Background : Korean ginseng is an important cash crop in Asian countries. However, plant yield is reduced by pathogens. Among the Ilyonectria radicicola-species complex, I. mors-panacis is responsible for root-rot and replant failure of ginseng in Asia. It is essential to find a way to reveal the existence of the pathogen before starting cultivation. Therefore, qRT-PCR method is developed to detect and quantify the pathogen in ginseng soils. Methods and Results : In this study, species specific Histone H3 primer set is developed for the quantification of I. mors-panacis. The primer set was applied on DNA of other microbes to evaluate its sensitivity and selectivity on I. mors-panacis DNA. Sterilized soil samples artificially infected by the pathogen in different concentrations were used to evaluate the ability of the primer set to detect the pathogen population in the soil DNA. Finally, the pathogen was quantified in many natural soil samples. The designed primer set was found to be sensitive and selective to I. mors-panacis DNA. In artificially infected sterilized soil samples, the estimated template using qRT-PCR was positively correlated with the pathogen concentration in soil samples (R2=0.94), disease severity index (R2=0.99), and colony forming unit (R2=0.87). In the natural soils, the pathogen was recorded in the most of fields produce bad yields with the range of 5.82 ± 2.35 to 892.34 ± 103.70 pg/g of soil. Conclusion : According to the presented results, the proposed primer set is applicable for estimating soils quality before ginseng cultivation. This will help in the disease management and crop protection in the future.

구증구포방법은 기존의 홍삼제조방법에서와 같이 9회 반복 과정으로 새로운 신규사포닌 등 성분변화가 일어나지만 시간이 오래 걸리고 복잡하며 어떤 특수 성분이 얼마나 증가 되는지 보고 되어 있지 않다. 또한 기존의 구증구포방법은 제조공정 중 건조시 보통 60℃에서 열풍건조를 하기 때문에 건조시 관리의 부족으로 간혹 벤조피렌에 노출되는 경우가 있다. 본 방법은 새로운 자동 구증구포방법으로 제조시간이 약 2배정도 단축되며 특히 건조시 습열냉각건조를 통하기 때문에 벤조피렌함량이 거의 검출되지 않았다. 또한 사포닌 변환 등은 기존 구증구포방법과 같이 사포닌 변화가 일어나 홍삼에서만 나타나는 Rg3와 기타 효능활성물질 등이 분석되었다. 인삼사포닌의 경우에는 증포횟수가 증가함에 따라 흡수가 어려운 major ginsenoside(Rg1, Re, Rb1, Rc, Rb2 및 Rd)의 함량이 점차적으로 감소되고 대신 흡수가 빠르고 항암활성이 강한 minor ginsenoside (Rh1, 20(S)-Rg2, 20(R)-Rg2, 20(S)-Rg3, 20(R)-Rg3, Rk1 및 Rg5)의 함량이 점차적으로 증가하였다. 특히 diol계 사포닌인 ginsenosides Rb1, Rb2, Rc 및 Rd는 Rg3, Rk1 및 Rg5로 전환되었고, triol계 사포닌인 ginsenosides Rg1 및 Re는 Rh1, Rg2로 전환되었다. 수삼에서의 환원당, 산성다당체 및 총 페놀 화합물 함량은 7회까지 유의적으로 증가하였고 8회부터 점차 감소하는 경향을 보였다. DPPH 라디칼 소거활성은 7회까지 점차적으로 감소하여 IC50값이 68% 감소되는 것으로 나타났으며 7회부터 9회까지는 큰 유의적 차이가 없었다. 결론적으로 본 자동 구중구포방법은 기존의 방법과 물질생성은 거의 비슷하지만 시간이 단축되고 벤조피렌 함량이 거의 검출되지 않아 앞으로 고부가가치 인삼산업에 많은 도움을 줄 것으로 생각된다.

