가시오갈피 체세포 배를 이용한 우량종묘의 대량생산체계를 확립할 목적으로 체세포 배의 생물반응기 배양을 통해 얻은 식물체의 순화에 관한 기초시험을 수행하였다. 가시오갈피 기내배양 식물체의 토양활착은 밀폐된 공간보다 비가림 하지 않은 차광막조건에서 양호하였고 순화에는 Klasmann 상토와 원예용상토가 좋았다. 배양실 10도와 차광막에서 3월20일 순화한 기내식물체의 순화 율은 모두 90% 이상으로 양호하였다. 배양실조건에서는 26℃의 순화온도에서는 10% 이하의 극히 저조한 순화 생존율을 보였으나 포장 차광막조건에서는 최고 온도가 30℃를 넘는 5월20일 순화 처리구에서도 68%의 높은 순화생존율을 보여 불리한 환경조건에서 차광막순화가 순화에 더욱 적합하였다. 차광조건으로는 50% 차광망 처리가 적합하였다. 차광막에서 순화한 식물체의 묘 소질은 3월10일 순화를 시작한 식물체가 가장 좋았다.

체세포배발생을 이용한 가시오갈피 대량증식체계 확립을 위하여 저온처리에 의한 체세포배의 장기저장 실험을 수행하였다. 현탁배양 체세포배의 4℃에서의 저온저장에는 구형배 이전의 조기단계의 체세포배가 적합하였고 2 g/l 이하의 낮은 접종밀도에서는 36개월 이상 저장이 가능하였다. 장기간 저온 저장한 체세포배는 상온에 옮긴 후 2,4-D를 첨가한 배지에서만 성장을 회복하여 배발생캘러스를 형성하였으며 배발생캘러스의 증식속도는 배양온도를 32℃로 높였을 때에 가장 효율적이였다.

가시오갈피종자의 적정파종기를 구명하기 위하여 개갑종자의 저온처리기간에 따른 발아율을 조사하고 파종시기에 따른 묘목의 생존율과 생육정황을 조사하였다. 1. 채종하여 15℃에서 140여일 간 모래로 층적저장한 종자는 냉장온도 (5℃)에서 10일부터 발아하기 시작하여 85일까지 개갑종자는 93.7%, 비개갑종자는 26.1%가 발아하였다. 개갑종자와 비개갑종자 모두에서 85일 이후에 는 발아율의 증가가 둔화되었다 2. 유묘출현율, 생존율, 묘소질을 비교한 결과 5월 11일 이전에 저온에서 발아한 종자를 포트에 가식하는 것이 적정하였다. 3. 저온처리중 발아종자 길이 에 따른 생존율을 조사한 결과는 하배축이 0.5~2 cm 신장하였을 때 파종한 처리구의 생존율이 가장 높았다. 4. 발아종자의 생존율은 50%차광처리에서 30% 차광보다 10배 높게 나타났다. 5. 4월 10일과 5월 11일 사이에 파종하는 것이 묘의 생육에 가장 좋으며 적정 파종시기를 지나치더라도 적절한 관리대책만 따라가면 4월부터 8월까지 거의 모든 생육기간중에 발아종자 파종이 가능하였다.

가시오갈피 (Eleutherococcus senticosus Maxim) 열매의 에탄올 추출물 및 분획물의 항돌연변이원성 및 항암활성을 규명하였다. 항돌연변이원성 실험결과에서는 직접변이원인 MNNG, 4NQO 그리고 간접변이원인 B()p, Trp-P-1에 대해서 농도 의존적인 돌연변이 억제활성을 나타내었다. MNNG (0.4 /plate)의 격우 S. typhimurium TA100 균주에서는 시료농도 200/plate에서 클로로포름 분획물을 제

Ethanol and butanol fractionation of E. senticosus showed strong anti-oxidant activity, and methanol and water extracts also had high anti-oxidant activity. The anti-oxidant activities in ethanol and butanol fractionation were higher than or similar to those of α-tocopherol. The cytotoxic effect of root extract of E. senticosus was evaluated on seven different human cancer cell lines, The extracts of leaf and stem of E. senticosus also had strong antioxidant activity, but the antioxidant activity in root extract was higher than those in leaf and stem extracts. Methanol, hexane, and aqueous fraction layer had much higher inhibitory activities on lipid peroxidation in rat liver microsomes compared with α-tocopherol. The effect of root extract of E. senticosus was evaluated on six human cancer cell lines. The values of 50% growth inhibition (GI50) for the extracts were mostly below 30μg/ml, and the extracts are considered as active inhibitory compounds on cancer cells.

