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한국자원식물학회지 KCI 등재 Korean journal of plant resources

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권호

Vol.26 No.5 (2013년 10월) 16

1.
2013.10 서비스 종료(열람 제한)
본 연구는 전남 신안군과 제주도에서 재배되고 있는 손바닥 선인장 두 종간의 생리활성을 비교 분석하기 위해 기존에 밝혀진 바 있는 생리활성을 중심으로 in vitro 조건에서 DPPH 라디칼 소거능, α-glucosidase와 tyrosinase 활성 억제능, 대식세포의 cytokine 생성 증가효과 및 뇌세포 산화적 손상 억제효과를 측정하였다. α-glucosidase 활성 억제 및 대식세포의 cytokine 생성 증가효과에서는 OFI 추출물의 효과는 거의 없거나 미약하게 보이지만, OH 추출물에서는 매우 효과적으로 높게 나타났다. DPPH 라디칼 소거능과 tyrosinase 활성 억제효과에서는 OFI와 OH 추출물간의 큰 차이가 없으나 OFI 추출물에서 조금 더 좋은 효과를 나타냈다. 손바닥선인장 줄기와 줄기 다당류 추출물의 생리활성 비교 연구에서는 DPPH 라디칼 소거능, α-glucosidase 활성 억제능 및 대식세포의 cytokine 생성 증가효과가 손바닥선인장 줄기 다당류 추출물보다 줄기 추출물에서 효과적인 것으로 관찰되었다. 그러나 OFI 줄기 다당류 추출물의 tyrosinase 활성 억제효과는 양성대조물인 ascorbic acid 보다 높게 나타났다. 뇌세포 산화적 손상 억제효과에서는 시료를 첨가하지 않은 대조군에 비해 모든 추출물에서 뇌세포 사멸을 약간 감소시키는 경향만을 나타냈다. 결론적으로 우리나라에 재배되고 있는 손바닥선인장 두 종의 생리활성을 비교한 결과, OH-S 추출물은 α-glucosidase 활성 억제능 및 대식세포의 cytokine 생성 증가효과 그리고 OFI-SP 추출물은 tyrosinase 활성 억제효과가 상대적으로 뛰어난 것으로 나타났다. 그러나 지역농민의 소득창출을 위한 유용생물자원으로서 고부가가치를 확보하기 위해서는 효율적인 추출법, 전임상 동물실험 그리고 유효성분의 개발과정이 수반되어야 한다고 사료된다.
2.
2013.10 서비스 종료(열람 제한)
본 연구에서는 동해안에서 채집된 88종의 해조류에 대하여 미백제로서 응용 가능성을 알아보기 위해 멜라닌 생성에 미치는 영향을 in vitro 실험을 통해 알아보았다. Melan-a 세포에 해조류 추출물을 처리하여 멜라닌 양을 측정한 결과, 고리매, 미역쇠, 왜모자반, 감태, 톳추출물에서 멜라닌 생성이 감소되었으며, 특히 미역쇠추출물을 처리하였을 때 가장 유효하게 농도의존적으로 멜라닌 생성이 감소되었다. 멜라닌 생성 억제 효과가 tyrosinase 활성 저해와 관련 있는지를 확인한 결과, 약한 활성을 가지지만 직접 작용하여 활성을 저해하지는 않으면서, 세포 내의 tyrosinase 활성을 농도의존적으로 저해하였다. 이는 세포 내 tyrosinase 활성저해가 직접적이 아닌 다른 기전에 의해 일어난다는 것을 의미하며, 그 기전 중의 하나인 α-glucosidase활성을 측정한 결과 농도의존적으로 활성을 저해하였으며, 세포 내 tyrosinase 활성 저해와 높은 상관도를 보임을 확인하였다. 즉 미역쇠추출물은 N-linked glycoprotein인 tyrosinase의 glycosylation을 억제하여 tyrosinase의 세포 내 이동이나 활성을 억제할 수 있음을 알 수 있었다. 결론적으로, 미역쇠추출물은 피부 미백에 유효한 활성을 나타내는 천연 유용자원으로 활용할 가치가 있는 것으로 사료된다.
3.
