강원도 서남부에 위치하고 있는 원주시와 횡성군에 소재하고 있는 치악산(1,288 m), 태기산(1,261.4 m), 오봉산(1,126.2 m), 응봉산(1,094.9 m), 어답산(789.4 m), 덕고산(521.2 m), 덕가산(700.5 m), 성지봉(791 m)의 관속식물상을 2008년 4월부터 2009년 5월까지 총 23회에 걸쳐 조사하였고, 이전 조사에서 증거표본이 제시되어 있는 발교산(998.4 m), 오음산(930.4 m), 백운산(1,037.1 m), 치악산(1,288 m)의 자료를 전체 소산식물목록에 포함시켰다. 본 조사에서 생육이 확인된 관속식물의 총 분류군 수는 97과 383속 680종 1아종 111변종 12품종으로 총 804분류군이었으며, 문헌상 증거표본이 있는 경우의 자료를 추가하면 총 105과 418속 818종 1아종 138변종 16품종으로 총 973분류군으로 한반도 전체관속식물종의 21.14%에 해당된다. 조사지 전반의 식생은 소나무와 낙엽활엽수의 혼효림이며, 식생이 비교적 우수한 지역은 치악산의 구룡사로 부터 세렴폭포를 거쳐 비로봉에 이르는 계곡, 및 태기산의 큰성골계곡과 태기분교터에서 낙수대에 이르는 능선의 동사면 지역이다. 비교적 많은 분류군이 채집된 10개 과는 국화과, 벼과, 장미과, 미나리아재비과, 콩과, 사초과, 백합과, 범의귀과, 산형과, 꿀풀과의 순이며 전체 생육분류군의 49.12%이다. 조사지에서 생육이 확인된 특산식물은 금강초롱꽃, 모데미풀, Pyrus ussuriensis var. diamanti-ca Uyeki(금강산돌배)를 포함하는 38분류군이고, 산림청지정 희귀 및 멸종위기식물은 금강초롱꽃, 왕제비꽃, Viola diamantica Nakai(금강제비꽃), 금마타리를 포함하는 24분류군이며, 환경부지정 식물구계학적특정식물종은 총 88분류군으로서 Ⅴ등급에 속하는 식물은 좀가물고사리, 금강초롱꽃, 물쇠뜨기, 노랑붓꽃, 솔나리, 큰연영초, 목련(식재), 천마, 좀미역고사리, 승마, 모데미풀, 왕제비꽃의 12분류군이다. 또한 귀화식물은 47분류군으로서 전체식물의 4.83%, 유용식물은 총 609분류군으로서 식용식물 334분류군, 약용식물 269분류군, 관상용식물 127분류군, 사료식물 332분류군, 산업용식물 3분류군, 목재용식물 31분류군, 섬유용식물 13분류군으로 각각 구분되고, 이는 전체식물의 13.23%에 해당한다.
참취, 좀개미취, 큰금계국, 기생초 꽃 추출물의 항산화효과를 증가시킬 수 있는 적정 추출방법을 개발하기 위하여 환류냉각추출한 추출물과 15, 30, 45분 동안 초음파 추출한 추출물의 항산화 활성을 비교하였다. 추출수율은 모두 초음파 추출물에서 높게 나타났다. 종에 따라 적정 추출시간은 다르게 나타났으나, 4종 모두 초음파추출물이 환류 냉각추출물 보다 DPPH와 ABTS radical 소거능 및 Ferrousion chelating 활성이 우수하거나 유사하였다. 총 폴리페놀 및 플라보노이드의 함량 또한 대체로 초음파추출물에서 높게 나타났으며, 4종 모두 추출시간이 길어질수록 항산화물질 함량도 증가되는 경향을 보였다. 참취와 큰금계국 꽃 추출물의 지질과산화 억제활성을 비교한 결과, 참취 꽃은 환류냉각추출물, 큰금계국 꽃은 초음파 15분 처리구에서 지질과산화 억제활성이 우수하였다. 연구의 결과, 식물 종 및 목표로 하는 항산화 효과에 따라 추출시간에 차이는 있으나, 초음파추출이 환류냉각추출보다 추출시간이 짧고 항산화 효과를 증가시킬 수 있는 효과적인 추출방법임을 확인할 수 있었다.
