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한국자원식물학회지 KCI 등재 Korean journal of plant resources

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권호

Vol.33 No.5 (2020년 10월) 11

Original Research Article

1.
2020.10 서비스 종료(열람 제한)
토천궁(L. chuanxiong Hort.)은 산형과(Umbelliferae) 기름 당귀속(Ligusticum)에 속하는 다년생 식물로, 뿌리를 이용하는 효능 및 약리작용으로 인하여 약용 목적으로 재배된다. 입지환경과 생육 특성 및 지표성분과의 상관관계를 파악한다면 보다 명확한 토천궁의 임간 재배환경 조건을 확립할 수 있을 것이며, 사회・경제적으로 관심이 증가하고 있는 고품질의 단기소득임 산물 생산을 위한 기초자료를 확보할 수 있을 것으로 사료된다. 따라서 본 연구의 목적은 기후변화에 대응하여 토천궁의 기후 대별 입지환경과 생육 특성 및 성분 함량과의 상관관계를 구명하여 최적의 재배환경에 대한 정보를 제공하는데 있다. 기후대 별 입지환경 차이에 따른 토천궁의 특성을 비교하기 위해 온대 남부의 경상남도 함양군 삼봉산, 온대중부의 경상북도 봉화군 미림산, 온대북부의 강원도 정선군 가리왕산에 각 시험지를 선정하였고, 토천궁을 이식해 생육 특성, 토양 이화학성 분석, 기후 측정, 지표성분 분석을 실시하였다. 그 결과, 정선의 토천궁 생중량 및 건중량이 49.08 g 및 20.89 g으로 가장 높았으며, 근장 및 근직경도 각각 22.79 ㎝ 및 52.46 ㎜로 함양과 봉화보다 높았다. 유효성분 함량은 정선에서 senkynolid A, z-ligustilide, chlorogenic acid, trans-ferulic acid 총 함량이 21.59 ㎎/g으로 높게 나타났다. 토천궁의 수량과 성분특성은 생육 환경에 영향을 받으며, 해발고가 높고 기온이 낮으며 토양 수분함량이 적은 지역에서 재배하는 것이 유효성분 함량과 생산량 증가에 유리하다고 사료된다. 본 연구는 환경조건과 생육 특성 및 지표성분 함량과의 상관관계에 대한 자료로써 산림 내 재배환경의 확 립 및 연구의 기초가 될 것으로 판단된다.
2.
2020.10 서비스 종료(열람 제한)
본 연구에서 상동나무 가지 추출물(STB-E100)은 대장암 세포에서 세포사멸을 유도하여 세포생육을 억제하였다. 또한 Iκ B-α 인산화를 통한 IκB-α 단백질 분해를 유도하며 이로 인해 P65 핵내 전이를 유도하여 NF-κB 신호전달을 활성화시킨다. NF-κB 신호전달 활성화는 GSK3β 활성화를 통해 P65 핵내 전 이를 유도에 의한 것이지만 IκB-α분해는 GSK3β 의존성이 아니다. 상동나무 가지 추출물은 이러한 신호전달 활성화를 통해 세포사멸을 유도하여 대장암의 세포생육을 억제한다. 본 결과를 바탕으로 상동나무 가지가 암 예방 및 치료를 목적으로한 표적 요법에서 항암제 개발의 잠재적 활용 소재로서 이용 가능하다고 사료된다. 그러나 대장암 세포에서 상동나무 가지 추출물에 의해 유도된 NF-κB 신호전달 작용기전을 좀 더 구체적으로 구명할 필요가 있고 대장암에 대한 세포사멸과 작용기전의 정확한 관련성을 조사하기 위해 추가적인 연구가 필요하다.
3.
2020.10 서비스 종료(열람 제한)
구기자 잎을 이용한 특허제품 개발 및 기능성 식품소재에 관한 연구는 다수 진행되고 있으나 구기자 잎을 규격화 표준화하여 대량으로 공급할 수 있는 생산체계는 확립되어 있지 않다. 이에 구기자 육성품종 중에서 잎 생산에 알맞은 품종을 선발하고 가공용 잎을 대량으로 생산할 수 있는 예취시기를 확립코자 하였다. 구기자 11품종 중 잎 생산에 적합한 품종은 ‘명안’이었고, 다른 품종에 비하여 잎이 크고 분얼과 재생력이 왕성하였을 뿐만 아니라 잎 건물수량도 높았다. ‘명안’ 품종에서 구기자 잎 생산에 적합한 예취시기는 초장이 약 60 ~ 70 cm 자랐을 시기였고, 잎 수량은 5월 16일 수확 시 평균 106 ㎏/10a, 6월 20일 수확 시 평균 287 ㎏/10a로서 수확시기가 늦어질수록 직선적으로 증가되었다. 구기자의 지표성분인 베타인 함량을 1.43 ~ 2.63% 범위였고, 품종과 예취시기에 따라 함량이 다른데 생육이 진전 될수록 증가되는 경향이었다. 구기자나무 잎의 주요 생리기능성을 조사한 결과 항고혈압성을 나타내는 ACE 저해활성이 평균 84.4 ~ 90.8%로 높은 편이었고, 나머지 생리기능성은 20% 이하로 낮거나 검출되지 않았다.
