Somatic embryos on growth regulator-free medium can be produced directly from cotyledon explants of Panax ginseng C. A. Meyer. When the embryo developmental stage was torpedo and cotyledon, the germination rate of embryos was quite high on MS medium supplemented with gibberellic acid (GA3). However, the percentage of plantlet formation at the cotyledon stage was higher than that at the torpedo stage. This result demonstrates that the embryo at the cotyledon stage was the most appropriate for increasing germination by GA3. Embryos cultured on medium including four levels of GA3 concentrations (3, 5, 10, or 20 mg/l) showed all quite high germination rates (87-91%). When the well-developed embryos were continuously cultured on media including high concentrations of GA3 from 10 to 20 mg/l, the percentage of formation of normal plantlets was lower than that seen under low concentrations from 3 to 5 mg/l. This treatment of high concentrations resulted in shoots with abnormal shape. The optimal GA3 treatment provides a basis for the efficient method obtaining healthy plantlets derived from ginseng somatic embryos.

This study was conducted to assess the response of LED (Light-emitting diode) irradiation on the growth characteristics and saponin contents of Panax ginseng C. A. Meyer. LED irradiation showed a positive effect for most of the parameters studied. The content of chlorophyll a in leaves was increased by 4.9~36.5%, under LED and fluorescent light conditions compared to the control. The content of chlorophyll b was also increased by 44.4~55.6% under blue and red LED compared to the control except under the red plus blue LED condition. The shoot and root weight were increased by 20~60% and 14.8~59.3%, respectively under LED and fluorescent light conditions compared to the control. The total saponin content was increased by 1.8% under blue LED compared to the control, while total saponin content was decreased by 8.8~11.5% under red LED, red plus blue LED and fluorescent light conditions.

본 연구는 5 년근의 인삼에서 차광시설의 재배위치에 따른 사포닌의 함량 차이를 검정하였다. 재식 위치별 전행 (1~2행) 에서 연풍과 재래종 주근의 총 사포닌 단위함량은 각각 15.01 mg/g, 21.79 mg/g, 지근은 각각 35.93 mg/g, 43.32 mg/g, 세근은 각각 87.85 mg/g, 105.51 mg/g이었다. 중행 (3~5행) 에서 연풍과 재래종 주근의 총 사포닌 단위함량은 각각 18.73 mg/g, 23.19 mg/g, 지근은 각각 44.92 mg/g, 43.50 mg/g, 세근은 각각 92.97 mg/g, 110.70 mg/g이었다. 후행 (6~7행) 에서 연풍과 재래종 주근의 총 사포닌 단위함량은 각각 21.88 mg/g, 26.68 mg/g, 지근은 각각 38.41 mg/g, 44.89 mg/g, 세근은 각각 101.03 mg/g, 107.06 mg/g이었다. 재배위치에 따른 연풍과 재래종의 주근, 지근 및 세근의 총 사포닌과 주요 사포닌 함량의 차이는 연풍의 주근을 제외하고 모든 부위에서 크지 않았다. PD/PT 비율은 전행 인삼은 중행과 후행에 비하여 낮았으며 뿌리의 부위별로도 차이가 컸다.

인삼 4년생을 대상으로 해가림 색상을 달리하여 재배 시험한 결과, 대조구인 4중직 PE 차광망(청색 3 + 흑색 1중직)이나 청색 4중직 차광망에서 재배된 인삼의 뿌리 근중은 적색 4중직 차광망보다 높게 나타났으며, 대조구보다 청색과 적색에서 동체의 비율이 낮고 지근의 비율이 높아 투광량이 많아지면 동체의 생장이 감소하고 지근의 생장은 증가하였다. 뿌리에 함유된 진세노사이드 함량은 적색 해가림재배에서 가장 높게 나타나 투광량이 증가할수록 진세노사이드 함량이 증가되었으며, 특히 진세노사이드 Rg1의 함량이 유의적으로 더 높았다. 색상에 따른 진세노사이드 함량차이는 해가림 색상 차이에 의해 생합성 과정이 영향을 받은 것이 아닌 생육량의 차이에 따른 결과로 판단되었다.

