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.

비닐하우스 내에서 일평균 투광율을 21.2%, 24.8%, 30.3%와 같이 3수준으로, 토양수분을 11.0%, 12.5%, 15.3%, 18.9%와 같이 4수준으로 조절하여 묘삼의 생육 및 수량을 조사한 결과는 다음과 같다. 엽록소 함량은 투광율이 낮은 조건에서 토양수분함량의 감소에 따라 완만히 감소되었으나 투광량이 높은 조건에서 토양수분함량이 낮아지면 엽록소 함량은 현저히 감소되었다.고온장해율은 투광율이 낮은 조건에서 토양수분함량이 11.0%처럼 매우 낮을 때에만 현저히 증가되었지만 투광량이 높은 조건에서는 토양수분함량의 감소에 따라 고온장해율은 급격히 증가되었다. 3.3m2(칸)당 생근중, 주당 생근중 및 사용가능묘삼수는 투광율이 증가되고 토양수분함량이 감소될수록 뚜렷이 감소되었는데, 토양수분함량이 적절한 조건(18.9%)에서는 투광율이 증가되어도 묘삼수량의 감소는 적었으나 토양수분함량이 부족한 조건에서는 투광율이 증가될수록 묘삼수량은 현저히 감소되었다. 적변율은 투광율이 높고 토양수분함량이 많을 때 현저히 증가되었는데, 투광율이 높은 조건에서 토양수분함량이 감소되면 적변율도 차차 감소되었으며, 투광율이 낮은 조건에서 적변율은 토양수분함량에 따라 큰 변화를 보이지 않았다.

토양수분함량이 묘삼의 생육특성 및 수량에 미치는 영향을 구명하기 위해 비가림 시설하우스에서 토양수분을 100~400mbar 수준으로 조절하여 시험한 결과는 다음과 같다. 1. 광합성량은 토양수분의 감소에 따라 차차 감소되었는데, 토양수분이 매우 적은 조건에서는 뚜렷이 감소되었다. 2. 광합성량은 25℃보다 30℃에서 뚜렷이 감소되었으며, 광포화점은 온도에 따라 차이를 보여 25℃에서는 약 600μmol/m2/s로 높았으나 30℃에서는 약 300μmol/m2/s로. 낮아졌다. 3. 증산량은 광량이 증가할수록 증가하고 토양수분이 감소할수록 감소되었는데, 토양수분이 많았던 처리에서는 온도에 관계없이 고광조건에서 증산량이 매우 많았으나 30℃의 고온과 400 mbar의 낮은 토양수분 조건에서는 상대적으로 큰 폭의 감소를 보였다. 4. 엽장, 엽폭, 엽록소함량 및 잎의 수분함량은 토양수분의 감소에 따라 차차 감소되었으며, 고온장해율은 토양수분이 감소될수록 뚜렷이 증가되었다. 5. 총근중, 주당근중 및 본포에 이식이 가능한 묘삼의 수량성은 토양수분의 감소에 따라 뚜렷이 감소되어 묘삼생산에 적합한 토양수분함량은 용수량의 63% (절대수분함량 18.9%) 수준이었다.

Ginseng (Panax ginseng C. A. Meyer), a perennial herb in the Araliaceae family, is one of the most commonly utilized medicinal plants in the world. Because whole genome sequence of the ginseng plant is not analyzed, the expressed sequence tags (ESTs) from a ginseng plant was studied by constructing cDNA libraries. Almost 20,000 ESTs were collected and BLAST comparisons of the cDNAs in GenBank’s non-redundant databases revealed that many cDNAs (89.1%) exhibited a high degree of sequence homology to genes from other organisms. The majority of the identified transcripts were found to be genes related with energy, metabolism, subcellular localization, and protein synthesis. Many cDNA clones containing fructose-1,6-bisphosphate aldolase, dehydrin, catalase, and glutathion-S-transferase etc. were analyzed to study their characteristics. The expressions of the genes in different organs were analyzed using reverse transcriptase (RT)-PCR. In addition, the expressions of the genes under different abiotic stresses were analyzed at different time points. Ginseng Genetic Resource Bank (GGRB) in Kyung Hee University is the center constructed for ginseng genomic and genetic information. GGRB collects genetic resources of ginseng cultivars with systematic management system for effective conservation and application of the resources. GGRB supplies researchers new ginseng cultivars, specific markers, ginseng DNA and RNA for scientific researches.

