우리나라는 바이오디젤을 생산하기에 알맞은 작물로 유채가 급부상하고 있다. 그 이유는 다수성인 유채 1대잡종 품종이 이미 개발되는 등 육종성과가 크고, 겨울재배가 가능하여 작부체계가 유리하며, 양질의 바이오디젤 생산이 용이하기 때문이다. 국내 바이오디젤은 수입 콩기름이나 폐식용 기름을 정제하여 2005년에 약2만톤 정도 생산했으나 유채에 비해 품질과 수량면에서 한계를 드러내고 있다. BD20(경유 80%+식물성 기름20% 혼합유)의 품질을 높이기 위해서는 유채 원료만이 가능하다고 보고 있다. 우리나라는 바이오디젤에 관해 2002년부터 시범사업을 추진해왔으며 2006년 7월 1일부터 BD5(식물성기름 5%+경유 95% 혼합유)를 전국에 보급 중에 있다. 정부는 지난 9월7일 「바이오디젤 중장기 보급계획」을 확정했다. 그 주요내용은 경유에 혼합되는 바이오디젤 비율 목표를 내년부터 매년 0.5% 포인트씩 높여 2012년까지 3.0%로 설정하여 추진키로 했다. 이 목표달성을 위한 원료작물 생산기반 구축이 절실한 실정이다. 바이오연료 원료작물을 국내에서 생산할 때만이 에너지 확보, 온실가스 감소 및 농가소득 안정화에 크게 기여할 것이라고 널리 알려져 있다. 농촌진흥청 친환경바이오에너지연구사업단의 목표는 바이오에너지 원료작물의 안정적인 생산과 공급체계 구축에 있다. 즉, 바이오연료 생산에 많은 양의 농산물이 투여되기 때문에 수량성 증대를 위한 품종개량에 중점을 두는 것이다. 또한 국내 바이오에너지 원료작물의 생산성이 낮기 때문에 최대 생산기술 개발 및 생력화를 통한 생산비 절감 등에도 역점을 두고 있다. 바이오에탄올용 원료작물 연구는 바이오에너지 국가정책 수립과 발을 맞추어 국내에서 최대생산이 가능하고 유망한 작목 및 품종 선정에 치중할 계획이다. 식용자원과 경합을 피하기 위해 비식용 바이오매스 작물 탐색 연구도 추진 중에 있어 앞으로 원료작물 생산성 증대에 크게 기여할 것으로 보인다.

고구마의 이용성을 증대하고, 고구마 끝순의 채소적 가치를 구명키 위해 페놀화합물의 함량, 지질산화 억제 효과, 전자공여능, 아질산염소거능, ACE저해활성 등 생리활성을 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 고구마에 함유된 phenolics는 gallic, chlorogenic, gentisic, caffeic, couramic, ferulic acid 등 6종이었고, 이중 간독성 회복 및 항산화 효능이 큰 것으로 보고되고 있는 chlorogenic acid, gentisic acid, caffeic acid가 많이 함유되어 있었다. 부위별로는 괴근에 비하여 잎과 끝순의 함량이 높았고, 고구마 끝순이 콩나물이나 들깨잎, 시금치보다 16~122 배 높은 함량이었다. 용매분획별로는 총 함량 175.8 mg/g 중에서 EtOAc층에 55%, BuOH층에 39%가 함유되었다. 2. Rancimat를 이용하여 산패 유도기간을 조사한 결과, 고구마 끝순의 항산화력은 옥배유, 팜유 및 돈지에서 합성 항산화제인 토코페롤이나 BHT보다 높았고, 용매분획별로는 EtOAc>BHT>BuOH>Tocopherol>Water>CHCl3 >Hexane층 순으로 높았다. 3. 과산화물가에의한 항산화 활성은, 각 추출물별로는 끝순, 괴근, 토코페롤이 들깨잎, 콩나물, 시금치보다 낮은 과산화물가를 나타냈고, 이중 끝순은 토코페롤보다 더 높은 항산화성을 나타냈다. 고구마 끝순의 용매분획별 항산화활성은 대두유와 옥배유 및 팜유에서 BuOH와 water층의 항산화활성이 높았다. 4. 전자공여능에 의한 항산화 활성은, 고구마 끝순의 항산화 활성은 78.2%로 괴근 42.3%에 비하여 매우 높았고, 들깨잎, 시금치, 콩나물은 28.9~18.0% 로 낮았다. 이와 같은 결과는 고구마 끝순에 다량 함유된 페놀화합물과 관련된 것으로 사료된다. 용매분획별로는 EtOAc>BuOH>Tocopherol>Water>CHCl3 >Hexane층 순으로 높은 활성을 나타냈다. 5. 아질산염소거능은 끝순, 들깨잎, 콩나물이 우수하였고 그중 들깨잎이 저해율 72%로 가장 높았으며, 용매분획 중에는 BuOH과 water추출물의 활성이 가장 높았다. 6. ACE 저해 효과는 고구마 부위별로는 끝순이 괴근에 비하여 1.5배 높았고, 들깨잎, 콩나물, 시금치보다 1.9~3.7 배 높았다. 용매분획별로는 EtOAc, BuOH, water 추출물이 높은 활성을 보였다. 7. 이상을 종합하여 볼 때 고구마 끝순에는 페놀화합물이 다량 함유되어 있어 높은 항산화 활성을 가지며, 아질산염소거능 및 ACE저해활성과 같은 생리적 효과도 높아 기능성 채소로 이용하기에 충분한 가치가 있다고 판단된다.