4.
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본 연구에서는 쓴메밀 74개 유전자원의 종자 표현형 및 화학 형과 관련된 8개 주요형질을 평가하였으며, 그 결과를 바탕으로 주성분분석 및 군집분석을 수행하였다. 또한 rutin 고함유 자원 등 기능성 쓴메밀 육성재료로 활용가능한 유망 유전자원을 선발하였다. 쓴메밀 유전자원의 종자크기는 일반메밀보다 작은 평균 5.2 × 3.4 ㎜였으며, 종피색은 흑갈색이 45.9%로 가장 많았다. 종자모양은 달갈형과 타원형이 주를 이루었다. 쓴메밀 종자의 유용성분 평균 함량은 rutin이 1,393 ㎎/100 g DW였다. Flavonoid 함량 범위는 253-2,669 ㎎/100 g이었으며, polyphenol 함량 범위는 209-1,823 ㎎/100 g 으로 나타냈다. 쓴메밀 유전자원의 주성분 분석 결과, 제3주성분까지 적용하였을 때 전체 분산의 68.55%를 설명할 수 있었다. 제1주성분에는 rutin, flavonoid 및 polyphenol, 제2주성분에서는 종자길이, 제3주성분에서는 종자폭의 비중이 큰 것으로 나타났다. 이를 바탕으로 5개의 군집으로 구분할 수 있었으며, 유전자원을 구분하는 가장 중요한 형질로는 rutin, flavonoid 및 polyphenol이었다. 쓴메밀 유전 자원 중 5개 자원(HLB1004, HLB1005, HLB1007, HLB1009, HLB1013)이 높은 rutin 함량을 보였으며, 이러한 유용자원들은 향후 기능성 육종소재 개발에 효과적으로 활용가능할 것으로 기대된다.
5.
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본 연구 결과들을 바탕으로 도깨비부채 잎(RPL)은 GSK3β 활 성화를 통해 IκB-α를 인산화시켜 단백질 분해를 유도하고 Iκ B-α 분해로 인해 p65 핵내 전이를 유도하여 NF-κB 신호전달을 활성화?시킨다. 이러한 NF-κB 신호전달 활성화를 통해 대장암 의 세포생육을 억제하는 것으로 추정된다. 본 결과는 도깨비부채 잎을 소재로 항암을 목적으로 한 천연치료제 및 대체보완소재 개발에 활용할 수 있다고 판단된다. 그러나 도깨비부채 잎의 대장암에 대한 세포생육 억제와 작용기전의 정확한 관련성과 세포생육 억제활성 물질 분석을 위해 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.
6.
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고혈압은 성인의 수축기 혈압이 140 ㎜Hg 이상이거나 이완 기 혈압이 90 ㎜Hg 이상일 때를 의미하며 고혈압은 뇌졸중, 신 부전 및 관상동맥질환 등 인체 전반에 걸쳐 다양한 합병증을 일으키며 고혈압 유병자의 생명과 건강을 직접적으로 위협한다 (Kim and Kim, 2018). 그러나 고혈압 유병자들은 증상이 거의 나타나지 않으므로 혈압을 측정하기 전까지는 진단되지 않는다. 진득찰 즉 한방에서 희렴은 고혈압을 치료하는 처방 제제로 주로 사용됐기에 이에 착안하여 털진득찰을 이용하여 엔도델린 (Endothelin)로 강제 수축 시킨 토끼 기저동맥의 이완 효과를 평가하였다. 본 연구에서는 털진득찰(Sigesbeckia pubescens) 의 전초를 이용하여 키레놀 화합물을 분리 후 혈관 이완 효과를 평가하였다. 인체 내 가장 강력한 혈관수축 물질로 알려진 엔도 델린은 혈관 평활근 세포막에 존재하는 엔도델린 수용체 아형 A (ETAR)와 혈관 내피세포막에 존재하는 수용체 아형 B2 (ETB2R)에 작용하여 혈관의 긴장도를 높이고, ETB1R에 작용하 여 긴장도를 낮추는 조절자 임무를 수행한다(Lucchelli et al., 1999). 일반적으로 엔도델린 펩타이드의 경우 염증, 당뇨, 및 심혈관계 질환에서 혈중 농도가 증가하며, 엔도델린 체계의 비정 상적 항진은 만성신부전 및 사구체 경화증과 같은 신질환, 특발 성 폐섬유화증 및 만성폐쇄성 폐질환 등의 호흡기계 질환, 대사 질환의 중요한 관심거리가 되는 당뇨병성 신경병증 및 망막증, 수족괴사 등의 질환과 전립선 및 대장 등의 암질환 등을 초래한다(Lavoie et al., 1997; Pancrazio et al., 1998). 본 연구에서 엔도델린 유도 뇌 기저동맥의 수축을 억제하는 키레놀의 농도 (EC50)를 관찰한 결과 10 ㎍/mL의 농도에서 48% 이상의 유효한 혈관 이완 효능이 관찰되었다. 따라서 키레놀을 이용하여 엔도 델린 활성조절 신소재로의 구조적·기능적 도출 연구가 추가로 진행된다면 건강 기능성 식품 소재 또는 의약학 소재로의 개발이 가시화될 수 있을 것으로 사료된다.