본 연구는 경기도 안성, 포천지역 인삼재배지의 이화학적 성질 및 인삼의 엽 분석을 실시하여 인삼의 생육에 적합한 토양 및 엽중 적정 양분 농도를 설정하고자 수행하였다. 인삼 생근중은 우량포지가 불량포지에 비하여 안성지역이 2-5배, 포천지역이 1.5-2배 차이를 보여 동일 지역내에서도 큰 생육차이를 보이고 있었다. 인삼 생육에 관여하는 토양의 이화학적 성질의 적정 범위는 안성지역에서 공극률(〉50%), 전질소(2.0-2.8 g/kg), 유효인산(500-900 mg/kg), 치환성 Ca(2.3-3.5 cmolc kg-1)이었으며, 포천지역에서는 액상(13%〈), 유효인산(400-650 mg/kg), 치환성 Ca(4.0-4.7 cmolc kg-1), 치환성 Mg(〈0.8 cmolc kg-1), 치환성 K(〈0.5 cmolc kg-1)로 나타났다. 특히, 안성지역에 있어서는 치환성 염기 성분비(Exch Ca:Mg:K)도 인삼생육에 관여하고 있었는데 우량포지에서 6:2:1, 불량포지에서 4:2:1의 값을 보였다. 엽중 무기양분 함량 적정 범위는 안성지역에서 P(〈0.25%), Mg(0.22%〈), 포천지역에서 N(1.8%〈), P(0.18%〈), K(1.5-3.0%)의 값을 보였으며 그 이외의 일부 엽중 무기양분 성분비에서도 적정 범위가 설정되었다.

경기도농업기술원에서는 경기인삼(홍삼)의 명품 브랜드화를 위해 DNA 검정에 의한 인삼 고순도 종자생산 시스템구축 및 홍삼 적합 원료용 품종개발과 안전 재배기술 확립 연구를 수행 중이다. 현재 홍삼용과 가공용 으로 추천되고 있는 천풍․연풍과 경희대학교와 경기도에서 출원중인 신육성 계통(K-1)인 2년생에 대하여 형 질 특성과 광 반응을 조사하여 재배기술 확립에 관한 연구를 수행 중으로 초중기 생육특성 조사 결과를 보고 하는 바이다. 2007～2008년 연천에서 예정지를 2년 관리 후 천풍, 연풍, K-1, 혼계종을 인삼 GAP표준재배지침 서에 준하여 이식을 하고 관리를 하였다. 출아시는 혼계종 5월 3일에 비하여 천풍은 차이가 없었으나 연풍과 K-1은 각각 3, 8일 빨랐다. 출아율은 시험품종 모두 81～90%로 양호하였다. 광합성속도는 20℃에서 광량이 증가할수록 K-1이 가장 높았고 연풍>천풍>혼계종 순이었다. 혼계종에 비하여 시험품종 모두 경장과 엽장은 길었고 엽폭은 대차 없었다. 지하부 생육특성 조사 결과 근장은 혼계종에 비하여 K-1만이 길었으나 연풍과 천풍은 대차 없었며, 근직경은 K-1, 연풍, 천풍 모두 굵었다. 단풍기는 혼계종 8월 25일에 비하여 연풍은 16일 빠른 8월 9일이었으나 K-1은 9월 2일, 천풍은 10월 8일로 각각 7일, 44일 지연되었다. 아직 K-1의 경우 2년생 저년생이지만 형질특성을 보면 다수성인 연풍과 대등한 생육특성을 나타내고 있어 유망시되며 향후 고년생 에 대한 연구를 수행할 계획이다.

