The chemical composition of 86 species of native plants in Korea, including plants to be afforestation, was analyzed. The chemical composition of the species analyzed was different. The species with the highest extractable content was Viburnum dilatatum (3.91%), and the species with the lowest extractable content was Ligustrum lucidum (0.11%). The lignin content ranged from 12 to 39%, with an average of 25%. The species with the highest lignin content was Chaenomeles lagenaria (39.37%). Hemicellulose content ranged from 18 to 52%, with the highest species being Thuja occidentalis (51.22%) and Eucommia ulmoides (48.84%). Cellulose content ranged from 25 to 58%, and the species with the highest content were Prunus serrulata (57.67%), Diospyros kaki (57.14%), Aesculus turbinata (53.29%), Albizia julibrissin (53.02%), and Zelkova serrata (52.29%). The chemical composition was different for each use taxon of 86 plant species. The lignin content was the highest in the fruit group and the lowest in the group other than recommended species for afforestation. Cellulose content was highest in non-reforestation-recommended tree species and lowest in fruit trees. In classification according to tree height, lignin content was higher in shrubs than in tall trees, and cellulose content was highest in tall trees. Between deciduous and evergreen trees, the lignin content was high in deciduous trees (26.46%), and the cellulose content was also high in deciduous trees (44.01%). As a result of analyzing the correlation between each compound, there was a difference. There tended to be a positive correlation between extractives and lignin content. There was a negative correlation between extractives and holocellulose content, hemicellulose and cellulose. The higher extract content affected the cellulose content much more than hemicellulose. Also, the higher the lignin content, the lower the cellulose content. The species with low lignin content and high cellulose content were Diospyros kaki and Prunus serrulata var. spontanea. This result is expected to be primary data for bioenergy, pulp industry and bioindustry.

The effect of the surrounding vegetation on the seed germination and growth of mountain-cultivated ginseng (MCG, Panax ginseng C.A. Meyer) was investigated. Seed germination rate and growth were tested for allelopathy effects on four forest tree species after treatment with fallen leaves and leaf extracts. In the case of soil treatment through fallen leaves and crushed leaves, the germination rate was lower in the Quercus myrsinifolia treatments, and the average germination time was slower when Chamaecyparis obtusa was treated. In the case of Pinus densiflora and Quercus variabilis, which are used in most of the MCG cultivation areas, they did not have a significant effect on seed germination. In the fallen leaves treatments, the stem showed a tendency to lengthen. The hot water extract treatment showed a higher germination percentage than the cold water extract treatment. The extract treatment showed a deficient germination percentage of some MCG seeds. However, in the case of the treatments except for this, the germination percentage was similar to that of the control treatment. However, the Mean Germination Time, germination rate, and germination value were faster and higher than the control treatment. As a result of calculating the allelopathic index (AI) of MCG according to the extract treatment of 4 species, most had a negative effect on germination, and P. densiflora and Q. variabilis extracts showed the most significant effect. The ginsenoside content was higher in the fallen leaves treatment than in the control. The above results will help select and manage MCG plantations.

Chamaecyparis obtusa is one of the economical conifers planted in Korea due to its good quality timber and wood characteristics. Individuals of C. obtusa containing high terpenes (HT) and low terpenes (LT) were selected for by colorimetric method. The HT of C. obtusa was delayed in wilting against various abiotic stresses compared to the LT plants. The HT group exposed to UV did not significant influence the chlorophyll content, and the chlorophyll value was higher in the HT group than the LT group. Also, chilling treatment (5℃) did not significant influence on the chlorophyll content. However treatment at -4℃ showed relatively low chlorophyll content in the LT group than the HT group. Plants exposure to high temperature was not a difference between the HT and the LT group. However, treatment at 38℃ influenced the chlorophyll content that was increased exposure time-dependently. In salt treatments, chlorophyll in the HT group was lower at high concentrations (300 and 500 mM) of NaCl. However, chlorophyll content increased to slightly in treatment time-dependently, which is 6.7% to 40%. H2O2 treatment has been a negative effect on the chlorophyll content in the HT group. All concentration of H2O2 decreased the chlorophyll content of 5% to 35%. Plants containing high terpenoids were resisted against some abiotic stress such as salt and H2O2. Our results implied that terpenoids could cause various abiotic stress resistance. These results could be utilized for efficient management and biomass production during forest silvicultures.