국내 재배 유채의 육종을 위해서는 소포자배양을 통한 배발생법의 확립이 절실하나 대부분의 재배 품종이 배발생율이 낮고 품종별로 화뢰의 크기에 따른 소포자의 발달 상태가 다르기 때문에 이에 대한 조사가 반드시 필요하다. 따라서 본 연구에서는 국내 육성 유채 품종의 육종을 위한 기초 자료로서 품종 간 화뢰의 크기에 따른 생체 내 화분(핵)발육 상태를 비교, 관찰하였다. 1. 소포자 배양에 있어서 배 발생이 가능한 소포자 분리 시기는 1핵기말기 또는 2핵기초기가 효과적이며, 소포자 배양에 최적인 화뢰의 크기는 품종에 따라 차이가 있지만 3.5-4.0 mm이다. 2. 예외적으로 '탐라유채'는 3.5-4.0 mm의 크기에서 다수의 1핵기말기의 소포자와 2핵기초기의 소포자가 관찰되었으며, 화뢰크기가 더 큰 4.0-4.5 mm 크기에서도 2핵기초기의 핵이 관찰되어 화분발육상태가 늦게 진행되는 것을 알 수 있었다. 3. '목포64호'의 경우 3.0-3.5 m크기에서 1핵기초기와 1핵기중기 및 1핵기 말기의 소포자들이 관찰되었으나 다른 품종과 달리 2핵기 화분이 전혀 관찰이 되지 않았다. 'MS-B Line'의 경우는 2.5-3.0 mm 크기에서도 4분자포자가 관찰되어 초기 발육상태가 조금 늦게 일어나는 것을 볼 수 있었다.

국내육성 유채품종 간 반수체식물 생산성을 비교하였다. 화아로부터 분리된 소포자를 13%의 sucrose, 0.05mg/ BA 와 0.5mg/ 의 NAA가 첨가된 NLN 배지에서 배양하였다. 반수체 배의 생산에는 유전형이 중요한 요인이였으며, 탐라유채가 가장 높은 반수체 배 생산능을 보여 화아당 176개의 반수체 배가 발생하였으나, 한라유채와 영산유채는 배 생산은 물론 세포분열도 관찰되지 않았다. 발생한 반수체 배를 NLN배지에서 현탁배양하여 Multilobe abnormal embryos를 형성시켰으며, 계속하여 생장조절제가 첨가되지 않은 MS고체 배지에 치상 배양하여 반수체식물체를 유도 하였다. 재생된 반수체 식물체는 성공적으로 순화되었다.

고구마 소형 간식용 생산을 위한 적정 재배기술 확립을 위하여 고구마 삽식기, 재식거리 및 수확시기를 달리하여 소비자의 선호도에 부응한 간식용으로 적합한 소형 고구마 생산을 향상시키고자 시험을 수행하였던 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 소형간식용 고구마생산을 위한 적정 삽식시기는 4월 중순(피복재배)에 삽식거리는 75cm×15~20cm , 6월 중 순(무피복재배) 삽식시 75cm×15cm 가 적합하였다. 2. 고구마 상저수량은 삽식후 수확일수가 길어질수록 증수되었으나, 삽식후 100일 수확이 80일이나 120일 수확보다 소형 간식용으로 적합한 고구마 괴근 비율이 높았다. 3. 삽식시기 및 삽식거리에 따라 상저수량이 차이가 인정되었으며, 4월 15일 조기 비닐피복재배에서 처리간에 변이폭이 적어 안정적이었다. 4. 보통기(5월) 비닐무피복재배보다 조기(4월) 비닐피복 재배가 농가소득이 32~61% 증가되어 유리하였다.

