Lettuce (Lactuca sativa L.) is one of the most important leafy vegetables in the world due to its health related benefits. Bitter sesquiterpene lactones (BSLs) are crucial secondary metabolites of lettuce which are useful in many physiological activities, and also has been used to relieve pain. This study was conducted to appraise the variability of phenotypic characteristics and the total content of BSLs in fifty lettuce germplasm. The germplasm collections exhibited wide variation in both qualitative and quantitative characters. The average plant weight was 333.3 g with a range from 60.0 to 700.0 g and the lactucin content was varied from 3.4 (IT265031) to 448.6 (IT300287) μg/g DW with an average concentration of 94.0 μg/g DW. Whereas lactucopicrin ranged from 6.8 (IT217859) to 2,714.9 (Superseonpung) μg/g DW with an average concentration of 805.8 μg/g DW. Total BSLs content was ranged from 19.6 (IT217859) to 2,821.9 (Superseonpung) μg/g DW with the average concentration of 899.8 μg/g DW. Significant (p≤0.05) differences in lactucin, lactucopicrin and total BSLs content were found among the germplasm collections. Leafy type lettuce germplasm collections originated from South Korea revealed the highest average total BSLs content (2,821.9 μg/g DW). Principal component analyses of lactucin and lactucopicrin generated based on leaf color and plant growth type yielded two principal components, PC1 and PC2, which accounted for 60.8 and 39.2 % of the total variance, respectively. Our study provides fundamental insights on phenotypic characteristics and the total content of lactucin and lactucopicrin of lettuce germplasm which may further help researchers and breeders to produce improved lettuce varieties.

Sesquiterpene lactones (SLs) are a group of over 500 compounds, characteristic of the Asteraceae. They are interesting from the chemical and chemotaxonomic point of view, and show antitumour, anti-leukaemic, anti-cardiovascular disease, reduction of inflammation, and anti-microbial activities. The SLs, free lactucin and lactucopicrin, content in 572 accessions of lettuce (Lactuca sp.) germplasm introduced from 30 countries were quantified using high-performance liquid chromatography. Variation range of free lactucin content exhibited trace ~ 235.3 μg from 1g of dried leaves and average was 41.2 ± 1.2 μg (Avr ± SE), variation range 55.0 ~ 3,041.0 μg and average 526.9 ± 17.5 μg in free lactucopicrin content, and variation range 66.3 ~ 3,188.5 μg and average 568.1 ± 18.1 μg in total free SLs content. Lactucopicrin occupied 92.7% of the total SLs content. Among the varietal types, crisphead type exhibited the highest average total free SLs content, next is leaf lettuce, and butterhead type lettuce exhibited the lowest that of content. German accessions exhibited the lowest average total free SLs content, Korean accessions exhibited the highest, and European origin accessions exhibited lower that of content. Red leaf color accessions having higher SLs content than that of green color. Seven accessions having more than 2,000 μg·g-1 dwt of total free SLs content and five accessions having less than 100 μg·g- 1dwt that of content. These accessions can be used as low SLs content cultivar breeding or high SLs content cultivar breeding sources as well as research materials for medical treatment such as, anti-tumour, anti-leukaemic, and antimicrobial activities, etc.

Background : Carotenoids are pigments that are found in plants, fruits, bacteria, and fungi. β -carotene and canthaxanthin are orange pigments among thousands of carotenoids that possess potent antioxidant activity. The objective of this study was to determine β-carotene and cantaxanthin in 55 Kimchi cabbage germplasm using liquid chromatography mass spectrometry (LC-MS) method. Method and Results : 55 Kimchi cabbage accessions were sown in plug trays in the end of August, 2016. All the tissue samples were freeze-dried for 1 week and ground into fine powder and stored at -20℃ until analysis. Crude carotenoids from freeze-dried materials (100 mg) were extracted using 1 ㎖ of 100% (v/v) hexane in 10 minutes by using sonication bath followed by centrifugation. The average β-carotene contents was 1.43 ㎎·㎏-1 and ranged from 0.76 (IT 120045) to 2.25 ㎎·㎏-1 (IT 100378). The average canthaxanthin content in the entire domain of sample was 0.59 ㎎·㎏-1 with a range between 0.36 (IT 32746) and 1.08 ㎎․㎏-1 (IT 100386). Canthaxanthin content was significantly positively correlated with β-carotene (r = 0.65**) and leaf length (r = 0.63**). However, canthaxanthin was negatively correlated with cotyledon color (r = -0.41**). Principal component analysis results of the first two components (PC1 and PC2) explained 44.53% of the point variability. Conclusion : The resources with the highest β-carotene and canthaxanthin content are IT 100378, 100386, 100391, and 110828. This study could be useful to select a potential sources of health beneficial carotenoids (β-carotene and canthaxanthin) in Kimchi cabbage germplasm in nutraceutical formulations and for further applications as a breeding material and other research activities.