내건성이 우수하다고 판명되어진 비수리(Lespedeza cuneata), 새(Arundinella hirta), 소리쟁이 (Rumex crispus), 장구채(Silene firma), 매듭풀(Kummerowia striata) 5수종의 기내대량증식 조건을 구명하였다. 5종의 선발종 중 비수리는 WPM배지에서 길이생장이 가장 좋았으며, 새는 MS배지, 소리쟁 이는 LP배지에서 장구채는 LP배지, 매듭풀은 SH배지에서 좋은 길이생장을 보였다. 뿌리발생도 수종에 따라 배양배지에 따라 다르게 나타났다. 비수리의 경우 기내발근은 모든 배지에서 뿌리가 발생하지 않 았으며, 새는 MS배지, 소리쟁이는 WPM배지, 장구채는 MS배지, 매듭풀은 1/2MS배지에서 가장 좋은 뿌리생장을 보였다. 잎 갈변은 비수리는 B5배지, 새는 WPM배지, 소리쟁이는 B5배지, 매듭풀은 LP배 지에서 가장 심한 갈변을 보였다. 생존율은 비수리, 소리쟁이, 장구채는 모든배지에서 100% 생존율을 보였으며, 새는 WPM배지에서 25% 생존율을, 매듭풀은 LP배지에서 25%의 낮은 생존율을 나타냈다. 선 발종의 다경줄기를 유도하기 위해 cytokinin을 처리한 결과 비수리의 경우 TDZ 0.5mg/L 처리구, 새는 BA 0.5mg/L, 소리쟁이는 TDZ 0.1mg/L, 장구채는 BA 0.5mg/L, 매듭풀은 BA 0.5mg/L 처리구에서 가장 많은 다경줄기를 형성하였다. cytokinin 처리는 줄기생장, 기내발근 및 다경줄기 유도에 영향을 미쳤다. 기내에서 배양된 식물체는 4종의 인공상토에서 성공적으로 순화되었다. 본 연구 결과들은 내건 성을 가진 5종의 유용식물의 품종개발 및 대량증식에 크게 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

감은 예로부터 우리나라를 비롯하여 아시아 지역에서 많이 재배되고 있는 과실 중 하나이다. 한의학 에서는 떫은감의 꼭지(꽃받침)를 시체(柿蒂)라고 하여 사용하였으며, 민간요법에서는 기침과 천식, 만성 기관지염, 딸꾹질, 야뇨증에 사용되어졌다. 본 실험에서는 가공하여 유통 될 때 버려지는 부산물 중 하 나인 감꼭지와 잎의 tannic acid 함량을 HPLC 기법을 통하여 분석하였다. 본 실험에서는 시기별 성숙 정도에 따라서 함양 고종시, 함양 단성시, 밀양 반시, 밀양 수시, 밀양 고종시로 5품종을 수집하였으며, 시기는 미성숙(8-9월), 성숙(10-11월), 곶감(12월-1월)로 구분하였다. 밀양 반시의 경우 이전의 연구에 서 산청 고종시, 산청 단성시, 밀양 반시의 tannic acid 함량을 비교해본 결과, 밀양 반시의 함량이 다 른 지역에 비해 높은 결과를 나타내었고, 이를 통해 밀양 지역의 품종을 확대하고, 밀양 반시의 잎 시 료를 준비하여, tannic acid 함량을 분석하였다. 성숙 시기별 tannic acid 함량은 미성숙에서 곶감 꼭 지로 갈수록 타닌산 함량이 줄어드는 경향성을 보이며, 미성숙의 생감꼭지에서는 밀양 고종시의 함량이 3.764mg/g로 높게 나타났다. 곶감으로 가공 건조되어 질수록 tannic acid의 함량은 줄어드는 것으로 나타났다. 미성숙 고종시 생감꼭지의 경우 함양 지역과 밀양 지역 내에서 공통적으로 가장 높은 tannic acid 함량을 나타내었으며, 밀양 반시 지역에서 함양 고종시에 비해 약 1.45배 높은 것으로 나타났다. 이는 가공식품으로 이용되는 떫은감의 미성숙 과실 또한 부가가치 창출을 위한 활용소재로 사용될 가능 성을 확인하였으며, 특히 떪은 감의 꼭지는 부산물로써 버려지는 자원이아니라 한의학적으로 중요한 한 약자원으로써 가치가 있을 것으로 사료된다.