저 마약형 대마 품종 육성에 이용하고자 네덜란드 CPRO에서 도입한 저 마약형 유전자원의 특성을 검정한 결과는 다음과 같다. 1. 도입 유전자원들은 고위도인 네덜란드에서 재배했을 때에 비해 중위도인 우리나라에 재배했을 때 개화소요일수가 짧아 경장이 작았다. CBD 함량은 두 지역간 차이가 다소 있는 경향이었으나 THC 함량은 거의 변하지 않았다. 2. 개화소요일수, 경장, 경직경, 생경중 및 섬유수량 등 대마 생육형질들은 서로 간에 고도로 유의한 정의 상관을 보였고, cannabinolds 함량과의 상관에서는 CBD 함량과는 고도로 유의한 정의 상관을 보였으나 THC와 CBN 함량과는 유의한 상관관계를 보이지 않았다. 3. 공시한 44 도입종과 재래종을 군집분석의 Q 상관으로 도출된 r = 0.80으로 선을 그었을 때 3개 품종군으로 나누어졌으며 품종군에도 속하지 않는 것이 4품종이었다. 4. 분류된 모든 품종군은 개화소요일수와 경장이 짧아 우리나라에서 섬유용 품종으로 적합하지 않았고 품종군으로 분류되지 않은 것들 중 도입종 IH3은 THC 함량이 0.08%로 낮으면서 개화소요일수가 122일로 재래종과 비슷하였다.

저 마약형 대마 품종이 육성되지 않았을 경우 그 대안으로서 섬유용 대마의 THC 함량을 낮추기 위해 저 마약형 도입 유전자원중 경장은 작지만 개화기가 재래종과 비슷한 IH3 과 재래종 종자를 1:1, 2:1, 3:1로 혼합하여 채종시험을 실시하고 각 혼합비율별로 채종한 종자를 섬유용으로 재배하여 종실용 및 섬유용 대마 생육특성과 수량, 그리고 cannabinoid 함량분포를 검정한 결과를 요약하면 다음과 같다. 채종시험에서 IH3 의 비율이 클수록 천립중은 무거웠으나 종실수량은 100 kg/10a 내외로 차이가 없었다. 혼합비율별로 집단 채종한 종자를 섬유용으로 재배하였을 때 섬유수량은 193~198kg/10a 로 비슷하였으나 THC 함량은 종자 IH3 혼합비율이 클수록 낮아져 3:1 에서는 0.39%이었다. THC 및 CBD 함량분포에서도 IH3 혼합비율이 높을수록 마약형 및 중간형 비율이 낮아졌고 저 마약형 비율은 증가하였다.

종실의 유분함량이 많아 유료작물로 전용이 가능한 대표적인 섬유작물인 대마 종실의 지방산조성의 분석을 통하여 감마리놀렌산 함유여부 및 함량과와 품종간 차이를 조사하였다. 45 수집종의 대마 종실에는 감마리놀렌산의 경우 평균 2.1% 함유되어 있었으며 이중 IH4 등 7 품종이 3.1%~3.8%로 높으면서 경장이 31~122 cm로 작아 종실용 품종 육성재료로 유망시 되었다. 도입된 대마의 지방산 조성 변이에서 감마리놀렌산 비율 범위 및 변이계수는 각각 0.8%~3.8%, 42.9%로 품종간 변이가 가장 컸으나 리놀레산은 각각 51.4%~61.8%, 4.2%로 가장 적었다 개화일수와 경장간에는 고도의 정의 상관이었고, 개화일수와 알파리놀렌산 비율 및 경장과 감마리놀렌산 비율간에는 부의 상관이었으며 환각성분인 THC와 다른 형질들 간에는 유의적인 상관이 없었다. 팔미트산과 감마리놀렌산 비율간에는 부의상관, 올렌산과 알파리놀렌산 그리고 리놀레산과 알파리놀렌산은 고도의 부의 상관을 나타내었다. 감마리놀렌산 함량이 높은 도입종들은 대체로 수집지가 중앙러시아 등 유럽이었고 개화일수가 29~44일로 짧았다.

한약재로서 혼용되고 있는 느릅나무 및 시무나무의 수피와 근피의 항산화활성 및 총페놀 함량의 차이를 구명하고자 본 연구를 수행하였으며 그 결과는 다음과 같다. DPPH 라디칼에 대해 느릅나무 근피와 수피의 80% 에탄올 추출물은 10 μg/ml의 농도에서도 각각 41.4% 및 35.6%의 활성을 보여 다른 추출물의 활성 (2.3~24.0%)에 비해 우수한 효과를 가지는 것을 알 수 있었고, superoxide 라디칼에 대해서는 200~5 μg/ml의 농도에서 느릅나무 및 시무나무의 수피와 근피로부터 얻어진 모든 추출물이 항산화제인 ascorbic acid보다 우수한 활성을 나타내었으며 특히 느릅나무 근피의 80% 에탄올 추출물과 물 추출물이 좀 더 높은 활성을 나타내었다. 사람의 저밀도지단백 (LDL) 산화에 대한 실험 결과 느릅나무 수피 및 근피의 80% 에탄올 추출물이 10 μg/ml의 농도에서 84.3% 및 81.7%로 다른 추출물들의 활성 (31.3%~78.2%)보다 비교적 높은 것을 확인할 수 있었다. 실험된 모든 추출물은 linoleic acid 과산화에 대해서 α-tocopherol보다 낮은 저해활성을 나타내었다. 한편, 총페놀 함량은 느릅나무 근피의 80% 에탄올 추출물이 50.8%로 가장 높았으며 시무나무 근피의 물 추출물이 5.6%로 가장 낮았다. 이상의 실험결과, 느릅나무의 근피와 수피가 시무나무의 근피와 수피보다 더 효과적인 항산화 활성을 보유하며 특히, 느릅나무 근피의 80% 에탄올 추출물은 가장 항산화 활성이 우수한 것으로 확인되었다.

