풀버섯(Volvariella volvacea) 균주 4종의 추출물에 대한 항산화 활성, 아질산염 소거능, 베타글루칸 함량 및 아미노산 성분분석을 통한 영양성분 함량을 분석하였다. 풀버섯 4종의 균주 중 Vv 균주(KMCC04386)의 DPPH 라디컬 소거능(23.7%)이 가장 높았으며, 총 폴리페놀 함량 및 총 플라보노이드 함량은 Vv-Chi 균주(KMCC04382)가 각각 8.17 mg GAE/g, 3.46 mg QE/g으로 가장 높았으며, 철 환원 항산화능(0.152) 및 환원력(0.094) 역시 Vv-Chi 균주에서 가장 높게 나타났다. 아질산염 소거능은 풀버섯 균주 간 유의적 차이는 없었다(p<0.05). 베타글루칸 함량은 VG-19 균주(KMCC04380)가 17.53% (w/w)로 가장 높았다. 총 아미노산 및 총 필수아미노산 함량은 VG-19 균주가 각각 986.8 mg/kg과 369.3 mg/kg으로 균주들에 비하여 가장 높게 검출되었다. VG-19 균주의 경우, 시스테인(Cys)이 171.0 mg/kg으로 다른 균주들에 비하여 월등히 높게 검출되었으며 그 외에도 아스파르트산(Asp), 세린(Ser), 글루탐산(Glu), 알라닌(Ala), 이소류신(Ile), 류신(Leu) 등의 감칠맛, 단맛을 내는 아미노산 성분과 일부 필수아미노산 성분이 다른 균주에 비하여 높게 검출되었다. 본 연구결과, 풀버섯 4종의 균주 중에서 DPPH 라디 컬소거능을 제회한 항산화 활성은 Vv-Chi 균주가 가장 높았으며, 베타글루칸 함량 및 영양성분 함량은 VG-19 균주가 높은 것으로 확인되었다.

국내 자생하는 야생버섯 추출물의 생리활성 성분을 평가하기 위하여 각지에서 수집된 야생버섯 70% 에탄올추출물에 대한 DPPH 라디컬 소거능, 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량, 철 환원 항산화능, 환원력의 항산화 활성, 아질산염 소거능 및 야생버섯의 건조시료를 이용하여 베타글루칸 함량을 분석하였다. 본 연구에서 수집된 10종의 야생버섯류 중에서 영지(OK1362) 에탄올추출물의 DPPH 라디컬 소거능(73.2%), 총 폴리페놀 함량(28.9 mg GAE/g) 및 총 플라보노이드 함량(10.0 mg QE/g)철 환원 항산화능(0.134), 환원력(0.155), 아질산염 소거능(56.3%) 이 다른 버섯류에 비하여 유의적으로 가장 높았다. 그 이외에도 아까시흰구멍버섯(OK1360), 광대버섯속의 A. lanigera (OK1398), 졸각무당버섯(OK1406)이 높은 항산화능 및 아질산염 소거능을 가지고 있음을 확인하였다. 또한 베타글루칸 함량은 영지(OK1362)가 25.2%를 나타내며 가장 높았으며, 그 외에 구름버섯속의 T. lactinea (OK1457)가 24.5%로 높은 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 국내 자생하는 야생버섯류 중 새로운 천연물 유래 생리활성 물질을 탐색하기 위한 기초자료로서 활용 가능성을 기대한다.

본 연구에서는 국내에서 소비도 및 인지도가 높은 식용 버섯인 큰느타리(Pleurotus eryngii), 느타리(Pleurotus ostreatus), 표고(Lentinula edodes), 팽이(Flammulina velutipes)의 열풍건조 및 로스팅 시료를 대상으로 상온 (20-25 ̊C) 및 저온저장(4 ̊C) 3개월 후의 시료와 저장 전의 시료와의 항산화능, 아질산염 소거능 및 베타글루칸 성분 변화를 알아보기 위하여 실험을 수행하였다. DPPH 라디칼 소거능은 큰느타리와 표고의 열풍건조 시료를 제외하고 다른 열풍건조 및 로스팅 시료의 상온저장 처리가 가장 낮은 소거능을 나타냈다. 총 폴리페놀 함량은 큰느타리와 표고 열풍건조 시료를 제외하고 상온저장 시 함량치가 가장 낮았으며, 모든 식용 버섯류의 로스팅 시료에서 저장 전에 비하여 상온 및 저온저장 시에 함량이 감소하였다. 철환원 항산화능은 표고의 로스팅 시료를 제외하고 다른 버섯류의 열풍건조 및 로스팅 시료에서 저장 전에 비하여 상온 및 저온저장 시료에서 높아지는 경향이었으며, 환원력은 열풍건조 및 로스팅 시료의 상온 및 저온저장 시에 저장 전에 비하여 증가하는 경향을 나타냈다. 베타글루칸 함량의 경우, 열풍건조 및 로스팅 시료의 상온 저장된 시료에서 가장 낮은 함량치를 보였다. 본 연구의 결과는 식용버섯 가공원료의 상온 또는 저온저장 시에 버섯에 함유되어 있는 항산화, 베타글루칸 등과 같은 유용한 생리활성 성분의 변화 정도를 예측할 수 있는 기초적 자료로서 그 활용도가 높으리라 기대된다.

