본 연구에서는 헛개나무 조직 배양에서 체세포배 유도 및 식물체 재분화를 위한 적절한 배지, 생장조절물질, 탄소원 그리고 배양 환경을 조사하였으며 대량 번식 시스템을 위해 체세포 배로부터 식물체로 재분화 하기 전 세포 동조화와 건실한 유묘 생산에 최적인 배양 조건을 조사하였다. 강원도 양양 헛개나무 자생지에서 채취한 종자를 배배양하여 기내 발아시킴으로 기내 식물체를 얻었으며 이를 본 실험에 이용하였다. 기내 발아 후 7-14일 된 식물체의 자엽과 잎 절편을 NAA를 처리한 배지에 배양했을 때 callus 상태를 거치지 않고 직접 shoot가 유기되었는데 NAA 0.5mg/l에서 43.6%로 형성율이 가장 높았으며 절편체 당 shoot 의 수도 2.8개였다. NAA와 BA 조합처리하였을 때 BA 0.1mg/l+ NAA 1mg/l에서 38.1%의 형성율을 보였으며 절편체 당 shoot의 수는 4개 이상으로 유기되었다. 체세포배는 NAA와 2,4-D의 단독처리 또는 BA와의 조합처리에서 발생하였으며 직접 체세포배 또는 배발생캘러스가 형성하였다. BA 0.1mg/l+ 2,4-D 1mg/l 또는 BA 0.1mg/l+ NAA 1mg/l에서 발생한 배발생 캘러스의 생장과 성숙 및 발아에 최적 배양 조건을 조사하였을 때 GA3 1mg/l을 처리하여 배 발아를 촉진시켰으며 자엽은 발달하지 못하고 하배축이 신장하여 유근이 발생한 형태의 유묘를 생산하였다.

우리 나라 농가에서 재배되고 있는 약용작물과 출야에 자생하고 있는 주요 특용자원식물 10여가지로부터 추출한 추출액 이 무(radish) 의 발아 및 줄기, 뿌리의 생육과 줄기 뿌리의 건물중을 조사한 결과 각각의 농도에서 무의 발아 및 생육을 억제함을 나타내었다. 1. 식물체로부터 추출한 추출액의 산도가 종자의 발아에 미치는 영향을 알아보고자 각각의 특용자원식물의 pH를 조사해본 결과 거의 중성이나 약 알칼리성을 나타냈으며 당귀의 추출물의 농도가 5%, 10%에서 pH 산성 반응을 나타냈다. 2. 해바라기추출물의 농도가 10% 농도 일 때 63% 정도의 발아억제 효과를 나타내고 있으며, 도꼬마리, 당귀, 까마중의 추출물에서는 10% 농도일 때 거의 발아가 되지 않아 무의 발아에 추출물이 강한 억제 영향을 나타낸다는 것 을 알 수 있었다. 3. 줄기성장 관계를 보면 1% 농도에서는 무의 줄기 생장은 촉진되었으며 그 중에서도 둥굴레 추출물에서 거의 2배의 성장 촉진을 가져 왔으며 까마중 추출물도 1.9배의 촉진 효과를 나타냈다. 5% 농도일 때는 치커리 추출물에서는 control에 비해 2배로 생장이 우수하였으며 황기추출물은 75%정도의 생장억제를 나타내었고 도꼬마리, 당귀, 까마중 추출물에서는 전혀 성장하지 못하여 강한 생장억제 작용을 나타냈다. 4. 뿌리 생장에서 추출물농도 1%에서는 해바라기를 제외한 다른 특용자원식물에서는 뿌리의 생장이 있었다. 5%농도에서 치커리, 둥굴레는 생장을 촉진 시켰고, 10% 농도 까마중, 도꼬마리, 당귀 추출물에서는 전혀 생장되지 않았다. 5. 줄기의 건물중을 비교해 보면 해 바라기는 1%, 5%에서는 건물중이 비슷하였으나 10% 농도에서는 6%의 억제효과를 나타냈으며 치커리. 둥굴레는 저농도에서 오히려 건물중이 향상되는 경향이었으나 10% 농도에서는 강하게 억제하였고 당귀, 도꼬마리, 까마중은 전혀 건물중이 증가하지 않았으며 황기, 도꼬마리, 당귀, 까마중은 현저하게 건물중이 감소하였다. 6. 뿌리 의 건물중은 1%, 5%에서는 당귀, 까마중을 제외하고는 거의 억제되지 않고 10%에서는 황기, 도꼬마리, 당귀, 까마중은 뿌리의 자람이 억제되어 건물중의 증가가 전혀 이루어지지 않았다. 대부분의 특용 식물에서는 약간의 억제 효과가 있었으나 그 중에서도 도꼬마리, 당귀, 까마중 등은 무를 이용한 생물 검정법에서 강한 억제작용물질이 있는 것으로 나타나 이런 특용자원식물의 상호 억제작용을 이용한 잡초방제에 활용할 수 있을 것이며 allelopathy 물질의 분리, 동정, 포장에서의 cover crop(피복작물)로 이용시 잡초 억제 효과를 연구가 수행되어져야 할 것이다.