가시오갈피(Eleutherococcus senticosus ssp.)은 항암작용, 항스트레스, 간기능 및 면역활성, 강정, 강장 등에 약효가 탁월하다고 알려져 있으며, 가시오갈피는 오갈피속 중에서 그 효능이 가장 우수한 식물로 건강식품으로의 자원개발(資源開發) 가능성이 높으나 해발 600m 이상의 고산지대(高山地帶)에서 자생(自生)하는 식물로 번식(繁殖) 및 재배(栽培)가 어려운 대부분 원료를 수입에 의존하고 있으나, 최근 국내산 가시오갈피가 세계에서 品質이 가장 우수한 것으로 알려지면서 그 수요가 점차 증가하고 있다. 따라서 강원도농업기술원 북부농업시험장에서는 1998~1999년 2개년에 걸쳐 차광처리(遮光處理) 및 시기(時期), 방법(方法), 수확적정(收穫適正) 높이 등에 관한 일련(一連)의 재배기술(栽培技術) 실험(實驗)을 수행(遂行)하였던 결과(結果)를 요약하면 다음과 같다. 1. 차광망(遮光網) 처리에 따른 환경조건(環境條件)은 무차광에 비해 차광망 30~70%%처리시 광투과율은 40~64%, 온도(溫度)는 1.9~2℃을 각각(各各) 낮출 수 있었다. 2. 가시오갈피의 평지(平地) 재배시(재배시(培時) 차광망처리에 따른 생육은 차광 50%에서 무차광에 비해 수고 48cm, 신초장(新草長) 27.8cm 가장 길었으며, 10a당 수량(收量)이 202.2kg으로 80.8kg 증수(增收) 효과(效果)가 있었다. 3. 가시오갈피 평지재배시(平地栽培時) 차광처리는 7~8월의 고온기(高溫期)에도 생육(生育)이 지속적(持續的)으로 이루어짐을 알 수 있었다. 4. 차광방법별(遮光方法別) 생육(生育)은 터널식 차광방법이 병풍식 차광보다 일조시간이 짧았으며, 생육이 양호(良好)하여 효과적인 방법(方法)으로 사료(思料)되었다. 5. 수확방법(收穫方法)(예취 높이별)에 따른 생육효과(生育效果)는 지면으로부터 높이 30cm, 부위 2~3마디에서 수확(예취)하는 것이 분지주(分枝株)의 길이, 수고(樹高), 수량(收量)이 높았으며, 차년도 생육(生育)이 양호하였다.

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.

가시오갈피의 지역 수집 종간 변이의 정도와 유연 관계를 검토하고자 덕유산, 오대산, 북해도 수집종을 공시하여 RAPD를 실시 한 결과 가시 오갈피 유연관계 분석에 적합한 Primer로 UBC Primer #200~300 #208등 20개의 primer를 선발하였고, 다형화율은 7.1~90.9%를 나타냈으며, 총 증폭된 band 157개 중 113개 의 다형 band를 얻을 수 있었다. 가시오갈피 수집종은 2그룹으로 분류되었으며, 1그룹으로 분류된 덕유산 1, 2, 3, 4, 6, 북해도 7, 8, 오대산 9, 10번 개체내의 유사도는 0.65~0.86으로 나타났으나, 변종으로 추정되는 덕유산 수집종 5번 개체는 다른 수집 종들과의 유사도는 0.27로 극히 낮았다. 또한 동일지역 수집종간에 유사 값은 다른 지역에서 수집된 개체들과 차이가 없었고, 화사길이에 따른 차이도 구분되지 않았다.

가시오가피 종자는 채종직후 미분화 상태의 배로 발아를 위해서는 후숙이 필요하다. 가시오가피 종자의 후숙을 위하여 습윤층적처리한 후 미분화 배의 생장과 개갑특성을 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 가시오가피의 내과피를 포함한 종자의 형태는 길이 7.1± 0.9mm, 폭 3.0± 0.3mm, 두께 1.47± 0.12mm 정도이었으며 1,000 입중 18.5± 1.9g 정도이었다. 2. 가시오가피 종자의 후숙전 0.30± 0.06mm 정도이며 배장율은 .4.8%의 미분화 배로 층적처리 20일 전후에 배의 생장이 시작되었고 40일 전후에 배축과 자엽이 분화되었다. 3. 후숙기간과 배장율과는 높은 정의 상관(r=0.845)을 보였으며 배의 생장은 층적처리 후 60~80일 사이에 급격히 증가하였고 후숙 80일 이후에는 증가폭이 다소 둔화되었다. 4. 가시오가피 종자는 배가 어느 정도 생장하면 종피의 봉선이 터져 열개되는 개갑종자이었으며 배장율 60~70%에서 가장 높은 개갑빈도를 나타냈다. 5. 개갑율은 후숙 40일에 15.3%가 개갑되었고 60일 이후 개갑율이 급격히 증가되었으며 후숙 150일에 76.5%가 개갑되었다.