2013.10 서비스 종료(열람 제한)
본 연구센터에서는 백색과 황색의 기존 품종의 감자보다 anthocyanin함량이 높고 생리활성이 우수한 것으로 확인된 신품종인 컬러감자 '홍영'과 '자영'을 개발하였으며, 차후 컬러감자를 산업화 용도로 가공 시 전량 폐기되는 외피의 활용도를 높이기 위하여 다음과 같은 생리활성 연구를 실시하였다. 컬러감자외피의 추출물과 분획물을 이용하여 항염증 효과를 검토한 결과, 대식세포인 RAW264.7 cell에서 염증매개물질인 lipopoly sacchride(LPS)로 염증을 유발시켜 nitric oxide(NO), prostagland-in E2(PGE2) inducible nitric oxide synthase(iNOS), 그리고 cyclo oxygenase-2(COX-2)같은 염증유발인자들의 억제효과를 확인하였다. 자색감자인 자영외피 Chloroform분획물의 염증유발인자 억제 시 IC50 value를 측정하여 25~50μg/ml의 농도에서 유의성 있는 항염증 효과를 보였다. Nitric oxide 생성을 농도의존적으로 현저하게 저해하는 농도는 36.15μg/ml이며, 세포독성이 없는 최고 농도인 100μg/ml의 농도에서 LPS에 의해 유도된 PGE2를 76.68%만큼 유의성 있는 저해 효과를 보였다. 그리고 iNOS와 COX-2단백질을 유의성 있게 저해하는 농도는 50μg/ml 처리였으며, 특이적으로 iNOS는 25μg/ml을 처리하였을 때부터 유의성 있는 저해효과를 보였다. 따라서 본 연구 결과는 자영외피의 chloroform 분획물이 유의성 있는 항염증 효과를 나타내며, 이러한 효능은 예방의학적 기능성을 충분이 가지고 있기에 염증성질환의 예방을 위한 건강기능성식품의 개발가능성을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.
4.
2013.10 서비스 종료(열람 제한)
포제 방법에 따른 감초경엽의 성분변화 및 항산화, 항돌연변이원성을 평가하였다. 성분변화를 관찰하기 위해 GC-Mass의 분석한 결과 각 추출물에서 공통으로 분석된 성분은 19.7분에서 cis-1,3-dimethyl-2-methylene-cyclohexane과 21.5에서 n-hexadecanoic acid이 모두 분석되었으며, 17.8분에서는 3-O-methyl-D-Fructose가 끓는 물에 데친 감초경엽에서 19.8분에서는 aminopyrazine이 4회 볶은 감초 잎과 줄기 추출물만 분석되지 않고 4가지 모두에서 분석되었다. 항산화 활성 측정에서는 DPPH 라디칼 소거활성에서 3회 볶은 감초경엽에서 EC50이 2.66±0.09μg으로 가장 높은 활성을 나타났으며, ABTS 라디칼 소거활성은 4회 볶은 감초경엽에서 EC50이 0.57±0.22μg으로 가장 높았다. 환원력 측정에서는 3회 볶은 감초 잎과 줄기 추출물에서 가장 높게 나타났으며, 폴리페놀 함량 3회 볶은 감초경엽에서 3.38±0.12g/100g으로 가장 높았다. 항돌연변이원성 평가에 있어서 직접변이원인 1-NP에 대해 높은 돌연변이 억제효과를 나타내었으며, 간접변이원인인 Trp-P-1, Trp-P-2, AFB1, 2-AA에 대해서는 3번 볶은 감초경엽(GU-1)에서 가장 높은 돌연변이 억제효과를 나타냈다.
5.