7.
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한반도 미기록식물인 얼치기대가래(Potamogeton × anguillanus Koidz.)를 강원도 영월군 남면 연당리 연당천에서 발견하였다. 얼치기대가래는 대가래(P. wrightii Morong)와 넓은잎말 (P. perfoliatus L.)의 자연교잡종이다. 대가래에 비해 잎자루가 짧고, 넓은잎말에 비해 잎이 좁고 길며, 밑부분이 줄기를 완전히 감싸지 않는 특징으로 구별된다. 본 미기록식물의 국명은 교잡종임을 고려하여 얼치기대가래로 신칭하였다. 주요 형질에 대한 기재와 화상자료 및 검색표를 제시하였다.
8.
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본 연구는 지리산국립공원 전체를 대상으로 표본지 매목조 사를 통한 식생군락구조를 파악하고자 하였으며, 지리산국립 공원 산림생태계 보전・관리 계획 수립을 위한 최신 자료를 제공 하는 목적으로 수행되었다. 종수-면적 곡선을 작성한 결과, 총 40개의 조사구(총 면적 16,000 ㎡)가 지리산국립공원의 출현 종 및 식생현황을 파악하는데 적절한 면적 및 개수였던 것으로 판단된다. TWINSPAN Classification 결과 4개의 군락으로 분류 되었다. Ⅰ군락은 들메-당단풍나무군락(Fraxinus mandshurica - Acer pseudosieboldianum Community), Ⅱ군락은 졸참-굴참 나무군락(Quercus serrata - Quercus variabilis Community), Ⅲ군락은 신갈나무군락(Quercus mongolica Community), Ⅳ 군락은 소나무군락(Pinus densiflora Community)으로 분류되 었다. Ⅰ군락은 들메나무군락으로 교목층에 들메나무가 우점 하고 있으며, 층층나무와 신갈나무가 경쟁하며 세력을 유지하고 있다. Ⅱ군락은 졸참-굴참나무군락으로 교목층에 굴참나무와 졸참나무가 경쟁하며 우점하고 있으며, 아교목층에서 쪽동 백나무와 때죽나무가 경쟁하며 우점하고 있다. Ⅲ군락은 신갈 나무군락으로 신갈나무가 교목층에서 67%, 아교목층에서 27% 로 높은 우점도를 보이며, 당단풍나무가 아교목층에서 신갈나무와 경쟁하고 있다. Ⅳ군락은 소나무군락으로 교목층에서 소나무가 74%의 높은 우점도를 보이고 있다. 아교목층은 신갈나무가 우점하고 있으며, 개서어나무와 쇠물푸레가 경쟁하며 동반발달하고 있다.
9.
