본 연구는 국내에서 소비되는 약용작물 중 경제적 가치가 높은 백출의 조직배양체계 확립을 위해 수행되었다. 공시재료로는 중국백출(A. macrocephala)과 한국자생백출(A. japonica)의 교잡종인 '다출' 품종의 뿌리와 액아를 이용하였다. 뿌리배양을 위해 BAP, 2-iP, IBA, NAA를 혼용 처리한 결과, 캘러스 유도율은 BAP 처리군에서 다소 높았으나, 캘러스 증식 및 뿌리의 유도에는 2-iP 처리가 효과적이었다. 뿌리조직은 낮은 싸이토키닌의 농도와 높은 옥신의 농도에서 캘러스 유도 및 증식이 원활하였으나 식물체 재분화에는 적합하지 않았다. 백출의 액아배양 시 BAP와 NAA의 혼용처리가 2-iP와 NAA 혹은 IBA 처리보다 재분화식물체 생산에 효과적이었다. 1.0 mg/L BAP와 1.0 mg/L NAA 조건에서 액아 당 신초 출현 수가 3.8개로 가장 많았고, 경직경이 5.0 mm 이상으로 양호하였다. 그러나 BAP를 2-iP로 대치하는 경우 재분화 식물체의 초장은 큰 경향을 보이나 액아 당 재분화 식물체의 수가 적은 것으로 조사되었다. 또한 Sucrose 농도를 70 g/L로 하는 경우 액아로부터 재분화한 식물체의 뿌리 비대에 효과적이었다. 본 실험 결과, 백출의 기내 대량증식을 위한 조직으로는 뿌리보다 액아조직이 효율적이며, 식물의 재분화에는 1.0 mg/L BAP와 1.0 mg/L NAA 적합하고, 고농도의 sucrose가 뿌리 비대에 유용한 것으로 사료된다.

For the investigation of possibility as a useful functional material, different parts of Lythrum salicaria L. harvested at four growth stages were studied in the aspect of bleeding characteristics, chemical composition and in vitro activity. Weights (g/plant) of L. salicaria plant parts were high in order to stem 〉 leaf 〉 flower 〉 root at the best growth time. Crude lipids (3.59~4.30%) and crude proteins (14.7~23.5%) of L. salicaria leaves were the highest among the other plant parts showed from 0.08~3.54%, and 4.0~21.9%, respectively. Free sugars (2.9~4.2%) and crude ash (11.9~14.8) of leaves also showed the highest value. Free radical scavenging activities of L. salicaria root on 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl showed from 43.5 μg/ml to 47.6 μg/ml as IC50 which were followed by those of flower, leaf, and stem. Root of L. salicaria tested at 100 μg/ml also showed the most efficient inhibitory effect on lipopolysaccharide (LPS)-induced nitric oxide (NO) production in murine macrophage RAW264.7 cells. Cell viability of the plant parts tested by 3-(4,5-dimethylthiazolyl-2)-2,5-diphenyl tetrazoliumbromide (MTT) assay was high in order to flower, leaf, root, and stem. Total phenol content measured as tannic acid equivalent showed the highest value in flower. In conclusion, among the plant parts, especially leaf of L. salicaria, was rich in the chemical components, and showed efficient antioxidant/inhibitory activity on free radical and NO production, and was expected to be a functional material candidate.

한국산 쑥속 분류군의 계통분류학적 연구를 위해 Nuclear ribosome DNA의 ITS 염기서열 분석을 실시하였다. 정렬된 염기의 총 길이는 635~643 bp이며, ITS1과 ITS2 부위의 길이는 각각 251~255 bp와 217~222 bp로 나타났다. 염기서열 변이를 보이는 site는 95개로 확인되었다. 그 중 ITS1이 35개, ITS2가 26개로 총 72개의 site가 계통학적으로 유효한 것으로 나타남으로써 ITS1이 ITS2보다 종 분화의 변이가 다양하게 발생하는 것으로 확인되었다. ITS 염기서열을 기초한 계통학적 분석은 쑥속 내에 5개의 Clade를 형성하였다. 그 결과 자방이 퇴화된 분류군들(사철쑥, 제비쑥, 섬쑥, 갯제비쑥)이 하나의 분계조(Clade 1)를 형성함으로써 아속 수준(Subgen. Dracunculus)으로 취급되는 결과를 뒷받침 하였다. 애기비쑥과 큰비쑥은 거의 동일한 유전적 정보를 보였으며(Boostrap 99%), 한국산 참쑥의 학명은 재고 되어야할 것으로 사료된다. 또한, 강화약쑥(A. sp.)은 황해쑥과 매우 가까운 상동성을 보였다(Boostrap 89%). 따라서, 형태적 형질의 변이가 다소 연속적인 쑥속은 DNA 염기서열에 기초한 분자계통학적 연구가 유용한 방법으로 판단되며, 본 ITS 연구결과는 한국산 쑥속의 계통분류를 이해하는데 유용한 형질로 기여할 것으로 기대된다.