An advanced extraction method by ultrasonic extraction with applied solid phase extraction (SPE) has been developed for the determination of simultaneous eight major ginsenosides, namely ginsenosides Rg1, Re, Rf, Rb1, Rg2, Rc, Rb2, and Rd in the root of Panax ginseng. Four extraction methods including n-BuOH reflux extraction (Method A), 70% EtOH reflux extraction (Method B), 50% MeOH reflux extraction with SPE (Method C), and 50% MeOH ultrasonication with SPE clean-up process (Method D) were investigated for the determination of eight major ginsenosides. Total contents of ginsenosides were highest by extraction of Method C as 2.408±0.011%. However, Method D was evaluated as relatively simpler and more efficient method due to short extraction time, small solvent consumption and less expensive, compared to conservative reflux method. Ginsenosides were also satisfactorily separated with good resolution and the accuracy range was between 1.05 and 4.06% as relative standard deviation (RSD) by Method D. SPE condition and HPLC condition were further optimized for determination of eight major ginsenosides by the ultrasonic extraction method. Conclusively, ultrasonic extraction of 2 g sample of ginseng using ultrasonic bath and 1 loading for SPE was evaluated as proper condition for extraction of ginseng.

To selection of optimal shading material, two-year-old ginseng (Panax ginseng C. A. Meyer) of new cultivar, 'Cheonpoong' (CP), and native species 'Hwangsookjong' (HS) were cultured under three kinds of shading materials such as three-layered blue and a one-layered black PE (polyethylene) net (TBSB), blue PE sheet (BS), and aluminium coated PE sheet (AS) in imperfectly drained paddy soil. Growth characteristics, yield and ginsenoside contents were investigated under three shading materials. Yield and ginsenoside contents of ginseng were distinctly affected by intensity and quality of sunlight penetrated through shading materials. Light transmission ratio, air and soil temperature according to shading materials were higher in order of BS, AS, and TBSB. However, ratio of aerial phase and porosity of the soil were higher in order of AS, BS, and TBSB, respectively. There was no significantly difference in the ratio of rusty colored root by shading materials. CP showed higher stem length, leaf area, and root weight than that of HS, while the former showed distinctly lower discolored leaf ratio than that the other. Eight kinds of ginsenosides content of CP were higher than that of HS in Rg1, Re, Rf, Rb1 and Rc except Rg2, Rb2, and Rb3. Total ginsenoside contents of CP was distinctly higher than that of HS. Total ginsenoside contents as affected by shading materials was higher in order of BS, TBSB, and AS in CP, while TBSB, BS, and AS in HS.

This study was conducted to investigate the influence of shading material on the chlorophyll fluorescence, photosynthesis, transpiration, stomatal conductance and its any correlations in Panax ginseng C.A.Meyer. Fo was higher in polyethylene shade net than in silver-coated shading plate, but this treatment caused a lower Fm in comparison with silver-coated shading plate. Also, Fv/Fm and PhiPS2 showed higher in silver-coated shading plate than in polyethylene shade net. The relationship between net photosynthetic rate and transpiration, stomatal conductance were increased as the PAR (Photosynthetic active radiation) was increased and reached maximum at the 200-400 μmol/m2/s of PAR in all of leaves, and the higher in silver-coated shading plate than in polyethylene shade net. A linear equation was obtained between net photosynthetic rate and transpiration, net photosynthetic rate and stomatal conductance. SPAD was higher in silver-coated shading plate than in polyethylene shade net.

본 연구는 이식 재배를 위한 건전 우량 인삼묘 생산을 위하여 해가림 내의 광량이 1년생 인삼의 광합성 및 형태적 특성에 대하여 조사하였다. 투과율에 따른 인삼의 엽록소 함량 및 광합성은 광 투과율이 높을수록 감소하는 경향을 보였으며, 광 투과율이 높은 조건은 잎이 생리적 장해를 받아 황변하는 모습을 보이고 있고, 줄기는 하피가 형성되었으며, 줄기의 유관속내 사부의 발달이 현저하게 위축되었다. 또한 뿌리는 광량이 높을수록 표피가 파괴되는 모습을 보였으며 형성층의 발달이 적었다. 뿌리 수량 역시 광 투과율이 높을수록 감소되었다.