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본 연구는 대덕산・금대봉 생태계보전지역 내 분포하는 관속 식물상을 파악하여 식물분포를 밝히고, 향후 대덕산-금대봉 생태계보전지역의 주요 식물에 대한 효율적인 관리와 보전을 위해 수행하였다. 2017년 4월부터 2019년 10월까지 총 14회에 걸쳐 현지조사를 실시하였다. 대덕산-금대봉 생태계보전지역에 자생하는 관속식물상은 83과 245속 372종 4아종 45변종 8품종으로 총 428분류군이 조사되었다(Appendix 1). 이 중 한국특산 식물은 키버들, 참개별꽃, 진범, 갈퀴현호색 등 19분류군이며, 환경부지정 희귀 및 멸종위기 식물은 개병풍, 가시오갈피, 대성 쓴풀, 복주머니란으로 총 4분류군이 조사되었고, 산림청 지정 희귀식물은 19과 34속 34종 2변종 총 36분류군이 나타났다. 침입외래식물은 토끼풀, 달맞이꽃, 지느러미엉겅퀴 등 4과 8속 8종 총 8분류군으로 조사되었으며. 도시화지수(UI)는 2.5%, 귀화율(NI)은 1.9%로 나타났다. 본 조사지역의 양치식물은 7과 9속 7종 2변종으로 총 9분류군이 나타났고, 양치식물계수는 0.52로 나타났다. 대한약전 기준 약용자원식물은 16과 24속 24 종 2변종 1품종 27분류군이 확인되었다. 민속식물은 772과 175 속 216종 28변종 3품종 4아종 251분류군이 확인되었으며, 대덕산‧금대봉에서 출현한 428분류군 중 58.6%가 민속식물로 나타났다. 민속식물을 분류 별로 보면 가장 많은 213분류군이 식용 식물로 분류되었다. 약용식물은 161분류군이었으며, 향신용식물은 11분류군으로 나타났다. 환경부에서 멸종위기 식물로 지정된 대성쓴풀과 복주머니란 등의 희귀식물은 시급히 보호 및 보전에 필요한 대책을 마련해야 할 것으로 판단되며, 나도범의 귀는 북방계식물로 남한 내 자생지가 검룡소 1곳이 보고되고 있어 자생지보호의 필요성이 있을 것으로 판단된다.
10.
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본 연구는 경상북도 상주시를 흐르는 병성천, 북천, 외서천 의 수생 및 수변 식물상을 밝히고, 생활형을 파악하여 지역 자원 식물에 대한 정보를 제공하기 위해 수행되었다. 2019년 2월부터 10월까지 병성천, 북천, 외서천 등 3개 하천에서 실시하였고, 관속식물의 종조성은 78과 203속 300종 5아종 15변종 1품종 등 총 321분류군으로 조사되었다. 병성천은 46과 93속 124종 3아종 6변종 등 133분류군, 북천은 65과 155속 207종 4아종 12변종 등 223분류군, 외서천은 48과 104속 126종 2아종 4변종 등 132 분류군 등으로 확인되었다. 수생 및 수변식물은 138분류군으로 그중 수생식물은 20분류군으로 확인되었고, 수변식물은 118분 류군으로 확인되었다. 생활 형태별로 3개 하천에서 출현한 정수 식물은 13분류군, 부엽식물은 1분류군, 침수식물은 6분류군이 확인되었다. 생육 형태별로 분류하면 1년생이 43분류군, 2년생이 24분류군, 다년생이 71분류군으로 확인되었다. 특산식물은 5분류군이 확인되었고, 국가적색목록 대상 종은 3분류군이다. 식물구계학적 특정식물은 15분류군이 학인되었고 3급 이상은 5분류군이다. 국외반출승인종은 31분류군이 확인되었고, 귀화 식물은 52분류군이 확인되었으며, 그중 생태계 교란종은 4분류 군이 포함되었다. 귀화율은 16.1%, 도시화지수는 16.2%로 나타났다. 식물유용성에서는 213분류군 (66%), 약용 244분류군 (76%), 향료용 10분류군 (3%), 산업용 136분류군 (42%), 관상용 137분류군 (43%), 복원용 117분류군 (36%), 사료/퇴비용 155분류군 (48%), 용도 미상 24분류군 (7%)으로 확인되었다.

Review

11.
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콩은 전세계적으로 재배되는 중요한 작물 중에 하나로 최근, 표준유전체 해독과 함께 유전적, 표현형적으로 다양성을 가진 한국핵심집단이 구축됨에 따라 유전체 기반 분자 육종 연구, 유전자 교정 기술을 활용한 새로운 육종 소재 개발 연구가 가속화 될 것으로 예상된다. 유전체 정보 기반 작물의 분자 육종 및 생명공학 연구를 통한 성공적인 작물의 개량을 위해서는 식물의 효율적인 조직배양 기술이 수반되어야 할 것이다. 그러나 반수체 생산, 원형질체 배양 및 형질전환 기술과 같은 콩의 조직배양 효율은 아직까지 높지 않고 일부 계통에 한정되어 이루어지고 있다. 본 논문에서는 콩의 분자육종 및 생명공학 기술의 적용을 위하여 다양한 콩 조직배양 기술에 관한 연구 동향을 분석하고 조직배양 효율에 영향을 미치는 요인들에 대한 정보를 제공하고자 하였다.