본 연구는 비누수 해가림 재배가 인삼 생육 및 품질에 미치는 영향을 구명하기 위하여 인삼의 차광재료를 비누수 해가림과 차광망을 이용하여 실험하였던 바, 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 차광재료에 따른 맑은 날의 광량은 비누수해가림이 차광망에 비하여 낮은 경향이었고, 온도는 비누수해가림이 차광망에 비하여 3~5℃ 낮게 나타났다. 2. 차광재료에 따른 3, 4, 5년근 인삼의 생존본수는 비누수해가림에 비하여 차광망이 낮게 나타났다. 3. 차광재료에 따른 인삼의 경태는 비누수해가림에서 증가하였고, 생근중도 비누수해가림이 차광망에 비하여 3년근에서는 5.0 g, 4년근에서는 10 g, 5년근에서는 8 g 높았다. 4. 차광재료에 따른 3, 4, 5년근 모두 수삼의 수량은 비누수해가림이 차광망보다 훨씬 높게 나타났다. 5. 차광재료별 3, 4, 5년근 수삼의 크기는 비누수해가림이 차광망에 비하여 대편이 많이 분포하였으며, 진세노사이드 함량도 비누수해가림이 차광망에 비해서 높았다

인삼의 차광재료가 생육시기별 광합성, 증산작용 및 기공전도도의 일변화에 미치는 영향을 구명하고자 다음과 같이 실시하였다. 삼집내 자연광과 인공광선을 이용하여 광합성, 증산, 기공전도도 및 엽록소를 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 생육시기별 광합성속도의 일변화는 오전에 증가하다가 오후로 갈수록 감소하는 경향을 보였으며 차광망에 비하여 차광판에서 높았다. 증산작용은 광합성작용과 반대로 오후로 갈수록 증가하는 경향을 보였고 기공전도도는 오후로 갈수록 감소하는 경향을 보였다. 광합성속도와 기공전도도와의 관계는 오전에서 l차직선회귀식으로 정의 상관관계가 인정되었으나, 오후에서의 양자간의 관계는 인정되지 않았다. 일복재료별 엽록소의 변화는 모든 처리구에서 생육이 진전됨에 따라 SPAD값이 감소하는 경향이었으며, 차광망에 비하여 차광판의 SPAD값이 전 생육기간에 높은 경향이었다.

인삼재배가 가능한 임간의 기후적 특성과 임간재배지내에서의 병해충 발생상황 및 생육상황을 관행재배지와 비교해본 결과는 다음과 같다. 가. 임간재배지의 온도는 관행재배지보다 1℃ 정도 낮고 습도는 2% 정도 높았으며 토양온도는 1.9℃ 낮고 토양수분도 11.8%가 낮았다. 임간재배지의 풍속은 관행재배지보다 3배 정도 늦었으며 결로시간은 3.3시간 긴 것으로 나타났다. 특히 일사량은 현저히 부족하였고 강우량도 약간 부족한 것으로 나타났으나 큰 차이는 없었다. 나. 2003년이 2004년과 2005년보다 병해의 발생이 많았고 임간재배지에서의 병해발생이 관행재배지보다 심하였다. 때문에 8월 중순경에 지상부가 거의 다 고사되었다. 임간재배지의 주요 병해충으로는 탄저병, 점무늬병 및 뿌리썩음병이었고, 관행재배지는 위의 병해와 잿빛곰팡이병의 발생이 주를 이루는 것으로 나타났다. 해충으로는 잎별레와 나방류가 가해하는 것으로 조사되었다. 3년근의 생육상황을 비교한 결과 임간재배지에서 자란 인삼의 생육상황이 전반적으로 50% 이상 불량하였고 특히 근중은 87.2% 정도 가벼운 것으로 나타났다.

