가시오갈피(Eleutherococcus senticosus ssp.)은 항암작용, 항스트레스, 간기능 및 면역활성, 강정, 강장 등에 약효가 탁월하다고 알려져 있으며, 가시오갈피는 오갈피속 중에서 그 효능이 가장 우수한 식물로 건강식품으로의 자원개발(資源開發) 가능성이 높으나 해발 600m 이상의 고산지대(高山地帶)에서 자생(自生)하는 식물로 번식(繁殖) 및 재배(栽培)가 어려운 대부분 원료를 수입에 의존하고 있으나, 최근 국내산 가시오갈피가 세계에서 品質이 가장 우수한 것으로 알려지면서 그 수요가 점차 증가하고 있다. 따라서 강원도농업기술원 북부농업시험장에서는 1998~1999년 2개년에 걸쳐 차광처리(遮光處理) 및 시기(時期), 방법(方法), 수확적정(收穫適正) 높이 등에 관한 일련(一連)의 재배기술(栽培技術) 실험(實驗)을 수행(遂行)하였던 결과(結果)를 요약하면 다음과 같다. 1. 차광망(遮光網) 처리에 따른 환경조건(環境條件)은 무차광에 비해 차광망 30~70%%처리시 광투과율은 40~64%, 온도(溫度)는 1.9~2℃을 각각(各各) 낮출 수 있었다. 2. 가시오갈피의 평지(平地) 재배시(재배시(培時) 차광망처리에 따른 생육은 차광 50%에서 무차광에 비해 수고 48cm, 신초장(新草長) 27.8cm 가장 길었으며, 10a당 수량(收量)이 202.2kg으로 80.8kg 증수(增收) 효과(效果)가 있었다. 3. 가시오갈피 평지재배시(平地栽培時) 차광처리는 7~8월의 고온기(高溫期)에도 생육(生育)이 지속적(持續的)으로 이루어짐을 알 수 있었다. 4. 차광방법별(遮光方法別) 생육(生育)은 터널식 차광방법이 병풍식 차광보다 일조시간이 짧았으며, 생육이 양호(良好)하여 효과적인 방법(方法)으로 사료(思料)되었다. 5. 수확방법(收穫方法)(예취 높이별)에 따른 생육효과(生育效果)는 지면으로부터 높이 30cm, 부위 2~3마디에서 수확(예취)하는 것이 분지주(分枝株)의 길이, 수고(樹高), 수량(收量)이 높았으며, 차년도 생육(生育)이 양호하였다.
기내 배양 과정에서 식물성장조절물질의 처리 없이도 성장속도가 매우 빠르고, 모식물체와 동일한 성분의 대사물질을 생합성하는 화학적 전형성능을 나타내는 형질전환된 뿌리 즉, 모상근을 이용하여 약리물질을 생산하고자 대황 모상근을 유도하고 이로부터 추출한 물질의 세포독성을 조사하였다. 1. 수층과 클로로포름 층으로부터 얻은 대황 모상근 추출물 모두 농도의 증가에 따라 세포에 미치는 독성이 증가하였다. 2. 클로로포름층으로부터 얻은 대황 모상근 추출물이 수층으로부터 얻은 대황 추출물보다 세포에 미치는 독성이 크게 나타났다. 클로로포름층 분획의 MTT50, NR50 SRB50은 각각 289.3μg/ml, 302.7μg/ml, 433.8μg/ml이었고, 수층 분획물의 MTT50, NR50 SRB50은 각각 475.8μg/ml, 428.3μg/ml, 549.5μg/ml 이었다. 3. 세포독성 측정방법에 따라 차이를 보였으며 수층 분획의 경우 NR정량법에서 클로로포름층 분획의 경우 MTT정량법에서 독성 정도가 더 높게 나타났다.
하늘타리 (T. kirilowii)의 기내 (in vitro) 대량증식을 위하여 줄기절편을 2 mg/L BA가 첨가된 MS 배지에 치상하였을 때 정단부위가 포함된 줄기절편의 기저부로부터 다수의 부정아가 형성되었다. 부정아는 정상적인 신초로 분화하였으며, 이와같이 형성 된 신초는 0.5 mg/L BA가 첨가된 MS 배지로 옮겼을 때 4주 후 시료당 17.3±0.2개의 신초로 재분화하였다. 신초의 증식에 있어서 배지내 탄소원으로는 3% sucrose가 적절하였으며, 고형물질에 의한 영향은 확인할 수 없었다. 한편 신초의 발근은 무기염 의 농도가 절반으로 줄어 든 1/2MS 배지 (2% sucrose, 0.3% phytagel, pH 5.7)에서 신초당 4.3±0.02개로 96%이상 형성 되었다.