수요증가가 예상되는 겨우살이의 인공번식을 위한 기초자료로 활용하고자 겨우살이의 분포지역의 기주수종과 서식지 환경을 조사하여 분석하였다. 겨우살이의 자생지는 전국에 분포하고 있었으며, 기주식물로는 졸참나무와 같은 참나무류가 대부분이였고 밤나무, 벚나무, 오리나무, 돌배나무 등에서 볼 수 있었다. 군락지의 같이 자생하는 침엽수인 소나무, 잣나무와 활엽수인 느티나무, 감나무, 고로쇠나무, 단풍나무, 뽕나무, 은행나무에서는 관찰되지 않았다. 자생지의 고도는 해발 0~1200 m까지 잘 생육되고 방향과 지형을 가리지 않고 기주식물이 잘 생육 할 수 있는 곳이면 전국에서 재배가 가능할 것으로 판단되었으며, 종자 전파는 조류에 의함이 확인할 수 있었다. 겨우살이의 기생은 흡기 발생부터 기주식물의 표피 또는 조직성분에 따라 영향이 있을 것으로 생각되며 인공재배 연구의 좋은 성과를 위해 겨우살이가 잘 기생하는 기주식물의 기주 특이성에 대한 연구가 이루어져야 할 것으로 사료된다.
기내배양을 이용하여 Pteris cretica 'Wilsonii'의 효율적인 대량번식법을 개발하기 위한 목적으로 근경, 엽신 및 엽병조직으로부터 식물체 재분화를 유도하였다. 그 결과, 균질화된 근경의 절편에서만 신초가 재생되었다. 식물체 재분화를 유도하는데 적합한 배지는 1%의 sucrose와 50 mg·mL-1의 NaH2PO4를 첨가한 1/8MS배지였다. 근경 절편으로부터 식물체의 재생을 촉진하기 위하여 생장조절물질이 첨가된 배지에서 2달 동안 절편을 배양한 후, 생장조절물질을 첨가하지 않은 배지로 이식한 결과, 1μm의 kinetin과 5μM의 NAA를 혼용첨가한 처리구에서 신초의 재생이 가장 왕성하였다. BA 첨가구에서는 분열조직의 일종인 GGB가 다량 유도되었으나, 형성된 GGB에서 신초 재생율은 낮은 것으로 나타났다. MS배지의 적정 무기물 및 비타민의 농도를 구명하는 실험을 마친 뒤, 형성된 유묘를 이용하여 기외순화 시킨 결과, 1/8MS배지에서 형성된 유묘가 생존율이 가장 높았으며, 생육 또한 왕성하였다.
남해안 지역에 자생하고 있는 멀꿀의 이용도를 높이기 위한 기초자료 확보 측면에서 부위별 성분함량과 생리활성을 조사하였다. 비타민 C는 과피에 85.23 mg/100 g, 과육에 61.67 mg/100 g가 함유되어 있었다. 총 아미노산은 과육 434.05 mg/100 g DW에 비해 과피에 762.72 mg/100 g DW으로 많았다. 무기물 함량은 과피(108.48 mg/l)에 많았으며, K(76.53 mg/l), Ca(20.20 mg/l) 및 Mg(6.22 mg/l)가 대부분을 차지했다. 메탄올 추출물 1,000 mg/l일 때 총 페놀화합물은 7.3-9.6 mg/l였으며, 총 플라보노이드 함량은 5.1-6.7 mg/l였다. 멀꿀 메탄올 추출물 4,000 mg/l의 아질산염소거는 과피와 과육은 각각 79.5, 77.8% 인데 비해 종자는 17.1%였으며, tyrosinase 활성의 저해효과는 10.8%이하를 나타냈다. 항균활성은 그람양성균과 그람음성균 모두 과피 메탄올 추출물의 저 농도에서는 나타나지 않은 경우도 있었으나 과육과 종자 추출물에서는 저해환 직경이 8.91~12.25 mm을 나타냈다.
