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한국약용작물학회지 KCI 등재 Korean Journal of Medical Crop Science

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권호

Vol.14 No.4 (2006년 8월) 13

1.
2006.08 서비스 종료(열람 제한)
미생물 및 동물에 비해 식물에서는 혈전용해효소에 대한 연구가 매우 부족한 실정이며, 기존의 혈전용해효소가 가지는 혈전에 대한 비특이적, 부작용, 고가 등의 단점을 해결할 수 있는 새로운 혈전용해효소의 개발을 위하여 동백의 종자, 종피, 유엽 그리고 성엽으로부터 추출된 수용성 단백질의 혈전용해활성을 조사하였다. 각각의 동백부위로부터 추출된 조효소 용액은 기존 혈전 용해효소인 plasmin과 양성 대조군으로 하여 비교하여 fibrin agarose plate로 확인한 결과 fibrin clot을 효과적으로 분해하였다. 그 중 단백질 분해효소의 활성이 다른 부위보다 20-33배로 높았던 동백종자와 종피의 수용성 추출물의 혈전용해활성은 양성 대조군인 plasmin과 비교하여 1.6-2.0배의 높은 활성을 나타내었다. 전체 수용성 단백질은 30-80%황산암모늄을 이용하여 농축하였으며 혈전용해효소는 fibrin zymography를 수행하여 확인하였다. SDS-PAGE에 의하여 동백유엽의 혈전용해효소 분자량을 측정한 결과 45 kDa으로 단일 polypeptide임을 확인하였으며, 각종 pretense 저해제에 의한 영향을 조사한 결과 PMSF,그리고 TLCK에 강력하게 저해되는 것으로 보아 동백유엽의 혈전용해효소는 trypsin과 유사한 serine protease의 하나로 생각되었다. 그러나 EDTA와 DTT처리에 의해서는 효소활성의 저해가 두드러지게 나타나지 않고 오히려 증진된 양상을 확인할 수 있었다. 또한, 효소 활성에 미치는 pH 및 온도의 효과는 약간의 산성쪽에 가까운 pH 5.5와 30℃에서는 최적의 활성을 나타내었으며, 45℃ 이상의 온도에서는 효소활성이 급격히 감소하였다. 이상의 모든 결과로 볼 때 동백유엽의 혈전용해효소는 trypsin과 유사한 serine protease에 속하는 혈전용해효소임을 확인할 수 있었다.
2.
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인삼의 안정적인 생산 및 합리적인 병해방제에 기여하기 위하여 연구를 실시한 결과 갈잎 퇴비에서 분리된 Streptomyces lauretii B8180과 Bacillus subtilis B8856, Burkholderia cepacia B7944 세 균주의 인삼병원균 5종에 대한 항균력이 인정되었으며, 특히 실내실험을 통하여 높은 역병 방제효과가 인정되었다. 그러나 이 실험에서와 같이 식물의 지상부에 길항균을 살포하는 방법을 통하여 역병 방제효과를 높일 수 있을 것으로 생각된다. 이 길항균들은 갈잎 퇴비에서 분리되었기 때문에, 갈잎 퇴비에서 증식시켜 인삼재배 예정지에 투입하면, 억제형 토양 (suppressive soil) 조성을 통한 주요병해 방제가능성도 클 것으로 생각된다.
3.
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이전에 보고되었던 복분자, 당귀의 추출물의 항암 및 면역활성에 대한 2차 생리활성 검증을 위한 in vitro 실험으로 Sarcoma-180에 의해 유발된 복수암, 고형암에 대한 항암 효과 및 면역과 관련하여 항스트레스 활성에 대한 실험을 실시하였다. Sarcoma-180에 의해 유발된 복수암과 고형암에 대해 마우스의 체중을 20일간 측정하여 체중의 변화를 관찰한 결과 당귀, 복분자 추출물 모두 대조구에 비해 체중의 변화가 적은것으로 나타났다. 대조구는 20일째 47.3g으로 나타났고, 당귀는 45.8g, 복분자는 42.1g으로 나타나 두 가지 시료 모두 항암 효과가 있는 것으로 나타났고, 이 중 복분자가 더 높은 항암 효과를 나타낸 것으로 나타났다. 면역활성에 대한 2차 검증 실험의 하나인 항스트레스 활성을 측정한 결과 복분자와 당귀 추출물 모두 스트레스에 좋은 효과를 나타내었다. 항스트레스 활성 측정은 혈액내 스트레스와 관련 있는 cholesterol과 glucose를 측정하였고, 면역장기인간, 부신 및 비장의 장기의 무게를 측정한 결과 당귀, 복분자 모두 대조구에 비해 스트레스에 대한 좋은 효과를 나타내었다. Cholesterol과 glucose측정 결과 복분자 투여 시 두 가지 모두 standard control에 가까운 결과를 나타내었다. 장기 무게를 측정한 결과 복분자, 당귀 추출물 모두 대조구에 비해 장기 무게가 감소하는 경향을 나타내었다. 당귀와 복분자는 이전에 여러 가지 좋은 효능을 가지고 있다고 보고되었고, 그중에서 항암 및 면역활성에서도 좋은 효과를 나타낸다는 보고가 있었다. 이에 대한 2차 검증 실험으로 in vitro 실험을 통하여 항암 활성과 면역활성과 관련이 있는 항스트레스 활성을 측정함으로서 기능성 식품 개발에 기초적인 근거를 제공할 수 있는 것으로 생각되어진다.