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시설오이로 많이 재배되고 있는 4 품종을 선발하여 생육단계별로 DPPH radical 소거활성, 아질산염 소거활성, ABTS 소거활성 그리고 항산화효소 활성에 대하여 비교 분석하였다. 장죽청장 품종이 모든 생육단계에서 DPPH radical 소거활성이 상대적으로 높게 나타났으며, 그 외 품종들 간에는 큰 차이를 보이지는 않았다. 또한 생육단계별로는 수확기에 못 미친 미성숙단계에서 DPPH radical 소거 활성이 높게 나타났다. 아질산염 소거활성은 pH가 1.2일 경우 모든 품종과 생육단계에서 40% 이상 분해시켰으며, 특히 장형낙합과 신조은백다다기 품종이 상대적으로 높은 활성을 보였다. 또한 pH 4.0에서는 추출물 모두에서 30% 이상의 아질산염 소거활성을 나타냈으며, pH 6.0에서는 대부분 활성이 없었다. ABTS 소거활성은 장죽청장과 늘푸른 청장 품종이 다른 품종보다 상대적으로 다소 높은 소거능을 나타냈고, 생육단계별로는 대부분의 품종에서 ABTS 소거능에 큰 차이를 보이지는 않았다. SOD 활성은 모든 품종과 전 생육단계에서 95% 이상의 높은 활성을 보였으며, 품종 간에 거의 유의한 차이를 나타내지 않았다. CAT 활성은 전체적으로 장죽청장과 늘푸른청장 품종이 그리고 APX 활성은 늘푸른청장, 장형낙합 품종에서 상대적으로 높은 활성을 나타냈고, POX 활성은 생육단계별로 뚜렷한 경향을 보여 수확기에 이를수록 활성이 현저히 감소하는 결과를 나타냈다. 본 실험의 결과, 오이의 높은 항산화능을 확인함으로서 향후 향장소재 및 식품소재로서의 이용 가치성을 증대시킬 수 있음을 시사한다.
6.
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국내에 분포하는 느티나무의 표현형의 변이를 확인하기 위하여 자생지 6곳을 대상으로 35가지 형태적 특징을 조사하였다. 분산분석 수행결과 20가지 정량적형질 중 16가지 형질이 집단간에 유의한 차이를 나타내는 것으로 확인되었다. 특히, '청주시 것대산' 집단이 20가지 정량적형질 중 9가지에서 최대값을 나타내었다. 주성분 분석 결과 측정항목들이 집단 간 차이를 나타내는데 적절하지 못함이 확인되었다. 군집분석을 수행한 결과 '남해군 미조리상록수림' 집단과 '양평군 용문산' 집단이 가장 가까운 그룹을 이루었으며, '청주시 것대산' 집단, '보은군 속리산' 집단, '대구광역시 팔공산' 집단, '함양군 상림' 집단 순으로 군집되었다.
7.
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본 연구는 가리왕산 산림유전자원보호구역의 관속식물상을 밝히고 주요 식물들의 분포를 조사하였다. 2011년 5월부터 동년 10월까지 3회 조사, 그리고 2012년 2회 추가 조사로 총 5차례에 걸쳐 조사한 결과 관속식물은 89과 272속 458종 3아종 62변종 6품종의 총 529분류군으로 조사되었다. 이 중 한국 특산식물은 총 22분류군이 확인되었으며, 산림청 지정 한국 희귀식물은 30분류군이 조사되었다. 환경부 지정 특정 식물은 V등급 7종류, IV등급 17종류, III등급 35종류, II등급 39종류, I등급에는 46종류 등 총 144종류가 분포하고 있었다. 귀화식물은 15분류군으로 확인되었으며, 귀화율은 2.83%로 나타났다. 가리왕산 산림유전자원보호구역 내 자생하는 529분류군의 식물에 대한 유용식물분류에 따르면, 식용 178분류군(33.6%), 약용 144분류군(27.2%), 목초용 163분류군(30.8%), 관상용 68분류군(12.8%), 목재용 20분류군(3.8%), 섬유용 8분류군(1.5%) 등으로 나타났다.
8.