Cinnamyl alcohol dehydrogenase (CAD, EC 1.1.1.95), catalyzes the reduction of hydroxycinnamaldehydes to give hydroxycinnamyl alcohols, or "monolignols," the monomeric precursors of lignin. Lignins are important components of cell walls and lignified secondary cell walls play crucial roles in long distance transport of water and nutrients during plant growth and development and in plant defense against biotic and abiotic stresses. Here a cDNA clone containing a CAD gene, named as PgCAD, was isolated from a commercial medicinal plant Panax ginseng. PgCAD is predicted to encode a precursor protein of 177 amino acid residues, and its sequence shares high homology with a number of other plant CADS. The expression of PgCAD in adventitious roots and hairy roots of P. ginseng was analyzed using reverse transcriptase (RT)-PCR under various abiotic stresses such as salt, salicylic acid, wounding and chilling treatment that triggered a significant induction of PgCAD at different time points within 2-48 h post-treatment. This study revealed that PgCAD may help the plants to survive against various abiotic stresses.

Schizonepeta spike (Korean name "Hyung-Gae") has been used for oriental medicinal purposes in Korea, China and Japan. In this study, twenty six "Hyung-Gae" samples were collected including nine certified Schizonepeta tenuifolia plants, and seventeen commercially marketed "Hyung-Gae" products. Chloroplast trnL-F and rDNA ITS regions of the "Hyung-Gae" samples were sequenced and used to identify whether the samples were genuine S. tenuifolia or not. As the result, the trnL-F and ITS sequences of all the "Hyung-Gae" samples were shown to be identical and it was proven that commercially available medicinal products "Hyung-Gae" are genuine S. tenuifolia. Phylogenetic tree of S. tenuifolia using the trnL-F sequences was constructed and compared with phylogenetic tree using ITS of rDNA region sequences. In these tree, S. tenuifolia was affiliated in the family Lamiaceae. It is proven that trnL-F and ITS phylogenetic trees are useful to study taxonomic position of S. tenuifolia.

Malate dehydrogenase is a ubiquitous enzyme in plants, involving in a range of metabolic processes depending on its subcellular location. A malate dehydrogenase (PgMDH) cDNA was isolated and characterized from the root of Panax ginseng C. A. Meyer. The deduced amino acid sequence of PgMDH showed high similarity with the NAD-dependent mitochondrial malate dehydrogenase from Glycinemax (P17783), Eucalyptus gunnii (P46487), and Lycopersicon esculentum (AAU29198). And the segment of a malate dehydrogenase gene was amplified through RT-PCR. The expression of PgMDH was increased after treatments of chilling, salt, UV, cadmium or copper treatment.

Ginsenosides have been regarded as the principal components, responsible for the pharmacological and biological activities of ginseng. Absorption of major ginsenosides at the gastrointestinal tract was extremely low, when ginseng taken orally. In order to improve the absorption and bioavailability, transformation of major ginsenosides into more active and valuable minor ginsenoside is much required. In this present study, We isolated a lactic acid bacteria Leuconostoc fallax LH3 from the Korean fermented food Kimchi, which have higher β-glucosidase activity. Using the ethanol precipitated curd enzyme of Leuconostoc fallax LH3, we investigated the biotransformation of ginsenoside Rd at different experimental condition to increase transformation. The maximum convertion was supported at 30 ℃ and decreased when temperatures increased. In order to optimize the effect of pH, the curd enzyme was mixed 20 mM sodium phosphate buffer (pH 3.5 to pH 8.0). Ginsenoside Rd was almost hydrolyzed between pH 7.0 and pH 9.0, but not hydrolyzed above pH 10.0. Ginsenoside Rd was hydrolyzed after 24 hrs incubation, but whereas the ginsenoside F2 was appeared from 36 hrs, and all ginsenoside Rd was transformed to F2 after the 60 hrs incubation. Based on this study, the curd enzyme of Leuconostoc fallax LH3 transformed the ginsenoside Rd at the 30℃ and the pH optimum of 7.0 to 9.0 after the 60 hrs incubation time.