국내 수집 보존 중인 재래종 차나무 유전자원 238 계통의 작물학적 특성 및 품질관련 성분을 조사하여 우리나라 재래 유전자원을 활용한 육종소재용 우수 모수 선발 및 고 기능성차 신제품 개발을 위한 기초 자료를 얻고자 수행된 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 국내 수집 차나무 유전자원 238 계통을 대상으로 작물학적 특성 중 맹아기의 조만성을 비교한 결과 조생종이 20%, 중생종이 43%, 만생종이 37%로 조사 되었으며, 엽 생장특성 중 엽폭은 19.8-75 mm의 범위를, 엽장 35.5-160 mm, 엽면적 660-8,400mm2 , 엽록소 함량(SPAD) 51.3-82.3로 비교적 변이의 폭이 넓게 조사되었다. 2. 국내 수집 보존 차나무 유전자원의 품질관련 성분검정을 수행한 결과 총질소의 함량 범위는 4.18-6.07%, 총 유리 아미노산의 함량 범위는 2.87-4.58%, 데아닌 1.64-2.66% 범위로 존재함을 확인하였다. 또한 카테킨 및 카페인 함량은 각각 11.54-15.07% 및 2.82-4.23% 범위로 존재하여 유전자원 간에 함량의 다양성이 존재함을 알 수 있다. 3. 국내 수집 재래 유전자원을 활용한 육종소재용 우수 모수 선발을 위하여 차나무 유전자원 238 계통을 대상으로 품질관련 성분 검정을 수행한 결과 총 유리 아미노산 함량이 4.2% 이상인 자원 4계통, 데아닌 함량이 2.5% 이상인 자원7계통, 카테킨 함량이 15%이상인 자원12계통, 카페인 함량이 2.75% 이하인 자원 12계통 등 총 35계통의 유망자원을 선발하였다.

검정콩 품질평가의 한 기준이 되는 안토시아닌의 함량평가를 위한 분석기술 개발의 일환으로 검정콩 종피 함유 안토시아닌의 최적의 추출용매 및 추출방법을 확립하고, 주요재배 검정콩 종피 함유 안토시아닌의 함량을 정량적으로 평가한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 검정콩 종피 함유 안토시아닌의 최적 추출용매를 검토한 결과 1% HCl - H2O 로부터 1% HCl - 80% MeOH용액까지 통계적 차이가 인정되지 않았으나, 산술적으로 1% HCl - 60% MeOH 용액으로 추출하였을 때 총 안토시아닌의 함량이 7.72 mg/g으로 가장 높은 양상을 나타내었으나, 추출용매에 메탄을 함량이 높아질수록 안토시아닌 피크의 분리도가 극히 불량한 결과를 나타내므로 종합적 견지에서 볼 때 1% HCl - 20% MeOH를 이용하여 안토시아닌을 추출하는 것이 가장 우수한 것으로 평가되었다. 2. 검정콩 종피 함유 안토시아닌의 최적 추출방법 및 추출시간을 검토한 결과 상온 12시간 추출이 가장 우수한 결과를 나타내었으며, 추출시간이 24시간 이상 지속될 경우 추출시간이 증대됨에 따라 안토시아닌의 함량이 소량 감소되는 양상을 확인할 수 있었다. 3. 국내외 주요 재배 검정콩 품종별 종피 함유 안토시아닌 색소의 함량을 비교한 결과 총 안토시아닌의 함량 범위는 1.58-10.62 mg/g으로 조사되었고, 조사된 품종 중 검정 올콩이 10.62 mg으로 가장 높은 양상을 나타내었으며, 가장 낮은 함량을 나타낸 흑청콩 대비 약 7배 높은 안토시아닌 함량을 나타내었다.