본 연구에서는 버섯의 건조 및 로스팅 처리의 가공방법에 따른 생리활성 성분과 영양성분의 변화에 대하여 알아보기 위해서 실험을 수행하였다. 항산화 등의 생리활성 성분의 변화를 분석한 결과, DPPH 라디컬 소거능은 잎새 버섯의 열풍건조 시료에서 가장 높았으며, 팽이와 꽃송이 버섯은 가공방법별 유의적인 차이는 없었다. 아질산염 소거능은 꽃송이버섯의 로스팅 시료에서 증가하는 것으로 나타났으며, 팽이와 잎새버섯은 유의적 차이가 없거나 생 시료에 비하여 낮았다. 총 폴리페놀 함량은 팽이와 꽃송이버섯 로스팅 시료가 생버섯(fresh) 시료에 비하여 증가 하는 것으로 나타났다. 아미노산 분석결과, 잎새버섯은 로스팅 처리로 인하여 아미노산 성분들 중 단맛을 담당하는 세린(Ser), 알라닌(Ala)성분들이 증가함과 동시에 쓴맛을 나타내는 류신(Leu), 이소류신(Ile) 성분들은 감소하는 것으로 나타났으며, 팽이와 꽃송이버섯은 필수 아미노산 성분을 포함하여 대부분의 아미노산 성분 함량이 로스팅 처리로 인하여 생시료에 비하여 증가하고 있는 것으로 나타나 로스팅 처리가 버섯내의 영양성분 향상에 효과가 있는 것으로 확인되었다.

본 연구에서는 느타리(Pleurotus ostreatus)와 표고(Lentinula edodes) 버섯차 개발을 위하여 귀리(oat)와 현미(brown rice)를 부재료로 사용함으로서 버섯 특유의 향미를 저감시킴과 동시에 곡물류 특유의 고소함과 영양학적 가치 향상을 기대하였다. 이에 버섯시료의 가공방법 중 열풍건조 및 로스팅 처리에 의한 생리활성 및 영양성 분의 변화를 분석한 결과, 느타리와 표고의 열풍건조 및 로스팅 시료 사이의 DPPH 라디컬 소거능과 아질산염소 거능의 차이는 크게 없었으나, 총 폴리페놀 함량과 베타글루칸 함량은 로스팅 처리에 의하여 함량치가 증가하는 것으로 나타났다. 또한 로스팅 처리된 귀리와 현미의 생리활성과 영양성분을 비교한 결과, 귀리의 DPPH 라디컬 소거능 및 베타글루칸 함량은 현미에 비하여 높은 것으로 나타났으며, 귀리는 높은 글루탐산(Glu) 성분 등을 포함하여 모든 아미노산 성분이 현미보다 높게 나타났다. 로스팅 버섯 시료와 부재료의 혼합비율별 추출온도 및 추출 시간 조건에 따른 생리활성 분석결과, DPPH 라디컬 소거 능은 로스팅 표고와 귀리 1:1 혼합물(LE+O)의 100 ̊C, 3분 추출조건에서 33.5%로 가장 높았으며, 아질산염소거 능은 느타리와 현미 3:1 혼합물(PO+B)의 100 ̊C, 10분 추 출조건에서 49.9%로 가장 높은 소거활성을 보였다. 총 폴리페놀 함량은 70℃의 10분 추출시간 조건에서 느타리와 현미 3:1 혼합추출물(PO+B)의 함량치가 16.2 mg GAE/g 로 가장 높았으며, 베타글루칸 함량은 표고와 현미 (LE+B) 3:1 혼합물에서 34.4%로 다른 혼합비율의 함량치에 비하여 높았다. 아미노산 분석결과, 느타리와 현미 혼 합물(PO+B) 중 1:1 혼합비율에서 필수 아미노산 성분함량이 다른 혼합비율에 비하여 높았으며, 표고와 현미 (LE+B) 혼합물 3:1의 비율에서 필수아미노산 성분 함량이 가장 높았다. 아미노산 성분 중 단맛과 감칠맛을 나타내는 성분함량이 월등히 높았던 귀리를 혼합함에 따른 느타리, 표고와 귀리 혼합물에서의 아미노산 성분함량의 상승효과는 나타나지 않았다.