This study was carried out to obtain the information on the antioxidant activity of Phyllanthus. We compared and analyzed three indigenous collections of Phyllanthus: species from Korea, Brazil and Paraguay. Total phenolic acid contents were 1.93±0.015 mg/mL in KCS (Korean Collection Species), 1.65±0.003 mg/mL in PCS (Paraguay Collection Species) and 1.49±0.003 mg/mL in BCS(Brazil Collection Species). In both DPPH radical scavenging activities and SOD-liked activities, KCS was the highest (67.25±0.03%, 78.38±1.17%). KCS were also the highest in hydroxyl radical scavenging activities (95.80±0.17%). It turned out that there was no meaningful difference between BCS (81.64±0.23%) and PCS (81.54±0.04%). As for hydrogen radical scavenging activities, there was no statistically meaningful difference between KCS (36.44±0.24%) and BCS (36.31±0.33%) and it was the lowest in PCS (33.72±0.15%). Our results showed that KCS excelled the others not only in antioxidant activity but also in other beneficial effects. This encouraging results may be potentially useful in developing Phyllanthus urinaria L. variety which contains lots of functional elements such as total phenolic acid.

This study describes an efficient approach to the development of DNA markers for use in distinguishing the Scrophularia species that have been used as useful medicinal crops. In order to distinguish Scrophularia species, DNA sequences of rpl-5 region in mitochondrial DNA of Scrophularia species were analysed for detecting sequence variations, and the PCR-RFLP method was applied for developing practicable DNA marker patterns. Several DNA variations were detected by the sequence comparison of rpl-5 region among Scrophularia species. Genetic relationship analysis of Scrophularia species was carried out based on these DNA variations. DNA variations of rpl-5 region were revealed that it was significantly efficient in genetic relationship analysis of Scrophularia species. In addition, Scrophularia species tested in this study were completely discriminated by four polymorphic genotypes by PCR-RFLP combined with Tsp509 I (^AATT) restriction enzyme. Our results suggested that DNA sequence variations of rpl-5 region were sufficiently useful for genetic relationship analysis of Scrophularia species. Polymorphic genotypes by PCR-RFLP using the Tsp509 I enzyme will be useful for discrimination of Scrophularia species as a practicable DNA markers.

In order to development medicinal Artemisia herbs of high quality, Korean A. annua L. were investigated with its ecological and morphological characteristics, and basic statistical data of agronomic characteristics. This species, which is annual herb, is mainly distributed to marginal land, riverside, roadside, grassland. Ecological niche is low species in competition of the others. Its pollination is basically anemogamous, but is frequency pollinated by insects. This species is characterized as tap root, 1~3 pinnate compound leaf of ovate or narrowly ovate, stem is green, erect and solitary. Inflorescence is paniculate, receptacle is not hair. Capitulum, consist of ray floret and disk floret, is subglobose shape. Additionally, this species could be easily discriminated from related Artemisia herbs by the capitulum size. Ray floret is female, disk floret is bisexual. Flowering season is from August to October. Seed is achene unattached hair. Stem length ranged from 179 cm to 225 cm, and stem diameter and number of branch were 17.14 ± 1.68 mm, 2.43 ± 0.51 mm, respectively. Length and width of leaf were 14.5 ± 0.5 cm, 15.0 ± 1.0 cm, and leaf number of main stem were 48.06 ± 10.57 cm, respectively. Fresh weight of aerial parts and root were 364.7 ± 14.1 g, 32.6 ± 5.1 g, and its dry weight were 136.6 ± 10.0 g, 14.9 ± 2.34 g, respectively.

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.

