has been developed, but it takes over 10 months from adventitious buds to corms size available to planting.
In the present study, the conditions inducing effectively adventitious buds and shoots from freesia corm explants were investigated and the techniques for rapid mass propagation of freesia corms using a liquid shaking culture and a bioreactor culture were developed. The summarized results were followings.

1. In vitro rapid and mass propagation of adventitious buds and shoots from freesia ‘Shiny Gold’ corms
To accomplish a technique for rapid and mass propagation of domestic bred freesia ‘Shiny Gold’, cutting method of corm, planting direction of corm explant, and plant hormone suitable for inducing adventitious buds and shoots from freesia corm were investigated. When freesia corms were sectioned vertically, adventitious buds were developed from the epidermal layers of corms. More adventitious buds and shoots were induced when the corms were sectioned horizontally and incubated in a dark condition. However, when vertically sectioned corm explants were planted inversely into medium the most number of adventitious buds and shoots were obtained from all cutting plane. Freesia corm explant induce as much adventitious buds and shoots when planted in hormone free medium as when planted in the medium supplemented with plant hormones. In conclusion, the most number of adventitious bud and shoots could be obtained when freesia corms were sectioned vertically 3-4mm in thickness and planted inversely into hormone free MS medium.

2. In vitro rapid and mass propagation of freesia ‘Shiny Gold’ corms by using a liquid shaking culture
For a rapid and mass propagation of freesia corm by using liquid shaking culture, several conditions including sucrose concentration suitable for shoot growth and corm enlargement were investigated. Freesia adventitious buds provided from in vitro culture were incubated in a liquid medium supplemented with different concentration of sucrose and different strengths of MS medium. The shoots incubated in 1/2 strength MS medium supplemented with 3% sucrose showed the best results in fresh weight and dry weight, indicating the growth of the shoots were rapid and better in this condition. Proper medium volume for shoot growth was 20% (20mL/100mL flask) and number of shoots was 3-5 shoots per each 100mL flask.
To find out proper conditions for corm enlargement in a liquid shaking culture, incubation temperature, sucrose concentration and light condition were investigated. The best results in freesia corm enlargement were obtained when 2-3cm shoots were immersed in 1/2 fold MS medium supplemented with 9% sucrose and incubated in a 17℃ dark room. This size of the corms was 5 times bigger than those of the control (agar medium) and enough size for farmers to transplant them to their plastic houses.

3. In vitro rapid and mass propagation of freesia ‘Shiny Gold’ corms by using a bioreactor cul-ture
For rapid and mass propagation of freesia corm by using a bioreactor, several conditions including sucrose concentration suitable for shoot growth and corm enlargement were investigated. Freesia shoots (2-3cm in height) were incubated in a bioreactor supplemented with different concentration of sucrose or different concentrations of MS medium. The shoots incubated in 1/2 folds MS medium supplemented with 3% sucrose showed the best results in fresh weight and dry weight, indicating the growth of the shoots were rapid and better in this condition. Medium volume of 20 %, shoot 40 ea/5L-bioreactor, and aeration rate of 0.2vvm were the best condition for shoot growth in a bioreactor culture. To find out proper conditions for corm enlargement in a bioreactor culture, incubation temperature, sucrose concentration and light condition were investigated. The best results in freesia corm enlargement were obtained when 2-3cm shoots were transplanted in 1/2 fold MS medium supplemented with 9% sucrose and incubated in a 17℃ dark room. Exchange of all medium at 3 weeks intervals showed the best results in corm enlargement. These results indicate that freesia corms over 10mm in corm height could be obtained rapidly (6 weeks) when the freesia shoots (2-3cm in height) were incubated in the conditions described above.