4.
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황금 (Scutellaria baicalensis Gergi)에 함유된 항산화 억제활성 물질을 분리하고 항산화 효과에 대하여 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 황금 500g을 100% MeOH로 추출하여 150g의 수율을 얻었으며, 다시 분획하여 Ethyl ether 13.2g과 n-BuOH 10.3g, Water 126.5g을 얻었다. 2. Ethyl ether 분획을 Column chromatography, TLC 및 HPLC를 이용하여 xanthine oxidase 억제활성을 가진 compound I을 분리하였다. 3. 1H-NMR, 13C-NMR, MS spectrometer 등 분광학적 방법을 이용하여 Compound I의 구조를 규명한 결과, flavonoid 물질로서 compound I은 구조식이 3,5,7-trihydroxy-2'-methoxy-flavanone로 확인되었다.
5.
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당귀는 타식성 작물로 품종개발과 기본식물의 유지에 많은 노력이 든다. 이러한 요인은 당귀 육종작업을 어렵게 만들고 있다. 따라서 본 연구에서는 참당귀와 일당귀에서 육종작업의 효율성 증진을 위해 화분매개가 가능한 곤충들의 효과에 대해 검토하였다. 당귀에 비래하는 곤충의 대부분은 벌과 파리였으며 그 외의 곤충들로는 나비, 딱정벌레 및 노린재가 있었다. 당귀에 비래하는 곤충의 수는 참당귀에서 월등히 많은 것으로 조사되었다. 화분매개 곤충으로 사용하기 위한 파리의 사육은 소의 허파를 이용하여 비교적 간단하게 할 수 있었다. 참당귀에서 당귀 종자의 결실율은 자연방임구 76.6%, 벌방사구 49.2%, 파리방사구 15.3%, 인공수분구 15.3%로 나타났다. 일당귀에서는 각각 46.9%, 43.6%, 27.9%, 20.3%의 결실율을 나타내었다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 자연 방임구를 제외하고는 벌 방사구의 결실율이 가장 높은 것으로 나타났으나, 취급의 간편함과 적은 비용을 감안하면 파리를 이용하는 것이 가장 효율적인 방법으로 판단되었다. 본 연구에서는 파리의 인공적인 사육과 화분매개 효과에 대한 가능성을 확인할 수 있었으며, 이러한 결과들은 앞으로의 당귀 육종작업에 있어서 효율성 증진에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
6.
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해가림의 이랑방향이 인삼의 생육에 미치는 영향을 구명하고자 방위각 90˚와 270˚ (이랑방향 90˚), 120˚와 300˚ (이랑방향 120˚), 0˚와 180˚ (이랑방향 180˚)를 가로지르는 방향으로 이랑을 만들고 2, 3년생 인삼의 생육특성 및 수량성을 표준재배법의 이랑방향 120˚와 비교한 결과는 다음과 같다. 1. 이랑방향 90˚는 대조구인 120˚에 비해 오전에 투광량의 감소로 해가림 내 기온은 약간 낮았으나 15시 이후에는 투광량의 증가로 대조구보다 높은 기온을 보였다. 2. 이랑방향 180˚는 대조구인 120˚에 비해 9:00~11:00 사이에 투광량의 현저한 증가로 해가림 내 기온이 매우 높았으나 13시 이후에는 대조구와 투광량이 비슷하여 기온도 큰 차이가 없었다. 3. 이랑방향 90˚와 180˚에서 경장, 엽장 및 엽폭은 대조구인 120˚보다 모두 감소되었는데, 90˚보다 180˚에서의 감소가 현저하였다. 4. 엽소율(葉燒率)은 이랑방향 90˚에서 가장 작고 직사광선의 유입이 많았던 180˚에서 가장 컸으며 해에 따라 엽소율(葉燒率)은 큰 변이를 보였다. 5. 2004년과 같이 한발이 심한 해에는 이랑방향 180˚의 수량성이 대조구인 120˚보다 낮았으나 상대적으로 한발이 적은 2005년도에는 180˚가 대조구보다 높은 수량을 보였다.