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모새나무는 국내 분포 정금나무속(Genus Vaccinium)식물 중 상록성이며 민간에서 열매를 식용으로 사용했던 종으로 산업화 가능성이 매우 높다. 따라서 제주도내 모새나무의 자생지 환경 및 개체특성 등을 조사하여 산업화 및 보호의 기초자료로 삼고자 실시하였다. 조사한 결과, 모새나무는 한라산 남사면에 많이 분포하였고, 해발 100~500 m에 주로 분포하였다. 조사방형구내 출현한 모새나무는 총 30개체로 평균수고 6.0 m, 평균흉고직경 7.8 cm로, 평균분지수 4.3개였다. 자생지의 군락 구조는 교목층의 평균식피율이 36%로 낮은 반면 아교목층이 평균식피율은 78%로 높게 나타나 아교목층이 중요한 위치를 차지하였다. 조사구내 총 출현한 종수는 76종으로 교목층에 상록침엽수 2종, 상록활엽수 3종, 낙엽활엽수 5종 등 총 10종이 출현하였고, 아교목층은 상록침엽수 1종, 상록활엽수 11종, 낙엽활엽수 10종 등 총 24종이 출현하였다. 이 중 상대기여도가 높은 종은 사스레피나무로서 모새나무를 위협하는 종이였다. 관목층은 생달나무 등 27종이 출현하였고, 초본층은 백량금 등 64종이 출현하였다. 모새나무 자생지간 유사성은 매우 낮아 특징적인 군락을 선호하지 않았고, 신례천의 모새나무 군락은 하천 사면이 아니라 사면과 연결된 주변에 분포하였으며, 분지가 많이 이루어졌으나 햇볕을 받지 못하는 가지들이 고사된 상태였고, 숲의 형성이 지속적으로 이루어질 경우 모새나무는 쇠퇴할 것으로 판단되었다.
9.
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전라남도 신안군 가거도(북위 34˚02'~34˚05', 동경 125˚05'~125˚08')에 자생하는 식물상을 밝히고 주요 식물들의 분포를 파악하였다. 2010년 4월부터 2011년 10월까지 총 23회에 걸쳐 현지조사를 실시한 결과 조사지역의 관속식물은 98과 258속 348종 3아종 31변종 4품종의 총 385분류군으로 정리되었다. 이중 기존의 조사에서는 발견되지 않았으나 본 조사에서 최초로 밝혀진 분류군은 50분류군이었다. 가거도에 자생하는 식물들 중에는 한국 특산식물 7분류군, 산림청 지정 희귀식물 8분류군, 식물구계학적 특정식물 중 III등급 이상에 해당하는 30분류군 등이 생육하고 있었다. 귀화식물은 28분류군이 조사되었다.
10.
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우리나라에서 안면도에만 분포하는 먹넌출 집단의 생명자원보존을 위하여 엽의 형태적 특성과 I-SSR 표지자를 이용한 유전변이를 조사하였다. 10가지 엽특성에 대한 ANOVA 분석결과 모든 특성에서 개체 간에 통계적인 유의성이 인정되었다. 조사된 39개체의 평균특성은 엽신장 11.8 cm, 최대엽폭 7.1 cm, 엽지수 1.67, 상1/3폭 5.4 cm, 하1/3폭 6.2 cm, 엽병길이 3.6 cm, 엽두께 0.19 mm, 엽맥수(좌) 11.5개, 엽맥수(우) 11.4개, 엽면적 61.7 cm2로 나타났다. 변이계수 값은 엽두께, 엽병길이, 엽면적이 각각 18.8%, 21.7%, 22.0%로 높게 나타났으며, 나머지 특성들에서는 15% 이내의 비교적 낮은 변이를 나타냈다. 선발된 8개 I-SSR Primer에서 총 50개의 증폭산물을 얻었으며, 유효대립 유전자의 수 1.719개, 다형적 유전자좌의 비율 26.0%, 이형접합도의 기대치 0.410 및 Shannon의 다양성지수 0.598로 각각 나타났다. 안면도 먹넌출 집단은 제한된 지역에 분포하며 개체수가 적음에도 불구하고 높은 유전다양성을 유지하는 것으로 나타났다.
11.