복령 발달단계인 균사체(mycelium), 균핵(sclerotium) 및 자실체(fruiting body)에 대한 열수(hot-water), 70% 주정(70% EtOH) 및 70% 메탄올(70% MeOH) 용매별 생리활성 성분과 발달단계별 건조시료의 베타글루칸 및 아미노산 성분함량을 분석하였다. 그 결과, 발달단계별 시료 중에서 균사체의 DPPH 라디컬 소거능, 철 환원 항산화능, 환원력, 아질산염 소거능 및 총 폴리페놀 함량이 균핵과 자실체와 비교하여 유의적 차이를 보이며 높은 것으로 나타났다. 추출용매별 결과, 균사체의 경우 열수추출물(hotwater) 에서 DPPH 라디컬 소거능, 철 환원 항산화능 및 총 폴리페놀 함량이 높았으며, 균핵은 70% 주정추출물 (70% EtOH)에서 철 환원 항산화능 및 총 폴리페놀 함량이, 열수추출물(hot-water)에서 DPPH 라디컬 소거능, 환원력 및 아질산염 소거능이 높았으며, 자실체는 열수추출물(hot-water)에서 DPPH 라디컬 소거능, 환원력, 아질산 염소거능 및 총 폴리페놀 함량이 다른 용매추출물에 비하여 높게 나타났다. 균사체, 균핵 및 자실체 건조시료 중의 베타글루칸 함량은 균핵에서 균사체와 자실체에 비하여 월등히 높은 함량치를 나타냈다. 총 아미노산 및 총 필수아미노산 함량은 자실체와 균사체에서 균핵과 비교하여 월등히 높았으며, 그 중 알기닌(Arg)과 페닐알라닌(Phe) 이 높게 검출되었다.

Objectives Here, we report the effect of overexpression of ginseng farnesyl diphosphate synthase on the transcription of three key regulatory enzymes involved in triterpene metabolism in hairy root of ginseng and Centella asiatica (L.) Urban. Materials and Methods A four-year-old root of Panax ginseng C.A. Meyer and Centella asiatica (L.) Urban whole plants were obtained from National Institute of Crop Science (Suwon, Korea) and Chonnam National University (Gwangju, Korea), respectively. Agrobacterium rhizogenes R1000 strain was kindly provided by Dr. In (Nongwoo Bio, Yeju, Korea). Results and Discussion The role of farnesyl diphosphate synthase (FPS) in triterpene biosynthesis (Fig. 1) was investigated. A pCAMBIA3101 vector was used to insert a exogenous gene into target plant genome (Fig. 2). After the transformation, we produced Panax ginseng and Centella asiatica hairy roots by introducing the coding region of the gene from Panax ginseng. In these hairy roots, integration of the transgenes into the C. asiatica nuclear genome was confirmed by PCR analysis using PgFPS (P. ginseng FPS) primers and by Southern hybridization using PgFPS-specific probe. FPS specific activity is increased 4-fold compared to controls. In RT-PCR analysis, overexpression of PgFPS in hairy roots was observed (Fig. 3) and two genes, cycloartenol and beta-amyrin synthase, related to triterpene biosynthesis were up-regulated. These results suggest that FPS overexpression might lead to an enhanced biosynthesis of triterpene saponins and phytosterols. However, we did not demonstrate whether or not the introduction of PgFPS gene in Centella asiatica genome directly enhances triterpene saponin production, although our results showed that gene expression related to triterpene saponin biosynthesis were obviously up-regulated. Therefore, additional experiments such as overexpression of FPS gene in triterpene saponin-deficient mutant plants will be required.