7.
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식물생장조절제의 종류와 농도를 모색하여 할미꽃의 발근 최적 조건을 조사하여 정상적인 재분화체를 획득하고자 하였다. 지금까지의 선행연구를 토대로 최적조건에서 shoot를 유도시킨 후 발근 유도 생장조절제에 바로 옮기면 shoot가 너무 작아 재분화체가 성장하지 못하고 고사되었다. 1/2 MS에서 키운 shoot를 3.0 mg/L NAA를 첨가한 배지에서 3일간 생장시킨 후, 1/3 MS로 옮겨 치상 한 경우, 약 10일 전후에 뿌리의 유도가 관찰되었다. 이렇게 뿌리가 유도된 재분화체는 염의 농도와 설탕의 농도를 동시에 순차적으로 낮추어 순화처리되었다.
8.
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고려인삼과 미국삼에 있어 원료수삼의 품질 외적요인과 홍삼품질과의 관계를 조사하여 종간특성을 비교하였다. 원료수삼의 편급과 등급을 결정하는 품질요인은 체형계수, 동장 그리고 근중을 적용하였으며 이들 요인과 홍삼 품질관계를 구명하였다. 1. 편급의 분포는 고려인삼의 경우 중편과 대편급이 많았으나 미국삼은 중편과 소편급이 많았으며 미국삼은 고려인삼에 비해 동장이 짧고 동직경이 굵고 부정형 지근이 많았다. 2. 원료삼 품질은 고려인삼이 미국삼에 비하여 양호하였고 홍삼품질은 고려인삼이 지삼 이상의 고급홍삼이 많았으나 미국삼은 양삼과 같이 저급홍삼이 많았다. 3. 원료수삼 품질요인중 중편삼과 대편삼의 경우 고려인삼은 체형계수 0.5 이하였으나 미국삼은 0.5를 상회하여 미국삼은 홍삼품질에 적합하지 않았다. 4. 고려인삼과 미국삼 모두 품질요인으로 동장과 근중은 홍삼품질과의 관계에서 비슷한 경향이나 체형계수가 특히 홍삼의 품질을 좌우하는 요인이었다. 5. 따라서 고려인삼과 미국삼 모두 원료삼과 홍삼품질 향상을 위해 근중, 체형계수 그리고 동장의 조정이 요망되었다.
9.
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바위솔 총 페놀 함량은 조사된 빛의 양 및 질소비료의 시비량과 밀접한 관계가 있으며 빛의 양이 증가될수록 질소비료의 시비량이 증가할수록 총 페놀 함량이 증가하는 경향이 관찰되었다. 총 페놀 함량은 여러 가지 조건하에서 인공적으로 재배된 바위솔보다 자연산 바위솔에서 높은 것으로 조사되었다. 자연산의 경우 개화 후의 총 페놀 함량이 개화 전의 총 페놀함량보다 높았다. 바위솔의 항산화능은 바위솔에 조사된 빛의 양 및 질소비료의 시비량과 관계가 있으며 빛의 양 및 질소비료의 시비량이 증가하면 대략적으로 항산화능도 증가하는 것으로 조사되었다. 인산 및 칼륨비료의 시비량과 총페놀 함량과 항산화능 사이에는 별 큰 상관관계가 없는 것으로 관찰되었다.
10.
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개화 이후 고사하는 일임성 식물인 바위솔은 가을철에 집중되는 자연산의 출하시기와 중복되지 않도록 비가림 하우스에서 인공재배되고 있다. 본 연구는 하우스 시설로 인한 차광 (무차광, 35, 55, 75, 95% 차광)이 바위솔의 생장 및 개화에 미치는 영향을 파악하고자 실시되었던 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 초장, 화서장, 엽과 포엽수 및 경직경은 광도가 가장 약한 95% 차광시 가장 짧고, 적거나, 가늘었던 반면, 여타 차광 처리간에는 차이가 적다 할지라도 차광이 심할수록 줄어드는 경향을 보였다. 2. 엽과 포엽중, 경중, 근중, 지상부중, 전체건물중은 무차광에서 가장 많았으며 차광이 심할수록 감소되는 경향을 보였다. 3. 형성된 소화수는 건물중과 같이 무차광에서 가장 많고 차광이 심할수록 감소되었으나, 95% 차광시 아주 적었다. 4. 차광처리로 소화가 개화된 개체는 관찰되지 않아 광도가 제한되는 시설하우스에서 여타 처리를 통하여 바위솔의 인공재배는 가능할 것으로 판단된다.