인삼의 생장에서 염류의 집적은 우량 인삼의 생산에 많은 장애요인이 되고 있다. 본 연구에서는 순계 분리된 인삼의 우수 계통으로부터 NaCl 처리에 따른 생장율 조사와 ginsenoside의 생산에 미치는 영향을 조사하였다. 선발된 모상근(KGHR-8)으로부터 ginsenosides의 함량에 미치는 NaCl의 최적 농도를 조사하기 위하여 30일간 배양한 결과 NaCl의 농도가 증가함에 따라 모상근의 생장은 감소하였지만, total ginsenoside의 함량은 0.24M NaCl 처리구에서 높은 증가를 가져왔으며 특히 광을 조사하여 배양한 결과 높게 검출되었다. 0.24 M NaCl 농도로 광상태하에서 함량은 61.7% 증가하는 양상을 나타내었다. (Table 1). 또한 모상근의 생장을 최적 상태로 설정하기 위해 two step culture 방법을 조사한 결과, 0.05M, 0.1M NaCl 처리시 모상근의 생장율은 각각 약 62%, 76% 감소한 반면, ginsenoside의 함량은 29%, 48% 각각 향상되었다. 모상근은 방어기작의 일환으로 NaCl을 elicitor로 인지하고 2차대사산물인 사포닌의 생산에 영향을 미치는 것으로 확인되었다.

감초의 에틸아세테이트 분획 중 flavonoid 지표물질인 liquiritin이 들어있는 분획 (GUE6)에 살구 및 복숭아 종자로부터 얻은 조효소액 (PDE, PAE, PPE)을 법제 처리하였다. 각 조효소액에서 β-glucosidase 활성도는 아몬드 (P. dulcis) 259.6 U/g 살구 (P. persica), 복숭아 (P. persica) 조효소액의 β-glucosidase 활성도가 가장 높게 관찰되었다. PDE, PAE, PPE를 이용한 발효 법제 후 liquiritigenin의 함량 비교 결과, 효소중의 β-glucosidase에 의해 liquiritin이 대사되어 항산화, 향군, 세포 독성 억제, 항치매, 항피부암 등 많은 약리효능을 가진 활성 물질인 liquiritigenin이 생산됨이 확인되었으며, 세효수 모두 liquiritin에 1.2배의 효소 처리 시 가장 대사가 활발한 것으로 나타나 변환을 위한 최적 농도로 결정되었다 세효소 중 특히 PPE 처리 시 liquiritin이 모두 liquiritigenin으로 변환됨으로써 liquiritin의 변환에 복숭아 종자 유래 효소가 가장 효율적인 것으로 밝혀졌다.

지모 (Anemarrhena asphodeloides)는 탁월한 해열작용과 진정작용을 갖는 한약재로 한국, 중국, 일본에서 널리 이용되어 왔다. 본 연구에서는 먼저 국내 연구소에서 형태학적 분류 결과 지모로 확인된 3종의 식물체를 수집하여 엽록체 DNA의 trnL-F 염기서열을 분석하였다. 분석 결과, 국내 연구기관에서 보관중인 지모 식물체들이 모두 동일한 trnL-F의 염기서열을 보여서, 형태학적 분류와 계통유전학적 분류가 동일함을 확인하였다. 최초로 얻어진 지모 trnL-F 염기서열은 NCBI database에 등록하였다. 다음으로 국내 한약재 시장과 중국 한약재 시장에서 유통 중인 지모 한약재를 다량 구입하여 trnL-F의 염기서열을 분석하였다. 그 결과, 유통 중인 지모 한약재들이 모두 기원식물과 동일한 TrnL-F의 염기서열을 보여서 지모 약재의 경우 진품이 유통되고 있음을 알 수 있었다. TrnL-F의 염기서열로 계통수를 작성한 결과 지모는 아스파라거스목 (Asparagales), 용설란과 (agavaceae)에 속한 것으로 보여 졌다. 엽록체 rbcL 유전자 염기서열로 얻은 계통수와 비교한 결과 trnL-F 계통수와 rbcL 계통수가 비슷한 결과를 보여주어서 분자유전학적 분류에 두 유전자가 상호보완적으로 이용될 수 있음을 확인하였다.