Priming 처리를 통하여 목본종자의 발아반응을 조사하고, 그에 알맞은 priming 유도 물질과 농도를 구명하고자 하였다. 35종의 목본종자에 6.7% PEG, 0.1mM GA3, 100mM KNO3, 100mM NaCl를 처리한 결과 모든 처리구에서 발아율이 증가하였고, 그 중 GA3의 처리가 가장 좋았다. 각 처리구에서 공통적으로 발아한 6수종에 대한 발아반응 조사를 시행하였다. 평균발아일수는 KNO3와 GA3 처리구에서 가장 많은 수종이 단축되었다. 발아속도는 GA3에서 가장 빨랐다. 발아치는 GA3가 가장 큰 폭으로 증가하였다. 발아율이 가장 높았던 GA3의 최적농도를 구명하였다. 수종은 발아율이 높았던 3수종과 발아율이 낮았던 2수종을 이용하였으며, GA3 농도의 경우 0, 0.01, 0.05, 0.1, 0.5, 1.0mM 농도로 각각 처리하였다. 그 결과 대조구에 비하여 모든 처리구에서 발아율, 발아속도, 평균발아일수, 발아치가 향상되었다. 특히 주요목본 수종종자의 발아에 가장 좋은 GA3 농도는 0.1mM로 나타났다. 본 연구결과는 발아율이 저조한 목본식물종자의 발아율 향상에 기여할 것으로 판단된다.

본 연구는 9종의 국화과 식물을 대상으로, 생리적 특성 및 생화학적 물질을 관찰함으로써 내건성식물 을 선발하였다. 크기와 생장이 균일한 식물체를 선발한 후, 단수처리를 통하여 건조 스트레스를 유발하 였다. 내건성식물 선발을 위해 엽록소함량, 엽록소함량, 상대수분함수량, 상대수분손실량, 프롤린, 환원 당을 단수일로부터 30일동안 관찰하였다. 식물 생존율은 단풍취, 벌개미취, 참취, 좁은잎구절초 순으로 높게 나타났고, 나머지 5종은 고사하였다. 내건성식물 선발을 위한 나머지 요인들은 높은 생존율을 얻 은 식물종을 기준으로 판단되었다. 그러나 엽록소함량은 단풍취, 단양쑥부쟁이, 벌개미취 순으로 높은 값을 보여, 단풍취와 벌개미취를 제외하고는 생존율과 연관성을 갖지 않는다고 판단되었다. 반면에 상 대수분함수량, 상대수분손실량, 프롤린, 환원당에서는 참취, 단풍취, 벌개미취 3종이 상대적으로 높은 내건성식물로 판단되었고, 생존율과도 비슷한 연관성을 나타내었다. 결론적으로 국화과 식물 9종 중 참 취, 단풍취, 벌개미취 3종이 상대적으로 내건성이 높다고 판단되었다.

본 연구에서는 내건성 식물 선발을 위한 최적 인자를 구명하고, 이들 내건성 식물들의 생장특성을 조 사하였다. 건조저항인자에 대한 나머지 건조저항일(RD), 엽면적(LD), 단위증산량(UTR), 상대함수량 (RWC), 상대수분손실량(RWL), 엽면적(LA), 기공수(SN) 및 기공면적(SA) 등 6개 인자들을 비교한 결과 상대수분손실량과 단위증산량이 건조저항일에 많은 영향을 주는 것으로 나타났다. PCA분석 결과 SA, LA, RD는 한그룹으로 RWC와 SN은 다른 한 그룹으로 구분되었고, UTR은 SA, LA와, RWL은 RWC와 SN과 음의 상관을 보였다. 상기 결과를 종합하여 느릅나무, 도깨비바늘, 뚝갈, 매듭풀, 새, 더위지기, 맑은대쑥, 독말풀, 긴담배풀, 소리쟁이, 비수리, 장구채, 개기장, 도깨비가지를 내건성 식물 종으로 선 발하였고, 이들에 대한 생장시험을 수행하였다. 절토사면지에서 내건성 식물의 줄기생장은 식물 종간에 약간의 차이를 보였는데, 줄기생장과 잎의 수는 느릅나무를 제외하고 폿트에서는 차이를 보이지 않았 다. 그러나 절토사면지에서 내건성 식물 뿌리 생장과 T/R율은 폿트생장과 큰 차이를 보였고, 특히 T/R 율은 폿트묘보다 월등히 낮았다. 이 결과로 보아 선발된 내건성 식물은 절토사면지와 같이 척박한 토양 에서도 잘 적응할 것으로 나타나 내건성 식물의 육종 등에 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