춘천 지역에 대한 관속식물의 분포와 식생을 파악하기 위하여 2006년 3월부터 2008년 9월까지 총 94회에 걸쳐 조사하였다. 그 결과 확인된 관속식물은 총 118과 496속 894종 2아종 132변종 38품종 등 총 1,066분류군이었다. 조사된 1,066분류군 중에는 한국특산식물 42분류군, 희귀 및 멸종위기식물 33분류군, 환경부지정 멸종위기야생식물 5분류군이 포함되어있다. 식물구계학적 특정식물종은 총 191분류군으로 나타났으며, 귀화식물은 71분류군으로 귀화율은 6.66%, 도시화지지수는 24.83으로 산출되었다. 식생은 신갈나무 군집, 소나무-신갈나무 군집, 신갈나무-고로쇠나무 군집, 신갈나무-굴참나무 군집, 신갈나무-물박달나무 군집 등 5개의 군집으로 구분되었으며, 신갈나무림이 춘천지역을 대표하는 식생으로 나타났다.
본 연구의 목적은 오레가노 추출물의 유리 라디칼 소거 및 지질과산화 억제 등 항산화 효과를 조사하기 위함이다. Pyrogallol의 억제율을 100%로 기준하였을 때, DPPH 라디칼을 50% 억제시키는데 필요한 오레가노 함량은 21.8μg이었다. 총항산화 활성은 강력한 자유라디칼에 대한 총항산화능으로 측정하였다. 오레가노 추출물 7.5 및 15μg의 총항산화능은 각각 15.1 및 31.4 nmol Trolox와 대등한 수준이었다. 오레가노 추출물 0.2 및 0.4μg의 산소라디칼 소거능은 각각 1.4 및 2.4 nmol gallic acid와 대등한 수준이었다. 오레가노 추출물 30 및 75μg의 총페놀 함량은 각각 40.5 및 83.9 nmol gallic acid와 대등한 수준이었다. 지질과산화에 대한 억제효과는 이황화철/아스코르빈산에 의해 유도된 랫드 간 미토콘드리아를 이용하여 조사하였다. 오레가노 추출물 20 및 50μg은 TBARS 수준을 각각 20 및 64% 억제시켰다. 이와같이 오레가노 추출물의 강력한 항산화 효과는 적어도 자유라디칼의 산화억제와 지질과산화 억제에 기인하는 것으로 사료된다.
in vivo 및 in vitro에서 마황의 항염증효과를 검토하기 위하여 마황추출물을 급여한 흰쥐에게 LPS shock로 급성기 염증반응을 유발시킨 후, 혈액 및 간장의 전염증성 cytokines들의 농도를 경시적으로 조사하였으며, 한편으로는 Raw 264.7 cell에 LPS shock를 가한 후, 마황추출물이 각종 전염증성 cytokines들의 생산량에 미치는 영향을 조사했다. in vivo 실험에서, 각 처리군 별 plasma IL-1β, IL-6, TNF-α 및 IL-10 농도의 경시적 변동은 전 처리군 모두가 LPS 처리 후, 2h째 급격하게 증가하여, 5h째에 최고치를 나타내었다. Plasma IL-1β, IL-6 및 TNF-α의 농도는 LPS처리 후 5h째에서 마황 첨가군 모두가 대조군보다 낮은 값을 나타내었다. Plasma IL-10의 농도는 LPS처리 후, 2h째 및 5h째 모두 에서 마황추출물 첨가군 들이 대조군보다 높은 값을 나타내었다. Raw 264.7 macrophages를 이용한 in vitro 실험에서, IL-1β, IL-6 및 TNF-α의 농도들은 대조군보다 마황처리 군들 모두가 낮은 값을 나타내었다. IL-10의 농도는 대조군보다 마황처리군들이 다소 높은 경향을 보였으나, 유의한 차이는 아니었다. 이상의 결과들을 종합해보면 마황에 내재하는 기능성 물질들이 염증반응을 완화하는 효과를 가지고 있음을 시사해 준다.
