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한국약용작물학회지 KCI 등재 Korean Journal of Medical Crop Science

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권호

Vol.15 No.4 (2007년 8월) 12

1.
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증류수 및 Ethanol을 용매로 하여 온도 (60, 100℃) 및 초음파 병행 조건을 달리한 사자발쑥의 추출에서 초음파를 병행한 100℃ 열수 추출이 20.51%로 가장 높은 수율을 나타냈다. 또한 60℃ 및 100℃ 열수 추출이 60℃ ethanol 추출에 비해 각각 2배, 3배 정도의 수율 향상을 나타내었으며, 각각의 추출 조건에서 초음파를 병행한 추출이 일반 열수 추출과 비교하여 약 20% 높은 수율을 나타내었다. 인간 정상세포를 이용한 사자발쑥의 세포독성 실험에서 60℃ ethanol 추출물의 세포독성이 가장 높게 나타났으며 100℃ 물 추출물의 세포독성이 대체적으로 낮게 나타났다. 또한 초음파를 병행한 추출물이 초음파를 병행하지 않은 각각의 조건에 비해 5~8% 낮은 세포독성을 나타내었다. 인간 암세포를 이용하여 사자발쑥 추출물의 첨가를 통한 암세포 생육 억제 활성 측정 결과를 통해 0.8 mg/ml 이상의 농도 조건에서 초음파를 병행한 100℃ 물 추출물이 최고 73%의 억제 활성을 나타내며 가장 높은 활성을 나타내었고, 60℃ 물 추출물의 초음파 병행 추출물이 농도 의존적으로 40~62%의 활성을 나타냄으로서 모든 농도조건에서 대체적으로 높은 활성을 나타내었다. 또한 각각의 조건에서 초음파를 병행한 추출물의 암세포 억제 활성이 초음파를 병행하지 않은 열수 추출물에 비해 최대 110% 까지 증진된 것을 확인할 수 있었다. 세포선택성에서도 모든 조건에서 초음파를 병행한 추출물이 병행하지 않은 일반 열수 추출물에 비해 증가된 세포선택성을 나타냈다. 암 발생 기작을 알아보기 위한 bcl-2 발현 실험에서 100℃ 물 추출물의 IOD 수치가 가장 높게 나왔으나 초음파를 병행을 통해 감소하여 가장 적은 수치를 나타냄에 따라 초음파 병행 공정을 통해 열수 추출 공정 및 용매에 따른 암 발생 관련 성분의 발현을 억제할 수 있을 것으로 사료된다. 따라서 사자발쑥의 효율적인 추출을 위해서 60℃ 이상 100℃ 미만의 온도에서 물을 용매로 하는 것이 바람직하며, 초음파 병행 공정을 통해 수율 향상 및 세포독성의 저해는 물론 암세포 생육 억제 활성의 증진을 기대할 수 있을 것으로 사료된다.
2.
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쥐오줌풀 부정근으로부터 valepotriates와 valerenic acids 함량을 증진시키고자 다양한 elicitor를 처리하였다. 쥐오줌풀 부정근의 생장은 YE 처리구를 제외한 모든 처리구에서 대조구에 비해 감소하였다. 그러나 valepotriates와 valerenic acids 생산은 모든 처리구에서 대조구에 비해 증가하였으며 특히, valepotriates는 100 μM MeJA 처리구에서 12.56 ± 0.78 mg/l, valerenic acids는 1 g/l YE 처리구에서 10.63 ± 1.1 mg/l 로 가장 높았으며, 이는 대조구에 비해 1.6배와 1.8배의 생산성증가를 가져왔다.
3.
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대량 원소의 종류 및 적정 농도의 규명은 식물의 생장뿐 아니라 유용한 2차 대사산물의 생합성량 증가를 위해 필수적이다. 참돌꽃 배양조직에서 salidroside의 생산성을 높이기 위해 기본 배지의 대량 원소의 농도를 달리하였을 때 KNO3는 98.92 mM, (NH4)2SO4는 1.01 mM, NaH2PO4·2H2O는 2.18 mM, CaCl2·2H2O는 2.04 mM, 그리고 MgSO4·7H2O는 1.01 mM 일 때, salidroside의 생산량이 가장 높았다. 또한 이와 같은 무기이온의 농도를 조합한 S4B5배지에서 기본배지인 2XB5배지에 비해 2.5배 salidroside 함량 증가를 확인할 수 있었다.
4.