11.
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다양한 광환경에 대한 음나무 유묘의 생장특성과 엽록소 함량, 파장별 흡광도, 광합성 속도 등 광합성 특성을 조사하였다. 엽면적, 엽병길이 , RGR은 낮은 광조건에서 생장시킨 개체에서 크게 나타났고, SLW는 강한 광조건에서 각각 생장한 개체에서 높았다. 엽록소 함량은 염록소 a, 엽록소 b, 엽록소 a+b 함량 등은 낮은 광조건에서 생장시킨 개체에서 높았고, 엽록소 a/b 율은 강한 광조건에서 각각 생장한 개체에서 높았다. 광합성 유효파장역에서 평균 흡광값은 음엽이 0.75로 양엽의 0.70보다 높았다. 광합성 속도는 강한 광조건에서 생장한 개체가 높은 광합성 속도를 나타내었다. 광포화점은 전광조건 하에서 생육시킨 유묘에서 700 μmol·m-2·s-1, 임내광 조건에서 생육시킨 조건에서 300 μmol·m-2·s-1이었고, 생장상의 강광조건에서는 500 μmol·m-2·s-1, 약광조건에서는 300 μmol·m-2·s-1이었다.
12.
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황기속 식물 3종 (황기, 제주황기, A. mongholicus)을 대상으로 핵형 분석과 45S와 5S rDNA를 이용한 bicolor-FISH를 수행하였다. 체세포 염색체 수는 모두 2n=2x=16으로 관찰되었고, 염색체의 평균 길이는 2.19~5.73 μm이였다. 황기의 염색체는 4쌍의 중부염색체 (염색체 3, 5, 6, 7)와, 차중부 염색체 (염색체 1, 2, 4, 8)로 구분되었다. 제주황기는 2쌍의 중부 염색체 (염색체 4, 8)와 6쌍의 차중부 염색체 (염색체 1, 2, 3, 5, 6, 7)로 A. mongholicus는 2쌍의 중부 염색체 (염색체 7, 8)와 6쌍의 차중부 염색체 (염색체 1, 2, 3, 4, 5, 6)로 각각 구분되었다. bicolor-FISH 기법을 이용하여 45S와 5S rDNA의 염색체상의 위치를 확인한 결과, 황기와 A. mongholicus에서는 1쌍의 45S와 5S rDNA가 8번과 7번 염색체의 동원체 부위에서 각각 관찰되었다. 제주황기의 경우 1쌍의 45S rDNA는 8번 염색체의 동원체 부위와 2쌍의 5D rDNA는 7번과 8번 염색체에서 각각 관찰되어 세포유전학적 차이를 보였다.
13.
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본 연구를 통해 헛개나무의 기내유묘의 조직절편으로부터 배발생캘러스의 유기 및 2차 배형성, 그리고 배발생캘러스의 현탁배양계로부터 체세포배를 대량생산하여 식물체로 재분화시키는 시스템을 확립하였다. 현탁배양을 통해 배발생세포의 유도 및 증식에는 모두 30℃의 고온이 효과적이었는데 이와 같은 온도조건에서 배발생캘러스 유도율과 배발생캘러스의 생장량은 각각 100%와 894.6 mg로 25℃에 비해 1.53배와 9.19배로 높게 나타났다. 배발생세포를 18℃에서 배양할 경우 체세포배로 전환되었고 배양 5주후 체세포배로 발달하였으며 25℃ 이상의 배양온도에서는 배발생세포는 증식만 할뿐 체세포배는 형성되지 않았다. 체세포배로부터 식물체의 형성은 18℃ 저온에서만 가능하였다. 배지에 0.1과 0.5 mg/l BA를 첨가할 경우 식물체 재분화율은 37%와 28%로 생장조절물질을 처리하지 않은 배지에 비해 2.2배와 1.7배로 높게 나타났다 재분화된 식물체의 성장에 주는 무기염의 영향을 조사하기 위하여 유식물체를 MS와 1/3MS 고체배지에 옮겨 배양한 결과 1/3MS배지가 줄기신장과 뿌리의 유도에 적합하였다.