Several parts of Lythrum salicaria were used for this study. Scavenging activities on radicals, inhibitory activity on linoleic acid peroxidation and total phenol contents of extracts from root, flower, and aerial part were evaluated. Flower and root selected from in vitro assay were subjected to in vivo assay on CCL4-induced liver injury rat model for two weeks. Carbon tetrachloride intoxication on rats produced large amounts of hepatic lipid peroxidation product, thiobarbituric acid reactive substance (TBARS) compared with normal rats. Treatment with root extract of L. salicaria (LSR) showed effective inhibitory activity on lipid peroxidation product. Administration with LSR extract significantly alleviated CCL4-induced increase in GPT activity which were more effective than silymarin. The results of this study suggest that root and flower of L. salicaria have antioxidant and liver protecting activities, and root part is the most effective candidate to develop a new functional material.

황기는 한국의 중요 약용작물로 한약재 및 식품의 용도로 이용되고 있으며. 재배시 가장 중요한 조건은 병해 및 각종 재해 등에 대한 안정성의 확보이다. 본 연구에서는 황기의 돌연변이 육종체계 확립 및 유용변이체를 육성하기 위한 목적으로, Y-선 처리에 의한 발아, 출현 및 생존율 등에 대한 감수성을 구명하여 각종 병해 및 재해에 안정성을 지닌 돌연변이체를 육성하기 위한 기초자료를 얻고자 하였다. 시험재료로는 포천 재래종을 이용하였고 파종 후 4일째부터의 발아율은 무처리에 비하여 고선량 (300 Gy 이상)에서 유의하게 낮아지는 것으로 나타났으며, 감마선량별 생존율은 무처리 대비 100 Gy 32%, 200Gy 43%, 300 Gy 63%, 400 Gy 이상에서는 72~89%로 현저히 감소하였다. 감마선에 민감한 형질은 초장과 분지수였고, 둔감한 형질은 엽폭, 엽장, 엽수의 순으로 나타났으며, 초장, 분지수 및 생존율을 대상으로 한 황기의 생육 및 생존 반감 (LD50)에 해당하는 선량은 200~300 Gy로 나타났다. 종합적으로 감마선 처리구의 발아, 생존율 및 생육차이를 감안해 보았을 때 황기 돌연변이 유기를 위한 적정 감마선량은 200~300 Gy로 판단되었다.

국내자생 쑥속의 식물을 약용작물 및 산업화에 활용하기 위한 기초자료를 얻고자 본 연구를 수행하였다. 그 결과, 수집된 쑥속 식물들은 사철쑥 (A. capillaris)을 포함한 20종 1아종 2변종 24분류군으로 분류 되었으며, 이를 바탕으로 25개의 화기형질을 이용하여 주성분 분석과 군집분석을 수행하였다. 주성분 분석결과 제1주성분은 전체 분산의 44.73%, 제2주성분은 16.86%, 제 3주성분은 8.88%, 제4주성분은 7.07%의 기여율을 보였으며, 상위 제4주성분까지의 누적 기여율이 77.56%였다. 군집분석 결과, 자방의 퇴화, 아관목, 두화의 크기 등의 주요형질에 의해 크게 3개의 군으로 구분되어졌으며, 화기구조의 식별형질로는 기발표된 Dracunculus, Abrotanum, Absinthium 3절과 완전히 일치하지는 않았으나 국내 자생쑥의 분류형질로 활용이 가능하였다.

“고강”은 고품질･내병･다수성 지황 개발을 목표로 지황1호 실생 집단에서 우량 개체를 선발, 증식을 거친 후 2001～’02년 생산력 검정시험을 실시하였다. 그 결과 고품질이면서 병해에 강하고수량성이높아수원7호로계통명을부여한후, 2003～’05년까지 3년간 지역적응시험을 실시한 결과 우수성이 인정되어 2005년 12월 직무육성 품종 심의회를 거쳐 “고강”으로 명명하였는바 그 주요특성을 요약하면 다음과 같다. 1. 고강의 초형은 지면에서 약간 솟아오르는 형태를 나타내며, 생육중기 완전 전개된 잎중 가장 어린잎들의 색깔은 안토시아닌 색소를 거의 띠지 않아 대비품종과 구별된다. 2. 고강은 지황1호에 비하여 잎이 크고 많으며, 뿌리가 굵고 길다. 3. 고강은 병에 대한 저항성도 비교적 강하여 생산의 안정성이 높은 품종이다. 4. 고강은 2003～’05년까지 3년간 실시한 지역적응시험결과 수원 등 3지역에서 모두 증수되는 것으로 나타났고, 3지역의 10a당 평균 수량은 1,186kg로 지황1호 대비 13% 증수하였다. 5. 고강은 지황의 주요성분인 catalpol과 엑스함량이 지황1호에 비하여 많은 고품질 품종이다.