청색과 황색의 4중직 폴리에틸렌 차광망을 해가림 피복물로 사용하여 해가림 색상이 4년생 인삼의 생육 및 진세노사이드 함량에 미치는 영향을 구명하고자 시험한 결과는 다음과 같다. 1. 청색 차광망의 spectral irradiance는 498nm에서, 황색차광망은 606nm에서 최고를 보여 색상에 따라 광질은 뚜렷한 차이를 보였다. 2. 청색 차광망은 황색 차광망보다 투광량이 23% 더 많았으며,기온도 0.3 ˚C 더 높았고 여름철 투광량 증가로 인한 기온 상승으로 황색 차광망보다 지상부 생육이 억제되고 고온장해 발생이 심하였다. 3. 황색 차광망은 청색 차광망보다 엽록소 함량이 더 많고 경장 및 엽면적이 더 컸으며, 고온장해 발생율이 낮아 인삼수량은 48% 증가되었다. 4.동체부위의 총 진세노사이드 함량은 색상 간에 유의적인차이가 없었으나 지근 및 세근부위의 총 진세노사이드 함량은 청색 차광망이 황색 차광망보다 유의적인 증가를 보였다. 5. PD/PT비율은 지근부위에서만 청색 차광망이 황색 차광망보다 유의적으로 높았으며, Rb1/Rg1의 비율은 모든 부위에서 청색 차광망이 황색 차광망보다 높았으나 지근부위에서는 유의성이 없었다.

6년근 인삼재배에 적합한 우량묘삼을 생산하기 위하여 적합한 묘포양식과 토양개량제를 선발하고자 양직묘포 및 반 양직묘포 그리고 팽화왕겨와 펄라이트를 혼합 처리하여 시험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 묘포의 투수성은 양직묘포가 반 양직묘포보다, 팽화왕겨처리가 대조구보다 양호하였고, 공극률은 양직묘포가 반 양직묘포보다 2.23%, 팽화왕겨 처리구가 대조구보다 2% 높아 토양 물리성 개선효과 있었다. 2. 입모수는 묘포양식과 토양개량제 처리 시 차이는 없었으나, 엽면적은 양직묘포에서 반 양직묘포보다, 팽화왕겨와 펄라이트 처리구에서 대조구보다 뚜렷하게 감소하였다. 3. 근장, 근두직경 및 동체직경은 양직묘포에서 반 양직묘포 보다 길거나 굵었으나, 토양개량제 간에는 뚜렷한 차이가 없었고 건조률은 양직묘포에서 반 양직묘포보다 높았으나 토양개량제 간에는 차이가 없었으며 칸당 수확본수는 양직묘포에서 반 양직묘포에 비해 252본이 많았으나, 토양개량제 간에는 큰 차이가 없었다. 4. 식재가능묘삼비율은 양직묘포에서 반 양직묘포에 비하여 21.7%로 증가하였고, 양직묘포와 반 양직묘포에서 팽화왕겨에서 대조구보다 유의하게 높았다. 불용묘삼의 비율은 양직묘포에서 32.5%로 반 양직묘포의 59.4%에 비해 26.9%감소하였다.

Good quality seedlings produced in the seedbed of Yangjik, traditional seedling cultivation, is one of the most important factors in determining the yield and quality of 4~6-year-old ginseng. This study was carried out to substitute Yacto, traditional organic fertilizer, for economical compost in the cultivation of seedling by fertilizing relatively little amount of compost into seedbed soil. Bulk density and solid phase were decreased in physical properties of seedbed soil, while air phase and porosity were increased by more addition of compost. When the amount of applied compost in seedbed soil was above 8l per Kan, the contents of nutrient were exceeded the range of optimal standard for ginseng cultivation. Chlorophyll content and stem length were increased by more addition of compost, while the length and the width of leaves showed the highest value at the application level of 8l per Kan. Heat injury was also increased distinctly above the application level of 8l per Kan. The number of first grade seedlings and usable seedlings, and fresh root weight per plant showed the peak at application level of 8l per Kan, respectively. Fertilizing the compost of 8l per Kan into seedbed soil was the optimal amount for producing the good quality seedlings.

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.

Saponin and ginsenosides are very important as medicinal components of ginseng. These components are significantly different according to Panax species, cultivation area, or manufactured products. In this research, we comparatively analyzed the characteri