A protocol for the production of transgenic Panax ginseng C.A. Meyer was established via Agrobacterium tumefaciens-mediated genetic transformation of direct somatic embryos. A number of conditions related to the co-cultivation were tested with respect to maximizing transformation efficiency. The results showed that pH of the co-cultivation medium (5.7), the bacterial growth phase (optical density; OD600 = 0.8), co-cultivation period (3 days), and acetosyringone concentration (100 μM) had positive effects on transformation. Selected plantlets were cultured on the medium at an elevated hygromycin level(30 mg/l). Integration of the transgenes into the P. ginseng nuclear genome was confirmed by PCR analysis using hpt primers and by Southern hybridization using hpt-specific probe. The transgenic plantlets were obtained after 3-month cultivation and did not show any detectable variation in morphology or growth characteristics compared to wild-type plants.

The cost of conventional cultivation of ginseng (Panax ginseng C.A. Meyer) is very expensive, because shadow condition should be maintained during cultivation periods owing to inherently weak plant for high-temperature. Therefore, application of plant biotechnology may be possible to overcome these difficulties caused by conventional breeding of ginseng. Transgenic plants were produced via Agrobacterium tumefaciens Gv3101, both carrying the binary plasmid pBI121 mLPISO with nptII and Iso (isoprene synthase) gene. Integration of the transgenes into the P. ginseng nuclear genome was confirmed by PCR analysis using nptII primers and Iso primers. RT-PCR result also demonstrated the foreign isoprene synthase gene in three transgenic plant lines (T1, T3, and T5) which was expressed at the transcriptional level. When whole plants of transgenic ginseng were exposed to high temperature at 46℃ for 1 h, a non-transformed plant was wilted from heat shock, whereas a transgenic plant appeared to remain healthy. We suggest that the introduction of exogenous isoprene synthase is considered as alternative methods far generating thermotolerance ginseng.

The effect of plant growth regulators was investigated on in vitro shoot proliferation from axillary bud explants of Hypericum erectum. To determine the optimal cytokinin for proliferation of axillay buds, we carried out screening four cytokinins (BA, kinetin, 2iP, TDZ). When nodal segments were cultured on MS medium supplemented with 4.5 μM TDZ (thidiazuron), a number of shoots were induced. Our results indicated that the addition of TDZ to culture medium resulted in the induction of significantly more axillary buds than in the addition of other cytokinins. The optimal concentration of TDZ for proliferation of axillary buds was 10 μM. 92% of shoots spontaneously rooted without any plant growth regulator (PGR) and formed whole plantlets within one month. More than 95% of these regenerants survived and they did not show any detectable variation in morphology or growth characteristics compared to their donor plants.

Centella asiatica accumulates large amounts of triterpene saponin, such as centellasaponin, asiaticoside, madecassoside. We examined the effect of two candidates, MJ (Methyl jasmonate) and TDZ (thidiazuron), on asiaticoside production and the accumulation of bAS mRNA associated with asiaticoside biosynthesis in leaves of cultured whole plants. The growth of whole plants treated with 0.1 mM MJ was found to decrease significantly, however, the growth of whole plants treated with 0.1 mM MJ plus 0.025 mg/l TDZ was better than that treated with MJ alone. When MJ alone was added to culture medium, asiaticoside contents in leaves were higher than that of control after 7 days of treatments. The maximum level of bAS (β-amyrin synthsae) mRNA in leaves of whole plant treated TDZ and MJ was transiently observed after exposure to 5 days. These results showed the up-regulation of bAS gene by adding TDZ and MJ at the molecular level, however, synergic effects of TDZ and MJ on asiaticoside biosynthesis were not testified.

Plants have been known to accumulate a very diverse range of triterpene saponins. We have investigated the regulation of saponin biosynthesis in higher plants using Centella asiatica (L.) Urban as a model plant. Effects of a feeding precursor on asiaticoside production from leaves and on the level of two-type OSCs mRNA were investigated. As a feeding precursor, squalene negatively affected the levels of CYS and bAS mRNA, but it also decreased the production of asiaticoside from whole plants. Plant hormones regulate secondary metabolism, and in plant tissue cultures they could affect both culture growth and secondary metabolite production. Although enhancement of asiaticoside production from whole plant cultures by addition of TDZ (thidiazuron) has been reported, the positive effect of TDZ on the levels of OSCs transcripts was not observed.