인삼의 주종 사포닌인 7종 사포닌(Rb1, Rb2, Rc, Rd, Re, Rf and Rg1)을 고속액체크로마토그라피로 분석하는 일반적인 방법인 순상 column에서 Rg1, Re 및 Rf가 명확히 분리되지 않는 문제점을 개선하기위하여 본 연구를 수행하였다. 고속액체크로마토그라피를 이웅하여 역상 μβondapak ODS컬럼으로 인삼중 주종 사포닌인 7종 ginsenosides Rg1, Re, Rf, Rb1, RC, Rb2 및 Rd를 양호하게 분리하였다. 이때 분석 조건으로 이동상 용매 조성은 (A) H2O, (B) methyl cyanaide을 (A) 90/(B) 10에서 (A) 0/(B) 100으로 기울기 용리를 이용하였으며, 기울기 용리 제어장치를 사용하여 용리시켰다. 용매 흐름속도는 1.5ml/min, 검출기는 UV detector(203nm)이었다. 이 방법은 분리능과 재현성 및 회수율이 양호하므로, 앞으로 인삼중 ginsenosides 분석에 응용될 수 있을 것으로 사료된다.
10℃ N2 gas 3시간 처리시 무처리에 비해 총질소, 총아미노산, 비타민 C 함량이 약간 높았고, 탄닌과 엽록소 함량은 낮은 경향이었다. 기능성 성분인 GABA 함량은 무처리 (35mg/100g)에 비해 51~205mg/100g으로 1.5~6배 높았다. 제다 품질은 무처리에 비해 3시간 gas 처리시 차이가 없었다. 20℃ N2 gas 3시간 처리가 무처리에 비해 품질관련 성분 중 총질소, 총아미노산(데아닌), 카페인 함량은 많았고, 탄닌과 비타민 C 함량은 약간 낮았다. GABA함량은 무처리 (35mg/100g)에 비해 gas처리가 85~225mg/100g으로 2.5~7배 높았다. 제다 품질은 무처리 80.4점에 비해 gas 처리 76.3~78.1점으로 약간 저하되었다. 30℃ N2 3시간 처리시 무처리와 기호성 관련성분이 거의 차이가 없었고 1, 5시간 처리는 무처리에 비해 품질이 약간 떨어지는 경향이었다. GABA 함량은 무처리 (30mg/100g)에 비해 gas처리가 115~217mg/100g으로 3~7배 증가하였다 제다품질도 무처리 80.4점에 비해 gas 처리가 74.3~77.2점으로 열악하였다. 따라서, 10℃에서는 5시간 gas처리, 20, 30℃에서는 3시간 gas 처리 후 제다를 하는 것이 기호성 및 기능성이 우수한 녹차(GABA차)를 제조할 수 있다고 생각된다.
질소비료를 3~7회 분시하여 옥로차의 수량 및 품질을 분석한 결과는 다음과 같다. 5회 분시가 타처리에 비해 생육과 수량이 많고 타처리에 비해 총질소, 총아미노산, 비타민C 함량이 약간 많았으며 탄닌, 카페인, 엽록소, 총유리당 함량은 3회분시를 제외하고 4~7회 분시에서 거의 차이가 없었다. 지방산 함량은 2,888~2,933mg/100g이었고, 특히 5회 분시에서는 oleic acid, linoleic acid, linolenic acild 함량이 가장 많았다. 옥로차 감칠맛 성분인 theanine을 포함해 16종이 아미노산을 분리 정량한 결과 5회 분시가 타처리에 비해 theanine 함량이 72~513mg/100g더 많았다. 관능평가에서 3회 분시가 80.2점으로서 다른 처리보다 낮았고, 5회 처리가 84.7점으로 가장 높았다. 결론적으로 5회 분시처리가 다른처리에 비해 수량도 양호하고 차 품질도 우수하여 옥로차의 적정 분시첫수라고 생각된다.