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꼬리말발도리(Deutzia paniculata Nakai)는 전 세계적으로 우리나라 경상남북도 일부지역에만 자생하는 매우 제한된 분포범위를 가지는 특산식물이다. 이러한 꼬리말발도리 집단의 유전적 다양성 및 구조를 조사하기 위해 5집단 155개체에 대한 ISSR(Inter Simple Sequence Repeat) 분석이 수행되었다. 총 6개의 ISSR 프라이머를 이용하여 31개의 증폭산물을 관찰하였으며, 집단 수준에서의 유전적 다양성의 평균은 SI(Shannon's information index)=0.429, h (Nei's genetic diversity)=0.271로, 매우 높은 수준으로 나타났다. 집단별로는 큰 차이는 없었지만 비교적 높은 개화율을 보이는 밀양, 양산 집단이 다른 집단에 비해 다소 높은 유전 다양성을 유지하고 있는 것으로 나타났다. AMOVA 분석 결과 전체 유전변이의 약 16%가 집단 간 차이에 기인하는 것으로 설명되었으며, 나머지 84%는 집단 내 개체간에 존재하는 것으로 나타났다. 이처럼 제한된 분포범위를 가지는 꼬리말발도리 집단에서 나타나는 높은 유전다양성과 집단간 낮은 유전적 분화율은 완전 타가수정하는 교배양식과 집단내 비교적 풍부한 개체수의 영향인 것으로 판단된다. 따라서 현재의 유전다양성을 유지할 수 있는 적절한 현지 내 보전대책 수립이 요구된다.
12.
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국내에 자생하는 기름생산이 가능한 목본식물의 바이오디젤 원료로서의 이용가능성을 구명하기 위해 기름함량, 지방산 조성 및 전이에스테르화를 통해 생산된 바이오디젤의 특성분석을 실시하였다. 목본 기름식물의 종자 내 기름함량은 15.1 ~ 70.3%로 다양하였으며, 지방산조성은 주로 올레산, 리놀레산, 리놀렌산, 팔미트산 및 스테아르산 등 이였으며 올레산의 함량이 가장 높았고 모든 식물에서 불포화지방산이 포화지방산보다 많았다. 지방산메틸에스테르의 산화안정성은 2.25 ~ 8.62 hours/110℃로 나타났고, 요오드가는 때죽나무 기름이 가장 높았으며 이는 불포화지방산의 함량이 다른 식물 종보다 높기 때문이다. 저온 필터막힘점은 0℃ to -13℃로 다양하게 나타났으며 이팝나무 지방산메틸에스테르가 저온유동성이 가장 우수하였다. 기름함량, 지방산조성, 바이오디젤 특성 등을 종합하였을 때 동백나무, 이팝나무 및 때죽나무의 종자에서 추출한 기름이 바이오디젤로의 이용 가능성이 비교적 높은 것으로 생각된다.
13.
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원료곡인 동부의 침종, 포화, 노화 조건이 동부나물 생산량과 생장반응에 미치는 영향을 검토한 결과, 흡수량은 침종 초기 2시간까지는 급속히 증가하다 이후에는 완만히 증가하였으나, 발아력과 나물 생산수율 및 잔뿌리 발생량은 침종기간(1~6시간)이 길어질수록 낮았다. 5일간 포화(수분 96±1%, 20℃)처리가 무처리나 1, 3일간 포화처리에 비해 발아력과 나물 생산수율 및 잔뿌리 발생량이 높았다. 고온 노화처리에 따른 발아력과 나물 생산수율은 무처리에 비해 낮았는데, 이상의 결과로 동부나물 재배를 위한 원료곡 전처리 방법은 5일간 포화(수분 96±1%, 20℃)처리하고 세척하여 재배하는 것이 좋은 것으로 판단된다.
14.