해당화의 항산화 활성 및 ascorbic acid(vitamin C)와 β-carotene (provitamin A)의 부위별 및 채취시기별 함량분포를 조사하였다. 항산화활성에서는 뿌리 (RC50 = 0.5μg/ml이하)와 줄기 (RC50 = 0.5μg/ml)부분이 특히 강하였으며 부위별로 보면 뿌리, 줄기, 잎, 열매 순으로 나타났고, 부위별 ascorbic acid함량분포를 보면 해당화는 잎, 열매, 줄기, 뿌리 순으로 감소하였으며 특히 11월에 채취한 시료의 경우 잎에 가장 높은 함량을 나타내었다. 이는 열매의 함량을 기준으로 할 때 해당화는 약 4.2배로 매우 높은 함량임을 알 수 있다. 해당화는 11월에 채취한 것이 9월에 채취한 것보다 약 1.59 ~ 1.77배 높은 함량을 보였으며, 부위별 β-carotene의 함량분포를 보면 해당화는 열매, 잎 순으로 함량이 낮아짐을 알 수 있으며, 11월에 채취한 해당화 열매의 f-carotene 함량이 높았고, 줄기와 뿌리에서는 β-carotene이 확인되지 않았으나 ether extract량으로 볼 때 carotene 이외의 성분의 존재를 예측할 수 있었다. 잎의 β-carotene 함량은 해당화의 경우는 9월에 채취한 것이 11월에 채취 한 것보다 약간 높았다. 이상의 실험 결과로 볼 때 해당화에는 β-carotene이나 비타민 C 같은 항산화 비타민을 많이 함유하고 있어 앞으로 이를 이용한 기능성 식품 개발이 기대되어진다.

밤나무(Castanea crenat)의 지상부를 대상으로 DPPH free radical 소거법을 이용하여 2종의 항산화 활성물질을 분리하였다. 분리된 활성물질은 NMR과 mass 분석에 의하여 quercitrin, isoquercitrin으로 밝혀졌다. 두 화합물의 DPPH free radical 소거법에 의한 항산화 활성 (RC50 : 12μg)은 BHA (14 μg)와 α-tocopherol (12μg)과 비슷하였다.

천연물유래의 안전하고 효과적인 항산화 화합물을 찾기 위하여 채취한 86종의 다양한 식물체로부터 얻은 MeOH 추출물을 DPPH free radical 소거법을 이용하여 항산화활성을 검정한 결과 밤껍질 (RC50=5.8μg)과 느릅나무 (RC50=12μg)에서 대조구인 α-tocopherol(RC50=12μg) 과 BHA(RC50=14μg)에 비해 강한 활성을 보였고 그외 13종에서 도 비교적 강한 활성을 나타내었다. 또한 대표적인 식물병원균 중 6종의 균주를 사용하여 in vivo 방법으로 항미생물 활성을 검정한 결과 굴피나무, 비목나무, 산국, 소리쟁이, 가막사리, 아왜나무에서 90% 이상의 식물병원균의 생육저해 효과를 보였다.

가시오갈피 및 오갈피의 수집종 간의 유연관계를 구명하기 위하여 RAPD 분석을 한 결과 10개의 primer를 선발하였으며 G+C의 수가 모두 60%이상이었다. 10개의 primer를 사용하여 얻을 수 있는 총 밴드 수는 106개 였으며 이중 monomorphic한 밴드는 17.9%에 해당하는 19개였으며 나머지 87개는 polymorphic한 것으로 나타났다. 10개의 primer를 사용하여 얻은 106개의 밴드를 각각 하나의 형질(character)로 보아 이를 유연관계를 분석한 결과 영월 수집종과 일본종 및 지리산 오갈피와 서울오갈피를 포함하는 군(Group I )과 국내종과 러시아종, 중국종을 포함하는 군(Group II)으로 나뉘어졌으며 genetic distance값의 평균은 0.61이었다. Group I으로 분류된 북해도 가시오갈피는 국내의 각 수집지역의 가시오갈피나 러시아 가시오갈피와 원연의 관계인 것으로 나타났으며 2군에 포함된 수집 지역종 간의 원연 관계 중 춘천 수집종은 국내의 다른 지역인 잠곡이나 태기산 오대산 등과 비교하여 러시아 산이나 중국산에 대하여 더 근연의 관계를 나타내었다.

예로부터 식품으로 사용되어온 산돌배나무 (Pyrus ussuriensis) 열매를 대상으로 항산화 활성 성분을 찾기 위하여 그 MeOH추출물의 EtOAc분획을 대상으로 column chromatography를 실시하여 1, 4-dibenzenediol, chlorogenic acid 및 quercitrin등 세종의 화합물을 분리하고 DPPH free radical소거법을 이용하여 항산화활성을 측정하였다. 이중 quercitrin은 a-tocopherol 및 BHA보다 낮은 활성 (RC50=20μg)을 보였으나 1, 4-dibenzenediol (RC50=0.4μg) 와 chlorogenic acid (RC50=4μg)는 강한 활성을 보였다.