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일임성 식물인 바위솔은 소화의 개화로 고사하는 특성을 가지고 있다. 본 연구는 추대로 형성된 화서의 소화의 개화를 억제하고자 8월 25일부터 매일 암기중단 처리를 가하면서 8월 25일부터 10월 4일까지 2주 간격 (8/25, 9/8, 9/22, 10/4) 으로 총 4회에 걸쳐 화서의 제거시기를 달리 처리하면서 처리 전후의 생장 및 형태 변화를 11월 2일까지 추적하였던 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 초장, 화서장 및 엽과 포엽수는 화서제거 때까지 급격히 증가하여 화서가 제거된 것과 제거되지 않은 처리간에 차이가 많았으나, 경직경은 처리간 차이가 미미하였다. 2. 9월 하순까지 처리에 의하여 제거되는 화서는 현저히 증가하였으며 잔존하는 엽과 포엽중, 소화중, 지상부중 및 전체 건물중은 초장, 화서장 및 엽과 포엽수와 유사한 반응을 보인 반면, 경중과 근중은 경직경과 유사한 반응을 보였다. 3. 소화는 화서제거 때까지 급격히 증가하였으나 화서제거로 인하여 거의 제거되었다. 화서제거 때까지 형성된 소화는 암기중단 처리로 인하여 개화되지 않았다. 4. 화서제거로 잔존하는 소화가 거의 없기 때문에 화서제거 이후에는 온도관리에 집중되어야 할 것으로 판단되었다.
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재배 바위솔은 10월경에 집중되는 자연산 바위솔의 출하시기를 피하여야 수익을 높일 수 있다. 본 연구는 바위솔의 출하시기를 조절할 수 있는 주년재배에 대한 정보를 확보하고자 추대전인 6월 10일과 추대가 시작되는 8월 25일로 암기중단 처리시기를 달리한 후 동절기 20℃ 이상으로 가온재배하면서 동절기 이후인 3월 9일까지 바위솔의 생장, 형태 및 개화에 미치는 영향을 조사하였던바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 초장, 화서장, 엽과 포엽수 및 경직경은 6윌 10일 암기중단 처리하는 것보다는 추대중인 8월 25일 암기중단을 처리할 경우 길고 많거나 굵어지는 경향을 보였다. 2. 엽과 포엽중, 소화중, 경중, 근중, 지상부중, 전체건물중도 6월 10일 암기중단 처리하는 것보다는 추대중인 8월 25일 암기중단 처리할 경우 많았다. 3. 화서에 형성되는 소화수도 6월 10일 암기중단 처리하는 것보다는 추대중인 8월 25일 암기중단 처리할 경우 많았던 반면, 소화의 개화는 8월 25일 암기중단 처리할 경우에만 3월 초순에 관찰되었다. 4. 고사와 관련된 3월 초순의 개화개체 비율은 8월 25일 암기중단 처리할 경우에만 10~20% 정도인 것으로 조사되어 추대전 암기중단 처리를 가함과 동시에 동절기 20℃ 이상으로 유지한다면 바위솔의 주년재배는 가능할 것으로 나타났다.
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인삼재배가 가능한 임간의 기후적 특성과 임간재배지내에서의 병해충 발생상황 및 생육상황을 관행재배지와 비교해본 결과는 다음과 같다. 가. 임간재배지의 온도는 관행재배지보다 1℃ 정도 낮고 습도는 2% 정도 높았으며 토양온도는 1.9℃ 낮고 토양수분도 11.8%가 낮았다. 임간재배지의 풍속은 관행재배지보다 3배 정도 늦었으며 결로시간은 3.3시간 긴 것으로 나타났다. 특히 일사량은 현저히 부족하였고 강우량도 약간 부족한 것으로 나타났으나 큰 차이는 없었다. 나. 2003년이 2004년과 2005년보다 병해의 발생이 많았고 임간재배지에서의 병해발생이 관행재배지보다 심하였다. 때문에 8월 중순경에 지상부가 거의 다 고사되었다. 임간재배지의 주요 병해충으로는 탄저병, 점무늬병 및 뿌리썩음병이었고, 관행재배지는 위의 병해와 잿빛곰팡이병의 발생이 주를 이루는 것으로 나타났다. 해충으로는 잎별레와 나방류가 가해하는 것으로 조사되었다. 3년근의 생육상황을 비교한 결과 임간재배지에서 자란 인삼의 생육상황이 전반적으로 50% 이상 불량하였고 특히 근중은 87.2% 정도 가벼운 것으로 나타났다.