해당화의 항산화 활성 및 ascorbic acid(vitamin C)와 β-carotene (provitamin A)의 부위별 및 채취시기별 함량분포를 조사하였다. 항산화활성에서는 뿌리 (RC50 = 0.5μg/ml이하)와 줄기 (RC50 = 0.5μg/ml)부분이 특히 강하였으며 부위별로 보면 뿌리, 줄기, 잎, 열매 순으로 나타났고, 부위별 ascorbic acid함량분포를 보면 해당화는 잎, 열매, 줄기, 뿌리 순으로 감소하였으며 특히 11월에 채취한 시료의 경우 잎에 가장 높은 함량을 나타내었다. 이는 열매의 함량을 기준으로 할 때 해당화는 약 4.2배로 매우 높은 함량임을 알 수 있다. 해당화는 11월에 채취한 것이 9월에 채취한 것보다 약 1.59 ~ 1.77배 높은 함량을 보였으며, 부위별 β-carotene의 함량분포를 보면 해당화는 열매, 잎 순으로 함량이 낮아짐을 알 수 있으며, 11월에 채취한 해당화 열매의 f-carotene 함량이 높았고, 줄기와 뿌리에서는 β-carotene이 확인되지 않았으나 ether extract량으로 볼 때 carotene 이외의 성분의 존재를 예측할 수 있었다. 잎의 β-carotene 함량은 해당화의 경우는 9월에 채취한 것이 11월에 채취 한 것보다 약간 높았다. 이상의 실험 결과로 볼 때 해당화에는 β-carotene이나 비타민 C 같은 항산화 비타민을 많이 함유하고 있어 앞으로 이를 이용한 기능성 식품 개발이 기대되어진다.
감초 세근의 추출물 및 glycyrrhizin과 그 효소분 해물의 생리활성 실험에서, 전체적으로 추출물의 효과가 단일 물질인 glycyrrhizin과 그 효소분해물보다 좋았으며 특히 에탄을 추출물의 효과가 더 좋았다. 여러 인간 암세포 성장저해 실험에서는 추출물 및 glycyrrhizin과 그 효소분해물은 모두 1.0 mg/ml의 농도에서 50%이상의 억제율을 보였으며, 특히 추출물들이 더 좋은 억제율을 나타내었다. 돌연변이 유발 억제실험에서는 물 : 에탄올(1 : 1 v/v) 추출물이 약 50% 억제 효과를 나타내었으며, 면역기능 실험에서 에탄을 추출물이 1.0 mg/ml의 농도에서 B세포는 1.3배, T세포는 1.2배의 촉진 활성을 보였다. 혈당강하실험에서는 물 추출물이 1.0 mg/ml의 농도에서 68%, 에탄을 추출물 65%, 물 : 에탄올(1 : 1 v/v) 추출물이 62%의 높은 활성을 보였으며 glycyrrhizin과 그 효소분해물은 40% 이상의 효과를 보였다. GST활성은 1.0 mg/ml의 농도에서 에탄을 추출물이 257%, 물 추출물 239%, 물 :에탄올(1 : 1 v/v) 추출물은 231%의 높은 생리 활성능을 보였으며 glycyrrhizin과 그 효소분해물도 200%이상의 좋은 효과를 보였다. 이상의 결과로 볼 때 추출열과 추출용매 등에 의해 감초에서 분해된 여러 가지 monomer들이 풍부하게 존재하는 crude 추출물들의 생리활성이 glycyrrhizin과 그 효소분해물보다 더 좋은 효과를 보였다는 것을 알 수가 있었으며 이러한 추출물에 대한 연구가 더 필요하다고 하겠다.
1. 종자형성계통군의 생엽중은 5월30일, 6월30일 및 6월15일 화경제거가 화경무제거 보다 약 29~12% 무거웠으며, 유식물체형성계통군의 생엽중은 6월15일, 5월30일 및 6월30일 화경제거 순으로 무제거보다 약21~4% 무거웠다. 2. 종자형성계통군의 생근경중은 5월30일, 6월15일 및 6월30일 화경제거가 화경무제거 보다 약41~33% 증수하였으며, 유식물체형성계통군의 생근경중은 5월30일 화경제거가 화경무제거 보다 약 3% 증수하였으나, 통계적 유의성은 없었다. 3. 종자형성계통군의 메탄올엑스함량은 5월30일 화경제거와 6월 15일 화경제거가 39.77% 및 39.17%로 6월 30일 화경제거보다 높았으며, 유식물체 형성계통군의 메탄올엑스함량은 처리별 통계적 유의성이 없었다. 4. 종자형성계통군의 조사포닌함량은 5월 30일 화경제거가 7.50%로 무제거 (5.67%)보다 높았으며, 유식물체형성계통군의 조사포닌함량은 처리별 통계적 유의성이 없었다.