본 연구는 괴경 내부에 적색 및 보라색의 안토시아닌 색소를 함유한 유색감자의 추출물을 대상으로 S. typhimurium TA98과 TA100 균주의 돌연변이 유발여부를 확인하였고, 직접돌연변이원인 4-nitroquinoline-1-oxide(4-NQO)와 간접 돌연변이원인 bozo(a)pyrene(BaP)에 의해 유발될 수 있는 돌연변이에 대한 항돌연변이 활성과 6종의 인간 암세포주(전립선암세포주: LNCaP, 결장암 세포주: HCT-15와 SW-620, 위암 세포주: ACHN, 폐암 세포주: A549, 백혈병 세포주: MOLT-4F)를 대상으로 SRB 방법을 이용하여 항암활성을 비교하였다. 그 결과 유색감자 중 괴경 내부에 보라색의 안토시아닌을 다량 함유한 자영 품종이 다른 품종에 비해 높은 수준의 항돌연변이활성 및 항암활성을 나타내었으며, 특히 자영 품종의 추출물은 다른 세포주 보다 전립선암 세포주에 대한 항암활성이 특이적으로 우수한 양상을 확인하였다. 자영 품종의 추출물은 5ug/mL 이상의 농도에서 암세포의 증식을 억제할 뿐 아니라, 전립선암 세포주 LNCaP와 PC-3에 대해 세포사멸을 유발하는 결과를 Cell Death Detection ELISA와 TUNEL Assay로 확인하였고, 세포사멸과 연관된 유전자의 발현분석을 western blot으로 확인하였다. 이상의 결과에서 괴경 내부에 안토시아닌을 함유한 유색감자는 괴경 내부의 색상이 백색인 일반감자에 비해 강한 항돌연변이활성 및 항암활성을 나타내므로 유색감자는 기능성이 증대된 식용감자로서의 이용가치가 충분하며, 유색감자를 이용한 기능성식품 소재개발 및 의료산업의 신규소재화가 가능하리라 판단된다.

괴경 내부에 적색과 보라색 안토시아닌 색소가 풍부하게 함유되어 있고, 색상의 기호도 및 건강 기능성으로 인해 소비자로부터 기호도가 증대된 유색감자의 생리적 활성을 검토하기 위해 유색감자의 대조구로 괴경 내부가 백색인 수미 품종을 사용하고, 유색감자로서 괴경 내부가 적색인 대관 1-102호, 괴경 내부가 보라색인 자심품종과 대관 1-104호로 구분하여 항산화, 활성산소 소거능 및 항고혈압 활성을 비교, 검토한 결과는 아래와 같다. 1. 유색감자 추출물의 항산화 활성 검정결과 추출물의 농도가 10ug/mL 수준에서는 유색감자별 차이를 나타내지 않았으나, 50ug/mL 을 처리한 경우 시료 간 차이를 뚜렷하게 나타내었으며, 유색감자 중 괴경내부의 색상이 적색인 대관 1-102호가 34%의 높은 저해율을 나타내어 30%의 저해율을 나타낸 활성평가 대조구인 α-tocopherol 보다 높은 항산화 활성을 나타내었다. 2. 유색감자 추출물의 자유 라디칼 소거 활성에서는 괴경 내부가 보라색인 대관 1-104호가 50%의 소거능을 나타내는 농도가 9.83ug/mL 로 가장 높은 라디칼 소거활성을 나타내었으며, 이 결과 또한 대조시약인 α-tocopherol 이나 BHT보다 높은 소거 활성을 나타내었다. 3. 유색감자 추출물의 xanthine oxidase 활성 억제효과를 검토한 결과 유색감자 간에 큰 차이를 나타내어 대관 1-102호와 1-104호의 경우 xanthine oxidase 활성을 50% 저해하는 데 필요한 농도는 약 26ug/mL 수준으로 가장 높게 조사되었으며, 다음으로 수미(46ug/mL ), 자심(49ug/mL )의 순으로 조사되었다. 4. 유색감자 추출물의 ACE 저해 활성을 검토한 결과 항고혈압 대조구 활성물질인 captopril의 수준에는 미치지 못하나 유색감자 간에는 명확한 차이를 나타내었다. 괴경내부색상이 적색인 대관 1-102호가 117.7ug/mL 으로 가장 높은 ACE 저해 활성을 나타내었으며, 내부색상이 보라색인 대관 1-104호와 자심은 130ug/mL 로 유사한 양상을 나타내었으며, 괴경내부 색상이 백색을 나타내는 수미품종은 192ug/mL 으로 가장 낮은 활성을 나타내었다. 5. 이상의 결과를 종합해 볼 때 괴경 내부에 적색 혹은 보라색 안토시아닌을 다량 함유한 유색감자는 기존 백색을 가진 일반감자에 비해 항산화, 자유레디칼 소거활성 및 항고혈압 활성이 높고, 시각적 식미감을 증대시키므로 유색감자는 기능성이 증대된 식용감자로서의 이용가치가 충분한 것으로 판단된다.