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가래나무 잎을 원적외선 30, 40 및 50 v에서 각각 10, 20 및 30분을 처리하였다. 원적외선을 조사한 잎의 총 폴리페놀 함량, 총 플라보노이드 함량, 잎 추출물의 DPPH radical 소거 활성 등을 분석한 결과, 원적외선 30 v에서 20분간 조사한 처리구에서 총 폴리페놀 함량은 25.43 mg/g로 , 총 플라보노이드 함량은 39.38 mg/g으로 가장 높게 나타났다. 그 반면에, 원적외선 50 v에서 30분간 조사한 처리구에서 총폴리페놀 함량은 16.93 mg/g으로, 총플라보노이드 함량은 23.78 mg/g으로 가장 낮게 나타났다. 전체적으로 원적외선 처리에 의해 잎에 함유한 항산화 물질의 함량의 증가는 물론, 그 추출물의 항산화 활성도 증가하는 것을 알 수 있었다. 하지만 원적외선 처리가 가래나무에 함유한 어떠한 특정적인 물질들의 증가에 관하여서는 추후에 더욱 많은 연구가 필요할 것으로 사료된다.
8.
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Naturally occurring substances are important biomedical resources with low toxicity and ethnopharmacology-based efficacy. Four out of 45 extracts (Celastrus orbiculatus, Cercis chinensis, Stephanadra incisa, and Weigela subsessilis) prepared from the bark of Korea Forest plants exhibited more than 50% of inhibition on TNF-α production in lipopolysaccharide (LPS)-activated RAW264.7 cells at 100 μg/ml. In particular, potential inhibitory components of 4 extracts showed more than 50% inhibition seemed to be concentrated in methylene chloride (MC) fraction from C. orbiculatus, in ethyl acetate (EtOAc) fraction from C. chinensis and in hexane (Hx) fraction from S. incisa, whereas inhibitory activities of W. subssilis were broadly seen in non-polar solvent fractions such as Hx, MC and EtOAc. Therefore, our results suggest that extracts from C. orbiculatus, C. chinensis, S. incisa and W. subsessilis may be developed as a therapeutic remedy against TNF-α-mediated diseases such as rheumatoid arthritis or further fractionated to isolate active components having antiTNF-α inhibitory activity.
9.
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인삼의 차광재료가 생육시기별 광합성, 증산작용 및 기공전도도의 일변화에 미치는 영향을 구명하고자 다음과 같이 실시하였다. 삼집내 자연광과 인공광선을 이용하여 광합성, 증산, 기공전도도 및 엽록소를 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 생육시기별 광합성속도의 일변화는 오전에 증가하다가 오후로 갈수록 감소하는 경향을 보였으며 차광망에 비하여 차광판에서 높았다. 증산작용은 광합성작용과 반대로 오후로 갈수록 증가하는 경향을 보였고 기공전도도는 오후로 갈수록 감소하는 경향을 보였다. 광합성속도와 기공전도도와의 관계는 오전에서 l차직선회귀식으로 정의 상관관계가 인정되었으나, 오후에서의 양자간의 관계는 인정되지 않았다. 일복재료별 엽록소의 변화는 모든 처리구에서 생육이 진전됨에 따라 SPAD값이 감소하는 경향이었으며, 차광망에 비하여 차광판의 SPAD값이 전 생육기간에 높은 경향이었다.
10.
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본 연구는 Agrobacterium을 매개로 도라지에 PAT 유전자를 도입하여 ‘바스타’에 저항성을 가지는 형질전환 도라지를 개발하는 기술을 확립하기 위하여 수행되었다. 종자를 무균적으로 발아시킨 후 10일 된 미성숙 자엽과 성숙엽에 Agrobac-terium을 접종하고 1/10 MS 배지에서 48시간 동안 공동 배양하였다. 공동배양 후 부정아 유도를 위해 MS 선발배지 (0.2 mg/l NAA, 1.0 mg/l BA, 3% 설탕, pH 5.8; 3 g/l gelrite, 100 mg/l kanamycin, 500 mg/l carbenicillin)에 치상하여 배양한 결과 미성숙 자엽의 절편에서 형질전환체로 추정되는 부정아가 형성되었고, 선발배지에 2회 계대배양하여 형질전환 추정체를 선발하였다. 이러한 형질전환 추정체는 GUS, PCR 분석 및 RT-PCR 분석에 의하여 형질전환체로 확인되었다. 또한 10 mg/l 의 phosphinothricin이 함유된 배지에서 배양하여 형질전환 여부를 확인하였고, 순화재배 후 0.3% ‘바스타’를 살포한 결과 형질전환 도라지는 제초제에 저항성을 보였다. ‘바스타’에 저항성을 보인 도라지 식물체는 정상적인 생육을 계속하여 개화하였다.