본 실험의 목적은 생물반응기를 이용한 현삼 종묘의 기내증식과 기내순화에 관여하는 적정 배지조건을 검토하여 추후 종묘의 건전한 생육과 안정적 생산에 활용할 수 있는 기초자료를 얻고자 하였으며 얻어진 결과는 다음과 같다. 1. 생물반응기에서 4주간 배양한 신초의 발근과 생장은 1X MS 액체배지에서 양호하였으나 6주간 배양한 신초는 1/10 MS 배지에서 좋았다 2. MS 고체배지에서의 잎 전개율은 생물반응기에서 6주간 배양한 신초가 4주간 배양한 신초보다 높았다. 3. 잎이 전개된 신초의 수와 신초당 잎의 수는 1X MS 고체배지에서 많았으나 유리화도 1/2X MS 고체 배지에서 보다 많이 발생하였다. 4. 전반적으로 보아 신초의 지상부 생육은 MS 기본배지에서 양호하였으나 지하부 생육은 암모니아 태 질소를 1/4로 줄인 배지에서 좋았다. 5. 암모니아태 질소를 1/4로 줄이고 아가농도를 1.2%로 조정한 배지에서 신초의 생육이 좋았으나 유리화가 많이 발생하였다. 6. 신초의 생육과 순화는 1X MS배지에 1.6% 아가농도가 좋았으나 1/2X MS에 1.2%의 아가를 첨가한 경우보다 유리화가 많이 나타났기 때문에 신초의 순화는 1/2 MS 기본배지에 아가농도를 1.2%로 한 배지가 가장 적합한 것으로 생각되었다.
더덕 재배시에 종자 발아율이 낮아 입묘가 불량함으로서 영농에 실패하는 경우가 빈번하다. 재배면적이 비교적 넓은 더덕의 입묘을을 향상시키고자 파종 이후 종자가 부딪히는 광조건을 고정한 후 Priming, GA3, 건조, 침종 등 파종전 종자에 손쉽게 가할 수 있는 처리의 효과를 구명하여 더덕종자의 파종전 처리를 모형화하기 위하여 본 연구를 실시하였던 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 발아율은 청색광, 적색광 또는 암상태에서 Ca(NO3)2 150 mM에 2일간 priming 처리하는 것보다는 0.1 mM에 3일간 1일 12시간의 청색광을 가하면서 GA3를 처리하는 것에서 높았다. 그러나 GA3 처리 후의 건조는 적색광을 처리하면서 35℃에 4시간 건조하는 것이 발아율이 가장 양호하였다. 한편 GA3 처리된 종자는 건조시켜야 발아율이 향상되었으며, 파종 직전 1일간 침종시켜야 발아 뿐만 아니라 유묘출현도 향상 촉진되었다. 이상의 결과로부터 입묘율을 높이기 위한 더덕종자의 파종전 처리는 20℃에서 1일 12시간의 청색광을 가하면서 GA3 0.1 mM에 3일간 침종한 후에 35℃에서 4시간 적색광을 처리하여 건조된 종자를 파종 직전 20℃의 물에 1일간 침종하는 과정으로 모형화되었다.
고추냉이 물재배에서 토양의 배지조성이 고추냉이의 생육 및 수량에 미치는 영향을 구명하기 위해 시험한 결과 토양의 입경 조성은 일본에 비하여 마사토, 강모래에서는 2mm 이상의 자갈 함량이 적었고 조사의 분포가 많았다. 토양경도는 마사토와 강모래에서 상층은 11.3~12.9, 하층은 12.5~15.1 사이에 분포하였으나, 난석에서 상층은 5.5~5.8, 하층은 6.2~7.0 사이에 분포하여 난석의 경도가 가장 낮았다. 근계 분포는 경도가 낮은 난석에서는 좁고 깊게 분포하였으나, 경도가 높은 마사토, 강모래에서는 넓고 말게 분포하였다. 근경중은 난석에서 입수구 쪽은 766kg/10a, 퇴수구 쪽은 649kg/10a, 마사토에서 입수구 쪽은 338kg/10a, 퇴수구쪽은 334kg/10a, 강모래에서 입수구 쪽은 451kg/10a, 퇴수구 쪽은 332k9/10a로 난석 대비 입수구 쪽은 마사토 44%, 강모래 59%, 퇴수구 쪽은 마사토, 강모래 각각 51% 수준이었다.