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시설오이로 많이 재배되고 있는 4 품종을 선발하여 생육단계별로 총 페놀 및 플라보노이드 함량, 피부염증과 가려움증 관련 Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Malassezia furfur균에 대한 항균효과 그리고 tyrosinase 억제 활성에 대하여 비교 분석하였다. 총 페놀 함량은 장죽청장과 장형낙합 품종에서 늘푸른청장과 신조은백다다기 품종에 비해 상대적으로 다소 높게 나타났으며, 생육단계별로는 대부분 수확기에 이른 5단계에서 높은 함량을 보였다. 총 플라보노이드 함량은 조사된 오이 4품종 모두 생육단계별로 큰 차이를 나타내지는 않았다. 항균활성은 Staphylococcus aureus균에서는 장형낙합 품종이 모든 생육단계에서 상대적으로 높은 활성을 보였으며, Staphylococcus epidermidis균에서는 생육단계 및 품종에 따라 저해환이 8~12 mm로 항균성에 차이를 나타냈다. 또한 Malassezia furfur균에서는 장죽청장에서 항균활성이 높게 나타났으며, 특히 생육 3, 4단계에서는 저해환이 14 mm로 형성되어 가장 높은 항균효과를 보였다. 전체적으로 오이의 항균성은 Staphylococcus aureus균에서 비교적 높은 것을 확인할 수 있었다. 오이 추출물의 tyrosinase 억제 활성은 장축청장과 신조은백다다기 품종에서 상대적으로 높은 활성을 보였으며, 다음으로 장형낙합 품종에서 비교적 높게 나타났지만, 늘푸른청장의 경우는 상대적으로 낮은 활성을 보였다. 또한 생육초기보다 수확기에 이르렀을 때 모든 품종에서 tyrosinase 억제 활성이 다소 높게 나타났다. 본 실험의 결과, 피부상재균 및 비듬균에 대한 오이의 항균성과 미백효능을 확인함으로서 향후 고부가가치 향장소재로서의 이용성을 더욱 증대시킬 수 있을 것으로 기대된다.
15.
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국내 유통되는 한약재를 이용한 신장질환의 예방 및 치료제 개발을 위한 기초 자료를 제시하고자 경동시장에서 구입한 63종의 한약재 추출물을 이용하여 항산화 활성 및 사구체혈관간 세포의 증식억제능 탐색 활성을 확인하였다. 그 결과 강진향, 고련피, 대풍자, 목향이 RMC 세포의 증식을 50% 이상 억제하는 것으로 나타났고, ORAC와 DPPH assay를 통한 항산화 활성을 확인한 결과 백단향, 백렴이 가장 우수한 ORAC 활성 효능을 보였으며, DPPH 라디칼 소거활성에서는 계혈등, 귀전우, 대풍자, 반대해, 백단향, 백렴이 우수한 효능을 나타냈다. 이 중 대풍자 추출물과 목향 추출물은 항산화 활성과 사구체혈관간세포 증식억제능 모두 뛰어난 효능을 나타냈으나, 목향이 함유하고 있는 aristolochic acid는 임상적으로 신장에 독성을 일으켜 신장질환 치료제에서 제외되는 한약재로 알려져 있다. 따라서, 가장 뛰어난 효능을 보인 대풍자 추출물은 신장질환 치료 및 예방을 위한 한약재 후보물질로서 분획별 항산화 활성과 유효성분 규명의 연구가 요구된다.
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본 연구는 복분자 미숙과 추출물과 황기 뿌리 추출물로 이루어진 혼합물의 다양한 혼합비율을 이용하여 조골세포의 증식과 활성변화를 확인하고, ALP 활성 및 osteocalcin의 분리량 측정을 통하여 복분자 추출물과 황기추출물의 최적혼합비율을 결정한 것이다. 구체적으로는 각 혼합비율(복분자:황기=1:9, 2:8, 3:7, 4:6, 5:5, 6:4, 7:3, 8:2, 9:1)에 따른 혼합물을 MG-63 조골세포에 처리하여 세포의 증식과, 분화마커 ALP의 활성 및 osteocalcin 분비량을 측정함으로써 골다공증 치료에 유용한 복분자 추출물과 황기추출물의 혼합비율을 7:3으로 최적화하였다. 혼합비율 0:0에서 조골세포증식이, 혼합비율 72:28이 세포 내 ALP 활성 증가를, 68:32이 세포 내 osteocalcin의 분비가 가장 높게 나타났다. 이러한 결과는 7:3의 혼합물이 항골다공증 효과에 우수한 결과가 있을 가능성을 나타내며, 특히 조골세포의 활성화 촉진으로 인해 골파괴 진행을 억제하는 효과, 즉 병의 진행을 지연시키는 작용기전이 아니라 골을 다시 형성해줄 수 있는 긍정적 효능에 대한 가능성을 제공한다. 이에 본 연구결과를 바탕으로 본 연구결과에 의해서 제공되는 최적혼합비율의 혼합물에 대한 골다공증 예방 및 치료에 대한 임상실험과 그 작용기전에 대한 연구가 더욱 진행되어야 할 것으로 보인다.