11.
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본 연구는 비누수 해가림 재배가 인삼 생육 및 품질에 미치는 영향을 구명하기 위하여 인삼의 차광재료를 비누수 해가림과 차광망을 이용하여 실험하였던 바, 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 차광재료에 따른 맑은 날의 광량은 비누수해가림이 차광망에 비하여 낮은 경향이었고, 온도는 비누수해가림이 차광망에 비하여 3~5℃ 낮게 나타났다. 2. 차광재료에 따른 3, 4, 5년근 인삼의 생존본수는 비누수해가림에 비하여 차광망이 낮게 나타났다. 3. 차광재료에 따른 인삼의 경태는 비누수해가림에서 증가하였고, 생근중도 비누수해가림이 차광망에 비하여 3년근에서는 5.0 g, 4년근에서는 10 g, 5년근에서는 8 g 높았다. 4. 차광재료에 따른 3, 4, 5년근 모두 수삼의 수량은 비누수해가림이 차광망보다 훨씬 높게 나타났다. 5. 차광재료별 3, 4, 5년근 수삼의 크기는 비누수해가림이 차광망에 비하여 대편이 많이 분포하였으며, 진세노사이드 함량도 비누수해가림이 차광망에 비해서 높았다
12.
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본 연구에서는 소종과 외상출혈 치료에 사용되며, 주로 간암, 간경화 등의 간 질환 치료제로 사용되어 온 산겨릅나무 추출물에서 식품 및 음료 등과 같은 기능성 식품으로서의 다양한 산업적 응용분야에 널리 응용될 수 있는 기초연구의 일환으로 산겨릅나무 추출물을 이용하여 항산화 활성, 항지질과 산화 활성, 항미생물 활성, 항보체 활성을 실험하였으며, 또한 유용한 생리활성 성분을 분리, 동정하고자 하였다. 그 결과 산겨릅나무 추출물은 DPPH free radical 소거법에 의한 항산화 활성 실험에서는 ehtyl acetate 분획 (RC50= 3.15 μg/ml), butanol 분획 (RC50= 5.17 μg/ml)에서 강한 항산화 활성을 보였다. 또한 분리된 2개의 화합물도 대조군인 α-tocopherol 이나 BHA보다 유사하거나 강한 항산화 활성을 나타냈다. linoleic acid에 대한 항지질과산화 활성 실험은 15일 째에 물층을 제외한 추출물, 분획물 및 화합물에서 높은 활성을 나타냈으며 특히 화합물 2 (85%)는 항산화 물질로 알려진 catechin (85%)과 유사한 활성을 나타내었다. 박테리아에 대한 향균실험은 Staphylococus aureus 에서만 활성을 보이지 않았을 뿐 다른 피검균에서는 높은 활성을 보였다. 하지만 대부분의 피검균에 대하여 강한 활성을 보인 ethyl acetate 분획에서 분리된 화합물 1, 2는 모든 피검균에 대해 활성을 보이지 않았다. 다만 fungal strain인 Candida albicands에 대해 각각 250 μg/ml. 500 μg/ml의 생육 억제 농도를 나타내었다. 보체계 활성화능을 측정한 결과 물 층 24%를 제외한 다른 분획물은 10% 이하의 낮은 억제효과를 보이거나 활성이 나타나지 않았다. 산겨릅나무 ethyl acetate 분획을 silica gel이 충전된 grass open column에 넣은 후, toluene, acetone, methanol의 혼합용매로 순차용출 (stepwise)시킨 후, ODS와 silica gel을 이용하여 column chromatography를 실시함으로서 2종의 단일 물질을 얻었다. 이 화합물은 lH- 및 13C-NMR, IR, UV, EI/FAB-Mass spectrum을 이용하여 기기분석한 결과 compound 1은 catechin으로, compound 2는 σ-Hydroxyphenethyl alcohol 1-O-β-D-(6'-O-galloyl)-glucopyranoside로 동정되었으며, 특히 compound 2의 경우 산겨릅나무에서 처음 분리되었다. 위 결과 산겨릅나무 추출물은 항산화 활성, 항지질과산화 활성, 항미생물 활성이 우수하였다. 또한 산겨릅나무 추출물을 이용한다면 식품 및 음료 등과 같은 기능성 식품으로서의 다양한 산업적 응용분야에 널리 응용될 수 있으리라 사례된다.