경산반시'를 8월 1일에 수확하여 신선한 즙액, 4~6℃에서 6개월간 저장한 것 및 상온에서 6개월간 발효시킨 것(발효액), 그리고 감식초의 특성과 항균성을 조사하였다. 명도를 나타내는 L*값은 감식초가 43.5로 다소 밝은데 비해 신선한 즙액과 발효액은 각각 33.1과 33.3으로 다소 낮은 경향을 나타내었다. 신선한 즙액, 발효액 및 감식초의 무기물 함량은 전반적으로 K(1696~2,880 mg/100 g), Ca(166.7~417.9 mg/100 g), Mg(203.9~214.4 mg/100 g), P(37.9~109.8 mg/100 g), Na(13.2~23.3 mg/100 g), Fe(8.4~14.2 mg/100 g) 순으로 많았다. 그람양성균에 대한 항균효과는 발효액과 감식초에서 저해환이 16.0~35.0 mm로 높게 나타났다. 그람음성균에 대한 항균효과는 신선한 즙액에서 9.0~9.5 mm의 저해환을 나타낸 반면에 저온 저장한 즙액은 15.0~21.0 mm, 발효액에서는 22.0~23.0 mm, 감식초에서는 9.0~35.0 mm을 나타내었다. 발효액으로 염색한 면직물의 색상은 YR계열을 나타내었으며, 항균성은 78.5% 이상의 정균율을 나타내었다.
동아시아에 분포하는 콩과에 속하는 칡 1종의 13집단과 근연분류군 2종의 4집단 등 총 17개의 개체군에 대하여 유전적 유연관계 및 종간 특이적인 분류학적으로 유용한 분자마커를 알아보기 위해 RAPD 분석을 실시하였다. 15개의 oligo primer를 이용한 효소중합반응을 통해 증폭된 RAPD 절편들은 200 bp에서 2,800 bp 사이의 구간에서 관찰되었다. 이중 유효한 polymorphic band makers는 총 208개, monomorphic bands는 3개를 확인하였으며, 칡의 종 특이적 분자마커는 4개로 확인되었다. 이러한 자료에 근거하여 칡속의 17개 개체군 집단에 대한 UPGMA 분석을 실시하였다. 도출된 UPGMA phenogram에서 한국산 칡 9개체군과 국외산 칡 3개체군이 각각 독립적인 두 개의 작은 유집군을 형성하였으며, 이후 두 유집군이 하나로 크게 유집되어 다른 칡 근연분류군과는 뚜렷하게 구분되었다. 따라서 RAPD 분석은 칡과 근연분류군간의 유연관계 분석 및 한국산과 국외산 집단의 원산지판별에 매우 유용한 분자마커로 생각된다.
본 실험은 여우구슬의 기내 부정근 유도 및 증식조건의 확립을 목적으로 수행되었다. 우선 여우구슬의 기내 발아체로부터 부위를 달리하여 부정근을 유도한 결과 줄기부위는 뿌리보다 양호한 부정근의 유도를 보였다. 또한 유도된 부정근을 이용하여 옥신의 종류(IAA, IBA, NAA와 2.4-D)에 따른 부정근 유도율을 조사한 결과 IBA와 NAA는 IAA와 2.4-D보다 높은 유도율을 보였다. IBA의 농도에 따른 유도율과 증식효율은 IBA가 0.5 mg/L첨가되었을 때 가장 높은 유도 및 증식효율을 보였다. 최적의 액체배지조건을 확인하고자 IBA의 농도는 0.5 mg/L로 첨가하고 sucrose의 농도를 달리하여 실험한 결과 sucrose는 30 g/L 첨가 되었을 때 가장 높은 생중량과 건중량을 나타냈다. 액체배양된 여우구슬의 부정근을 각각 MS, 1/2MS, 1/3MS배지에 30 g/L sucrose, 0.5 mg/L IBA가 첨가된 5 L 용량의 생물반응기에 4주간 배양한 결과 1/2MS 배지에서 양호한 생장을 보였다. 본 실험에서는 여우구슬의 종자발아체를 이용하여 부정근의 유도 및 증식조건에 필요한 기내배양조건과 2차적으로 유도된 부정근을 이용하여 플라스크와 생물반응기 배양을 통한 효율적인 증식조건을 확립하였다.
