오래전부터 산업곤충으로서 이용되어온 누에는 최근 바이오 신소재 생산을 위한 생체공장으로써 주목받고 있다. 소재생산을 위해서는 주 로 형질전환 기술을 이용하게 되며, 이는 배아가 있는 알 속으로 목적 유전자를 삽입하는 마이크로인젝션(microinjection) 방식으로 이루어진다. 마이크로인젝션을 위해서는 알을 고정하는 과정이 필수적이며 시간 소모 및 피로도가 높은 작업이다. 따라서 본 연구에서는 시간 소모 및 피로도 개선을 통하여 형질전환 효율을 높이고자 3D 프린팅을 이용하여 알의 정렬 및 고정에 도움을 줄 수 있는 알 배열판(egg liner) 및 접착제 줄눈판 (glue drawer)을 3DCADian 프로그램을 이용하여 모델링하고, Fusion 360를 이용하여 3차원 도면을 제작 후 프린팅하여 제작하였다. 제작된 두 도구를 이용하여 슬라이드 글라스에 알을 고정하고, 소요된 시간을 분석한 결과 도구를 사용하지 않았을 때에 비하여 2가지 도구를 이용했을 때 작업시간이 약18.6% 감소하였으며, 연구자의 작업 편의성을 향상시키고 마이크로인젝션을 위한 현미경 및 로봇 팔(manipulator) 조작을 유 리하게 하였다. 따라서 알의 배열 수 또는 조작 편의성을 개선할 수 있는 추가적인 연구 및 개량이 이루어진다면, 알 배열판 및 접착제 줄눈판이 누 에 형질전환 효율성 개선 및 다른 산업 곤충의 형질전환 연구에도 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

Rutin은 GABA(γ-aminobutyric acid)와 더불어 콜레스테롤 저하, 혈당상승 억 제, 고혈압 치료, 동맥경화 및 중풍 예방 등 다양한 기능성을 나타내는 생리활성물 질로서 인식되고 있다. 기능성 및 천연색소 자원으로서 유망시 되고 있는 오디를 뽕 나무 계통별로 수확하여 rutin 분석을 실시하고 계통간 특성을 살펴봄으로써 품종 육종 효율을 높임은 물론 오디의 기능성 및 이용성을 증대시키고자 하였다. 그 결과 를 요약하면 다음과 같다. 1. 공시계통의 평균함량은 0.14 ± 0.050％ DW이었으며, ‘사방소’는 0.29％ DW로 가장 높은 함량을 나타낸 반면, ‘심설’은 가장 낮은 함량인 0.05％ DW를 나타냈다. 2. 생육시기에 따른 rutin 함량의 경시적(經時的)인 변화를 살펴본 결과, ‘암뢰상’, ‘청노상’, ‘강선’, ‘만생백피노상’ 및 ‘사방소’ 5계통 모두 수확시기가 이른 것의 오디에서 함량이 높았다. 3. Rutin 고함유 계통에 대한 오디로서의 이용가능성을 검토하기 위해 ‘사방소’, ‘휘카스’, ‘강선’, ‘중호상’, ‘만생백피노상’ 및 ‘팔청시평’ 6계통의 과실적 특성을 조사한 결과, ‘휘카스’, ‘강선’ 및 ‘팔청시평’ 3계통은 수량, 과중, 당도 등 과실적 특성도 양호한 성적을 나타냈으므로 금후 오디생산과 기능성을 동시에 고려한 품종선택시 활용할 가치가 있는 우수계통으로 선발하였다. 4. 건조방법 및 저장방법이 식물체의 rutin 함량에 영향을 미치므로 오디 건조 및 저장시 지나친 고온과 저온을 피해야 하며, 식품으로 가공시에도 이 점에 주의하여 생리활성물질인 rutin의 섭취량을 늘리도록 하여야 할 것이다.

뽕 품종의 육종 효율을 높이는 동시에 뽕잎의 기능성 및 이용성을 증대시키기 위해 품종별 채취시기별로 뽕잎을 채취하여 기능성물질인 레스베라트롤 함량을 분석하였다. 그 결과, 오디에 비해 상당히 낮은 함량을 나타냈으나 레스베라트롤의 주요 공급원으로 알려진 포도 품종과 비교했을 때에는 추기의 뽕잎은 오히려 평균 함량이 4배 높았다. 채취시기별 뽕잎의 평균 레스베라트롤 함량에 있어서는 추기의 뽕잎이 춘기보다 함량이 높았으며, 춘기의 뽕잎은 어린잎보다 성숙잎의 레스베라트롤 함량이 높았다. 즉 춘기 5개엽기 어린잎의 평균 레스베라트롤 함량은 102ug/100g 이었으며 뽕잎의 성숙시기가 경과함에 따라 165, 209, 359ug/100g 으로 증가하였다. 하벌 후 새로 자란 뽕잎을 8윌 중순에 채취한 것은 466ug/100g 이었으며, 10월 중순의 뽕잎은 483ug/100g 이었다. 특히 10월 중순에 채취한 뽕잎은 엽질이 매우 거칠기 때문에 직접 식용으로의 이용 가능성은 매우 적으나 '개량뽕', '수계뽕' 및 '청일뽕' 품종의 경우 뽕잎의 레스베라트롤 함량이 각각 838ug/100g , 803ug/100g , 800ug/100g 으로 매우 높으므로 기능성 화장품 등에 첨가하여 사용하기 위한 레스베라트롤 추출물 등을 위한 시료로서 이용한다면 그 활용 가능성은 매우 클 것으로 판단하였다. 또한 '신일뽕', '수성뽕' 및 '상일뽕'의 레스베라트롤 함량도 각각 794ug/100g , 606ug/100g , 583ug/100g 으로 높았다. '청일뽕' 품종의 뽕잎에 대한 수확 후 관리방법에 따른 레스베라트롤의 함량을 분석한 결과 뽕잎 채취 후 -70℃ 에서 냉동, 동결건조하는 방법보다는 수세 후 바로 실온에서 음건하는 경우 뽕잎의 레스베라트롤 함량이 높았다.

뽕나무 오디함유 천연색소 C3G의 식용색소화 및 안정생산을 위한 최적 전처리 조건은 0.1 % citric acid-70% EtOH로서 오디로부터 제조한 순수 오디색소 분말의 수율은 8%이었다. 실제 농가에서 오디 색소 추출시 추출 시간 및 제조 비용을 대폭 절감할 수 있는 추출 방법을 개발하였다. 오디색소 추출시 품종의 선택이 중요하므로 C3G 함량이 높은 품종을 선택하도록 해야 할 것이다. 오디 색소 분말은 알코올, 물 및 밀가루 등 식품 재료나 가공방법에 상관없이 적색소의 특성이 유지되므로 다양한 식품에 적용하여 고부가가치를 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.