다양한 생리적 인자를 사용하여 참느릅나무 등 총 26 종의 식물체를 대상으로 내건성을 검정하였다. 새, 도깨비가지, 긴담배풀은 수분 중단 8 일 후부터 시들었다. 매듭풀, 비수리와 참느릅나무는 수분 중단 9-10 일 후부터 80% 이상이 시들었다. 매듭풀은 수분 중단 10 일후부터, 비수리와 참느릅나무는 수분중 단 11 일후부터 90% 이상이 시들었다. 수분 공급을 중단하는 처리를 통하여 새, 도깨비가지, 참느릅나무, 매듭풀, 비수리와 참느릅나무는 내건성 식물종으로 확인할 수 있었다. 그 가운데 차풀의 증산률은 0.042ml/cm2·4hr 로 가장 높은 반면에, 비수리와 참느릅나무는 각각 0.005 와 0.010ml/cm2·4hr 의 낮 은 값을 나타내었다. 생리적 인자들의 테스트에서, 잎 면적와 증산률은 식물종마다 다르게 나타났다. 참 느릅나무의 단위 증산률은 다른 식물종들과 비교하여 낮은 값을 가졌다. 새, 매듭풀, 비수리와 참느릅 나무는 높은 상대수분함량을 가졌으며, 낮은 상대수분손실량을 보였다. 이러한 결과를 바탕으로 내건성 식물은 비수리와 참느릅나무로 최종 확인되었고, 생리적 인자를 이용한 내건성 식물을 선발 시스템이 가능함을 보여 주었다.

산겨릅나무(Acer tegmentosum Max)는 단풍나무과의 약용식물로 기내 대량증식 및 발근에 적합한 최적 배지와 식물생장조절물질의 농도를 구명하고, 순화조건을 검증하여 대량생산조건을 확립하기 위해 수행되었다. 산겨릅나무의 종자 소독 후 1.0mg l-1 GA3가 첨가된 MS배지에서 발아시켜 기내식물체를 확보하였고, 생장에 적합한 최적배지 구명을 위해 7종류의 다양한 식물배지에서 4주간 배양한 결과, WPM 배지가 가장 효과적이었다. 액아배양을 통한 대량증식에 최적 조건을 구명하기 위하여 4종의 cytokinin의 다양한 농도별 처리를 통해서 8주 동안 배양한 결과, 1.0mg l-1 Zeatin이 첨가된 배지에서 평균 3.3개의 다경줄기가 유도되었다. 기내발근에는 0.5mg l-1 2.4.-D가 단독 첨가된 배지에서 뿌리 수가 높았고, 다신초 개체는 기외의 토양으로 이식하여 환경적응을 유도한 후 배양묘 대량생산 조건을 확립하였다.

25수종의 식물로부터 기공 및 생화학적 인자분석을 통한 내건성 식물을 선발하였다. 25수종의 기공의 수는 맑은대쑥이 120개로 가장 많았고, 매듭풀, 뽕나무, 꽃향유 순으로 나타났다. 기공의 둘레와 기공 의 면적은 기공의 수와 상반되는 경향을 보였다. 소리쟁이, 개기장, 새는 기공의 수가 적었지만 기공둘 레와 면적이 큰 것으로 나타났다. 엽육세포조직을 관찰한 결과 내건성 수종인 참느릅나무 잎은 건조민 감성인 까실쑥부쟁이에 비해 책상조직이 발달한 모양이었다. 내건성이 강한 수종인 참느릅나무는 까실 쑥부쟁이에 비해 큐티클층이 잘 발달된 형태였다. 건조 고사일수가 가장 길었던 비수리는 건조 전 후의 proline함량은 약간 증가하였지만, 각시취는 건조처리 전의 함량(0.122mg/0.1g FW)에 비해 건조 후의 함량(0.563mg/0.1g FW)이 크게 증가하였다. 환원당 함량도 건조에 따라 증가하였는데, 꽃개오동이 가 장 높았고, 차풀, 참느릅나무, 도깨비바늘 순이었다. 기공과 엽육조직형태, proline과 환원당과 같은 생 화학적 인자는 내건성 수종을 선발하는 지표임이 판명되었다. 본 연구에서 선발된 수종은 훼손지 복원 등에 널리 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