토양수분함량이 묘삼의 생육특성 및 수량에 미치는 영향을 구명하기 위해 비가림 시설하우스에서 토양수분을 100~400mbar 수준으로 조절하여 시험한 결과는 다음과 같다. 1. 광합성량은 토양수분의 감소에 따라 차차 감소되었는데, 토양수분이 매우 적은 조건에서는 뚜렷이 감소되었다. 2. 광합성량은 25℃보다 30℃에서 뚜렷이 감소되었으며, 광포화점은 온도에 따라 차이를 보여 25℃에서는 약 600μmol/m2/s로 높았으나 30℃에서는 약 300μmol/m2/s로. 낮아졌다. 3. 증산량은 광량이 증가할수록 증가하고 토양수분이 감소할수록 감소되었는데, 토양수분이 많았던 처리에서는 온도에 관계없이 고광조건에서 증산량이 매우 많았으나 30℃의 고온과 400 mbar의 낮은 토양수분 조건에서는 상대적으로 큰 폭의 감소를 보였다. 4. 엽장, 엽폭, 엽록소함량 및 잎의 수분함량은 토양수분의 감소에 따라 차차 감소되었으며, 고온장해율은 토양수분이 감소될수록 뚜렷이 증가되었다. 5. 총근중, 주당근중 및 본포에 이식이 가능한 묘삼의 수량성은 토양수분의 감소에 따라 뚜렷이 감소되어 묘삼생산에 적합한 토양수분함량은 용수량의 63% (절대수분함량 18.9%) 수준이었다.

청색과 황색의 4중직 폴리에틸렌 차광망을 해가림 피복물로 사용하여 해가림 색상이 4년생 인삼의 생육 및 진세노사이드 함량에 미치는 영향을 구명하고자 시험한 결과는 다음과 같다. 1. 청색 차광망의 spectral irradiance는 498nm에서, 황색차광망은 606nm에서 최고를 보여 색상에 따라 광질은 뚜렷한 차이를 보였다. 2. 청색 차광망은 황색 차광망보다 투광량이 23% 더 많았으며,기온도 0.3 ˚C 더 높았고 여름철 투광량 증가로 인한 기온 상승으로 황색 차광망보다 지상부 생육이 억제되고 고온장해 발생이 심하였다. 3. 황색 차광망은 청색 차광망보다 엽록소 함량이 더 많고 경장 및 엽면적이 더 컸으며, 고온장해 발생율이 낮아 인삼수량은 48% 증가되었다. 4.동체부위의 총 진세노사이드 함량은 색상 간에 유의적인차이가 없었으나 지근 및 세근부위의 총 진세노사이드 함량은 청색 차광망이 황색 차광망보다 유의적인 증가를 보였다. 5. PD/PT비율은 지근부위에서만 청색 차광망이 황색 차광망보다 유의적으로 높았으며, Rb1/Rg1의 비율은 모든 부위에서 청색 차광망이 황색 차광망보다 높았으나 지근부위에서는 유의성이 없었다.

청도라지와 백도라지를 DNA 수준에서 구분하기 위하여, RAPD 분석을 바탕으로 SCAR primer (SPgR1, SPgR2)를 제작하여 이를 적용한 실험 결과는 다음과 같다. 총 24개의 임의 프라이머를 적용하여 6개의 청도라지와 백도라지 특이적인 프라이머를 선발하였고, 이들 프라이머를 이용하여 PCR을 수행한 결과 총 18개의 다형성을 나타내는 DNA fragment를 확보하였다. 확보된 DNA fragment 중 2개에 대한 염기서열 분석을 수행한 결과, 청도라지 특이적인 DNA 밴드는 887 bp의 염기서열로 구성되어 있었고 백도라지는 863 bp의 염기서열로 구성되어 있었다. 이들 염기서열을 바탕으로 두개의 SCAR primer를 제작하였고, 이중 백도라지 특이적인 SPgR2를 이용하여 PCR 한 결과, 청도라지에서는 약 500 bp 크기에서 두 개의 특이적인 밴드가 형성되었으며, 백도라지의 경우 한 개의 특이적인 밴드만 관찰되어 청도라지와 백도라지를 구분할 수 있었다. 결론적으로 본 실험을 통하여 개발된 SCAR 마커는 청도라지와 백도라지를 구분하기에 유용함을 확인하였다.

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.