한국산 생약재인 가시오갈피 , 마황, 복분자, 인진쑥을 이용하여 추출과정 중 40℃, 60℃, 100℃로 온도를 달리 하여 기존의 열수 추출방법과 초음파를 범행한 추출로 인해 면역 활성 증진이 다르게 나타나는 효과를 비교 실험하였다. 실험 결과 여러 조건 중 복분자 60℃, 40 kHz의 초음파 병행 추출물이 가장 좋은 항암활성 증진 효과를 나타내었다. 추출시 모든 열수 추출물들에 비해 초음파 병행 추출물의 추출 수율이 높게 나타났다. 이는 추출시 열수 추출에서 미쳐 빠져나오지 않았던 여러 활성 물질이 초음파 처리에 의해 공동화현상과 더불어 액체간의 상호 탈기 작용에 의해 추출 수율의 상승효과를 가져온 것으로 사료된다. Apoptosis 실험에서는 5일 동안 인간 폐암 세포인 A549의 세포를 이용하여 활성이 좋았던 마황과 복분자의 60℃ 열수 추출물과 초음파 추출을 병행한 추출물을 이용하여 관찰한 결과 apoptotic이 열수 추출물보다는 초음파 병행 추출물을 투여한 군에서 더 많이 관찰되는 것을 볼 수 있었다. 이와 마찬가지로 HL-60 세포분화능 실험에서도 열수 추출물보다는 초음파를 병행한 추출물들이 높은 세포 분화 활성도를 나타냈다. 또한 모든 조건 중에서 생약재들이 60℃, 40 kHz 초음파 병행 추출물에서 가장 높은 세포 분화 활성도를 나타냈다. 이러한 결과로 보아, 앞으로 한국산 생약재의 고부가가치 창출을 위해 더 많은 실험을 통하여 초음파의 병행 처리에 따른 효과와 이를 통한 기능성 소재 및 기능성 식품으로의 이용을 위해 더 많은 연구가 이루어져야 할 것으로 생각되어진다.

인삼 식물체의 식품 첨가물로의 이용성을 타진하기 위해 각 부위별 항산화 활성 및 총 페놀 함량을 분석, 비교하였으며 그 결과는 다음과 같다. 인간 LDL의 산화에 대한 저해활성은 뿌리 (45.2~54.3%)에서 높은 활성을 나타내었으며, linoleic acid에 대한 자동산화에 대해서는 잎이 90.1~96.5%의 매우 높은 저해활성을 나타내었다. Superoxide anion 라디칼에 대해서 줄기 (35.6~76.1%), 잎 (60.1~69.3%), 뿌리 (-5.6~20.1%)의 순으로 높은 활성을 나타내었다. DPPH 라디칼 소거능은 대체적으로 낮은 활성을 나타내었으며 총 페놀 화합물은 인삼 잎 (147~200 mg%), 줄기 (110~153 mg%) , 뿌리 (61~86 mg%)의 순으로 높게 나타났다.

참깨에 관한 작부체계 확립으로 농경지활용도를 높이고 안정생산 기반을 구축하고자, 참깨 단작 등 4작부유형을 도입하여 2001년부터 2002년까지 2년에 걸쳐 시험한 결과 잡초발생량은 보리＋참깨에서 많이 발생하였고, 작부유형간에는 보리＋참깨는 후작물에서 많았으나, 그 외에서는 전작물에서 많았다. 보리＋참깨와 참깨＋배추의 작부유형은 전ㆍ후작물의 생육에 지장이 없으며, 소득도 참깨 단작에 비하여 각각 21％, 61％ 높았다. 참깨＋배추에는 전작물의 비닐 피복물을 후작물에서도 이용할 수 있어 생력화와 경영비를 절감할 수 있었으나, 들깨가 후작물로 도입시 파종기가 늦어 생육이 부진하고 수량이 감소되었다. 작부유형별 토양 물리성 개선효과는 보리＋참깨와 참깨＋배추에서 양호하였다.