한국산 억새를 산, 알칼리 및 증기폭쇄법으로 전처리한 시료의 최적 효소당화조건을 탐색하고, 당화물을 이용한 에탄올 생산성을 구명하였다. 억새의 화학적 조성은 저분자화합물이 5.0%, lignin 17.0%, hemicellulose 55.1%, cellulose 22.7%이었다. 효소 당화율은 단용효소 처리구보다 혼용효소 처리구에서 높았다. Celluclast 처리구는 Viscozyme보다 높은 당화율을 보였으며, 가장 높은 당화율을 보인 효소 처리구는 EM-3(Celluclast 24.3FPU/g 기질+Viscozyme 80.6FBG/g 기질)로 약 70%의 당화율을 보였다. 산,알칼리 전처리를 통해 정제된 α-cellulose의 효소 당화율은 1% NaOH 처리 증기폭쇄재 보다 16% 높게 나타났다. 효소 cocktail의 당화에 가장 적합한 온도는 50℃였고, 모든 기질에서 효소 반응시간이 증가할수록 당화율이 증가하였다. 억새의 당화물은 오탄당으로 xylose가 육탄당으로 glucose가 주를 이루었다. S. cerevisiae KCCM 11215를 이용한 당화물의 에탄올 발효에서도 각 효소조합과 시료 전처리가 매우 중요한 것으로 나타났다. 억새시료 1kg 당 350g 이상의 에탄올 생산성을 보였으며, 1% NaOH 및 1% KOH를 처리한 증기폭쇄 시료보다 α-cellulose를 기질로 사용한 처리구에서 에탄올 생산성이 높았다.

저온스트레스에 따른 차나무 잎의 변화와 카테킨, 카페인, 아미노산대사 그리고 환원당 등 다양한 대사물의 함량 변화를 구명하였다. 저온스트레스 피해를 입은 실외포장의 차나무 잎은 세포크기, 기공 및 엽맥세포의 크기가 저온스트레스를 입지 않은 온실 재배 녹차잎에 비해 작았다. 저온스트레스 피해를 입은 실외포장의 차나무 잎에서 카페인과 카테킨의 함량은 온실 재배 차나무보다 높았다. 그러나 아미노산의 함량은 저온스트레스 피해를 입은 실외포장의 차나무 잎보다 온실에서 재배한 차나무가 높았다. 환원당 함량은 실외포장의 차나무에서 낮았다. 인위적 저온스트레스 처리 결과 환원당의 함량은 저온스트레스 처리 2시간까지는 증가하였다가 이후는 감소하였다. 이 결과는 저온스트레스가 차나무 잎의 형태적 변화와 더불어 카페인과 카테킨 그리고 당 등 대사물의 영향을 미친다는 것을 나타낸다.

Background: Sancho oil extracted from Zanthoxylum schinifolium (Siebold & Zucc) is a useful edible oil that has been in use for a long time, but it is known to be susceptible to rancidity. Sancho oil purification can remove impurities to prevent rancidity. This study was performed in order to improve the quality of sancho oil and enhance its availability throughout the purification process. Methods and Results: Sancho oil extracted in Hadong, Korea was refined via the degumming and deoxygenation processes, following which we examined the changes in the polyphenol content, fatty acid content and antioxidant activity of the oil. Acetic acid was effective for deoxygenation of sancho oil and 2 N NaOH was effective for its deoxidation. The polyphenol content and antioxidant activity were reduced by the purification process. Saturated fatty acids contents did not vary with the degumming and deoxygenation processes, however the content of unsaturated fatty acids were slightly reduced. Conclusions: This study suggests that the process of sancho oil purification used in this study will contribute to the increased use and storage of sancho oil.