약용식물을 비롯하여 45종 식물체 지상부의 MeOH추출물을 대상으로 DPPH free radical소거법을 이용하여 항산화활성을 측정하였다. 그 결과 신나무(Acer ginnala Max.)의 추출물에서 가장 강한 활성(RC50 : 15μg)을 보였으며, 노각나무(Stewartia koreana, RC50 : 28μg)와 서어나무(Carpinus laxiflora, RC50 : 33μg)에서도 활성이 비교적 높았다. 신나무의 지상부로부터 DPPH free radical 소거 활성을 지표로 2개의 항산화 활성 물질을 분리하였다. 활성물질을 각종 기기분석을 통하여 3, 6-di-O-galloyl-1, 5-anhydro-D-glucitol(acertannin)과methyl-3, 4, 5-trihydroxybenzoate(gallicin)로 동정 하였다. acertannin(RC50 : 3.5μg)과 gallicin(RC50 : 2.8μg)은 기지의 항산화 물질인 BHA(RC50 : 14μg), vitamin E(RC50 : 12μg)보다 강한 항산화활성을 나타냈다.

For the comparison of the urushiol composition and biological acitivity between the fresh sap and fire distilled sap of lacquer tree(Rhus vernicifera), we analysed the urushiol composition by HPLC and EI-MS, and investigated the antioxidative , antimicrobial and anticancer acitivities according to solvent fractionations. There was no difference in the urushiol composition between fresh and fire distilled saps of lacquer tree. The hexane frqctionsof two saps showed a strong DPPH radical scaverging activity (RC50 : 7.0-7.5μg). They also showed a strong antifungal activity onthe spore germination of Cladosporium herbarum(MIC : 8μg/ml), whereas they have no or low activity against the bacteria(BAcillus subtilis , Escherichia coli). In addition , hexane and butanol fractions of two saps showed a strong inhibitory activity against cultured tumour cell lines (GI50 : 0.35, 12.29μg/ml) in vitro. These results confirm that the fresh sap and fire distilled sap might have the similar urushiol compositions and biological activities.

예로구터 그 수액이 건강보조식품으로 사용되어온 고로쇠나무의 줄기를 대상으로 항산화 활성을 가지는 성분을 찾기위하여 실험에 착수하였으며, 그 MeOH추출물의 ETOAc분획을 대상으로 Column chromatography를 실시하여 scopoletin, isoscopoletin, (-) -epicatechin등 3종의 화합물을 분리하고 항산화 활성을 측정하였다. 이중 scopoletin과 isoscopoletin은 BHA나 α-tocopherol보다 활성이 약하였으나 (RC50 : 120, 110 mug), (-)-epicatechin의 항산화활성 (RC50 : 7.5 mug)은 BHA나 α-tocopherol보다 뚜렷하게 높았다.

알팔파 종자와 재배지 토양의 추출물이 알팔파 및 무우의 발아 및 생육에 미치는 영향과 이들 물질을 구명코자 수행한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 알팔파 종자 추출물의 무우생육에는 Luna, Sparta, Magnum, Husky, Milkmaker, Challenger, Anchor의 7개 품종에서 60∼80％ 생육억제 효과를 보였다. 2) 알팔파 재배지 토양잔류추출물을 이용한 무우생육조사는 추출물의 농도가 증가하면서 발아억제 및 줄기, 뿌리 등의 생장억제에 관여하는 것으로 나타났다. 3) 알팔파 재배토양으로 알팔파와 무우 생육실험시에는 80％의 발아억제를 보이면서 줄기와 뿌리의 길이 및 생체중에서도 큰 차이를 보여 allelopathy와 autotoxicity가 관여하는 것으로 사료된다. 4) 위 실험을 통해 관여하는 물질의 활성을 분석하기 위해 조사한 결과 표준 phenol compounds와 식물부위별 추출물을 비교 분석하였더니 salicylic acid, p-hydroxybenzoic acid, vanillic acid, syringic acid, p-cou-maric acid, ferulic acid 등의 7가지 acids를 분리동정 할 수 있었다.

연초(N. tabacum L.)의 세포질 웅성불임 F1 식물체와 N. africana의 종간교배에 의한 웅성불임 반수체식물의 육성 및 특성을 조사한 결과는 다음과 같다. 1. (CMS NC82 burley 21) F1 과 N. africana의 종간교배에 의한 세포질 웅성불임 반수체 식물의 출현빈도는 삭당 0.5주로 나타났다. 2. 종간교배으로 얻은 웅성불임 반수체식물 중 잎과 줄기의 색이 green(황색종)과 yellow(버어리종)의 분리비는 3 : 1로 나타났다. 3. 반수체 식물 중 잎과 줄기의 색이 yellow(버어리종 type)인 개체에 TMV저항성을 검정한 결과 저항성과 이병성의 비는 1 : 1로 나타났다. 4. (CMS MC82 Burley 21)F1 과 N. africana의 종간교배으로 세포질 웅성불임 isogenic Burley 21 반수체 식물의 육성이 가능하였고 이 반수체 식물의 염색체를 배가함으로써 여교배육종법에 비하여 조기에 세포질 웅성불임 Burley 21을 육성할 수 있을 것으로 생각된다.