인삼재배지 180지점으로부터 토양을 채취하여 토양산도, 유기물함량 및 유효인산함량을 측정한 결과 재배년수별 유의한 차이는 나타나지 않았다. 채취한 토양의 메탄올추출액으로 상추종자 발아실험을 실시한 결과 5~6년 재배지의 토양에서 종자발아나 유묘생장을 강하게 억제하는 토양추출액을 선발하였다. 선발된 토양 추출액중 발아와 유묘생장을 억제하였던 추출액은 인삼배양세포의 활력을 최대 90%까지 억제하였으나 전해물질의 누출은 증가하지 않았다. 토양추출액으로 세가지 종류의 항산화 효소 활성을 측정한 결과 superoxide dismutase는 거의 영향을 받지 않았으나, 상추유묘의 생체중억제형 토양추출액을 처리한 인삼배양세포의 peroxidase의 활성이 현저하게 억제되었고, catalase의 활성은 발아억제형 및 생체중억제형 토양추출액 모두에서 유의한 억제를 보였다.

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.

웰빙 시대로 지칭되는 오늘날의 사회 특성으로부터 천연물에 대한 관심은 점점 증대되고 있다. 본 연구에서는 한국을 대표하는 생약재이자 향료식물인 인삼에 포함된 향료를 유기용매로 추출하여 앱솔루트 정유를 제조하고 그 성분을 분석하였다. 헥산과 에탄올 등 유기용제를 이용하여 제조된 인삼 앱솔루트 정유의 수율은 0.146 %였으며, 주요 성분은 neoclovene, panasinsene 및 calarene 등, sesquiterpene류가 주를 이루었다. 그 외에 110여 종의 인삼 향기 물질을 GC-MS 분석으로 확인하였다. 또한 일반세균 3종(대장균, 화농균, 녹농균), 효모균, 여드름균 및 비듬균에 대한 인삼 정유 성분의 항균력을 측정한 결과 여드름균에 대한 강한 항균작용을 확인할 수 있었다.

Protoplasts of Panax ginseng C. A. Meyer and Aralia continentalis K. (Araliaceae) were isolated from callus cells and mesophyll cells, respectively. The maximum yield of protoplasts isolated from callus cells of P. ginseng were obtained by incubation for 3 hrs in the enzyme mixture of 0.5% macerozyme, 1.5% cellulase, and 0.5 M mannitol as an osmoticum. In the case of mesophyll cells of A. continentalis, the highest yield of protoplasts were obtained by incubation for 5 hrs in the enzyme mixture of 1% macerozyme, 2% cellulase, and 0.6 M mannitol. A polyethylene glycol (PEG) treatment induced an intergeneric fusion of the protoplasts. The fusion products, that is, heterokaryocytes were obtained by treatment of 50% PEG containing 0.05 M Ca salts.

인삼에 발생하는 병해충을 적기에 방제하여 농약살포횟수를 줄이고 인삼을 친환경적으로 재배할 수 있는 기초자료를 얻기위하여 2006년도에 전북지방의 인삼포장에 발생하는 병해충 및 포장에 비래하는 해충을 조사한 결과는 다음과 같다. 전북지역에서 발생하는 병의 종류는 진안은 Rhizoctonia solani 등 8종, 정읍은 Botrytis cinerea 등 7종, 고창은 Botrytis cinerea 등 6종이었다. 발생시기는 7월을 전후한 장마기에 가장 많이 발생하여 장마 이전에 철저한 병해방제가 요구되었다. 또한 전북지역에서 가장 문제시되는 병은 Alternaria alternata, Botrytis cinerea, Colletotrichum gloeosporioides 등이었다. 인삼 포장을 가해하는 해충을 조사한 결과, Asusta despecta sieboldiana와 Holotrichia sp.이었고 블랙라이트트랩을 이용한 결과에 있어서는 Maladera orientalis, Ostrinia furnacalis, Holotrichia morosa 등이 가장 많이 포획되었다.

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.