식물세포에 마(Dioscorea batatas Dence) 추출액의 전처리가 방사선 스트레스에 노출된 배양세포의 활력, 생장 및 핵 DNA 손상에 미치는 영향을 조사하였다. 마의 분획추출물 중 EtOAc 분획추출물을 식물세포에 전처리하고 20 Gy의 방사선에 노출시키면, 마 추출물을 전처리하지 않고 방사선 20 Gy만 처리한 세포보다 세포의 활력과 생체중이 20%이상 증가하였다. Comet 분석에서 꼬리부분의 길이 (T)와 머리부분의 길이 (H)를 측정하여 T/H 비율을 조사하였다. 무처리 세포와 방사선 20 Gy를 처리한 세포의 T/H 비율은 각각 1.05 및 1.68로 나타났고, head DNA 량은 각각 86.7% 및 71.3%로 무처리 세포와 방사선을 처리한 세포간에는 큰 차이를 보여, 방사선에 의한 심각한 핵 DNA 손상을 관찰할 수 있었다. 그러나 마 추출물 중 MeOH, EtOAc 및 n-BuOH 분획추출물을 식물세포에 전처리하고 20 Gy 방사선을 처리하면, T/H 비율은 각각 1.37, 1.01 및 1.10이었고, head DNA량은 81.5%, 87.6% 및 88.7%로 방사선을 처리 하지 않은 무처리 세포 수준으로 회복되었다.
황기의 자가불화합성 타파를 위한 노화수분 처리, NaCl 처리 및 CO2 처리에 대한 결과를 요약하면 다음과 같다. 비닐하우스에서 노화수분은 8월 하순에는 거의 수정이 되지 않았으며, 9월 상순부터 10월 상순까지는 개화 당일 부터 개화 후 2일까지 수정되었고, 9월 하순 개화 당일 수분한 것이 결협율 33.3%, 결실율 86.2%로 가장 양호하였다. 노지에서 노화수분은 대조구는 8월 하순부터 10월 상순까지 결협은 되었으나, 9월 중순과 9월 하순을 제외하고 결실이 되지 않았으며, 9월 하순의 개화 후 1일에 결협율 39%, 결실율 94.9%로 가장 양호하였다. NaCl 처리는 비닐하우스에서는 1% 농도 처리가 결협율은 10월에서 21.3%로 가장 좋았으나, 결실율은 9월 하순 66.7%로 가장 양호 하였고, 노지에서는 NaCl 농도 5%에서 결협율 7.3%, 결실율 90.9%로 가장 양호하였다. 식물생육상을 이용하여 CO2 700 ppm을 처리한 결과 무처리구와 큰 차이 없었다. 결론적으로 황기 자가불화합성 타파를 위하여 9월 중하순에 자화가 아닌 자가화를 개화당일 또는 개화 후 1일에 인공수분해주거나 NaCl 1~5%를 처리해주면 자가불화합성을 타파할 수 있다고 사료된다.
한국특산식물인 가시딸기에 대한 형태학적 형질을 재검토하였다. 기존의 연구결과들과 다른 점은 잎의 양면에 털이 존재하고, 특히 주맥에는 선모가 존재한다. 털은 꽃잎과 줄기를 제외하고는 모든 부분에 존재하고, 가시는 엽병과 줄기에 존재하였다. 소엽은 3-7장이고, 열매는 적색으로 익는다.
한국에서 주요하게 재배되는 세 개의 품종(켐벨, 청포도, 머루포도)을 대상으로 껍질과 씨 추출물의 미백효능을 검색하였다. Mouse melanoma인 B16세포에 α-MSH와 샘플을 처리하여 melanin 생성을 측정하였다. 세 품종의 껍질은 효과가 없었으며 켐벨과 청포도의 씨 추출물은 세포독성이 매우 강하였다. 머루포도 씨 추출물은 50μg/ml에서 대조구에 비해 melanin 생성은 51.6±20.5% 이었으며 세포 생존율은 90.4±11.3% 이어서 약간의 세포 독성에도 불구 melanin 생성 억제 효과가 뚜렷하였다. 머루포도 씨 추출물은 B16세포에서 α-MSH에 의한 tyrosinase 발현량 증가를 억제하였다. 이후 연구는 1) 머루포도 씨의 생리활성 단일물질 검색과 2) α-MSH의 신호전달 과정에 추출물 및 생리활성 단일물질이 어떻게 영향을 미치는지 하는 점이고 현재 실험에 진행 중에 있다.