가시오갈피의 조직배양을 통한 대량증식방법체계 확립의 한 방법으로 미숙배 배성숙정도 및 배지의 종류가 callus 형성 및 식물체 분화에 미치는 영향을 구명코자 실시한 실험결과는 다음과 같다. 1. 미숙배배양으로부터 캘러스형성은 MS, WPM 배지보다 SH 배지가 더 효과적이었으며, SH 배지에 2,4-D 1mgl를 첨가시 83.3%의 캘러스형성율을 보였다. SH배지에 TDZ을 단독처리하였을 때 보다 양호한 신초 분화를 나타났고 배의 성숙정도가 C단계 (2mm이상)인 미숙배를 치상하였을 때가 미숙배의 크기가 2mm 이하인 A, B단계의 미숙배를 치상하였을 때보다 식물체 분하가 더 잘되었다. 2. SH배지를 기본으로 하여 2,4-D와 TDZ을 조합처리하였을 때 배의 성숙정도가 C(2mm이상)인 배를 2,4-D 0.1mg/l+TDZ 3mg/l 처리시 양호한 신초 분화를 보였다. 3. WPM 배지를 기본으로 하여 2,4-D와 TDZ을 처리하였을 때 배의 성숙정도가 C(2mm이상)인 배를 TDZ 0.1mg/l 처리시 4.7개의 신초로 양호한 결과를 보였다.

가시오갈피의 조직배양을 통한 대량증식방법체계 확립의 방법으로 기내배양에서의 캘러스형성 및 식물체 분화에 영향을 미치는 배지와 식물생장 조절물질 및 농도의 최적조건을 구명코자 실시한 실험 결과는 다음과 같다. 1. MS배지를 기본으로하여 여러 가지 식물생장 조절물질(2, 4-D, TDZ, IAA, NAA, BAP) 을 단독 처리할 때 2, 4-D 2mg/l 에서 callus 형성율이 45.5%로 가장 양호하였으며 shoot의 분화는 TDZ 처리시 양호하였으며 간헐적으로 multiple shoot와 root분화가 생겼다. 2. MS배지를 기본으로하여 식물생장조절물질을 2, 4-D와 TDZ의 조합처리시 callus 형성율은 2, 4-D 2mg/ l +TDZ 0.7mg/ l 일때 가장 양호하였으며 shoot의 분화는 2, 4-D의 농도가 낮고 TDZ의 농도가 높은 2, 4-D 0.1mg/ l +TDZ 0.7mg/ l 에서 양호하였다. 3. 배지조성에 따른 callus 형성은 B5, MSB5 배지 모두 MS배지를 기본으로하여 실시한 실험과 마찬가지로 2, 4-D 2mg/ l +TDZ 0.7mg/ l 에서 양호하였으며, B5배지에서 2, 4-D 2mg/ l +TDZ 0.7mg/ l 처리시 100%의 callus형성율을 나타냈다. Shoot의 분화는 auxin류인 2, 4-D보다 cytokinin류인 TDZ처리시 양호하였고 조합처리 또한 2, 4-D의 농도가 낮은 2, 4-D 0,1mg/ l 일때 shoot분화가 형성되었으며 MSB5 배지에서 양호한 shoot의 분화가 형성되었다.

가시오갈피의 농가재배를 위한 기초자료를 얻고자 덕유산의 가시오갈피 자생지에 대한 환경특성과 생육상황에 관한 현지조사를 수행하여 분석한 결과는 다음과 같다. 1. 가시오갈피의 덕유산 자생지는 동경 127˚ 45', 북위 35˚ 52'의 해발 1,050～l,300m의 북경사면에 위치하고 있었다. 2. 자생지의 연평균기온은 5.8℃ , 최난월 (8월 )의 평균최고기온은 24.6℃ , 최한월 (1월 )의 평균최저기온은 -13.5℃ 로 추정되었으며, 상대습도는 95% 이상이었다. 3. 자생지의 기후는 냉온대 습윤기후로 구분되었으며 식물대는 낙엽광엽수림대로 나타났다. 4. 토양은 암갈색 자갈이 있는 사양토이며 유효토심은 20～50cm로서 얕았으며 토양의 pH는 5.2～5.6정도였고, 인산함량은 평균 10ppm으로 매우 낮았다. 5. 자생지내의 가시오갈피 생육은 낮은 조도(차광율 80%)로 인하여 매우 연약하게 자라고 있었으며, 번식은 실생번식이 아닌 근부맹아(root sucker)에 의한 영양번식을 하고 있었다. 6. 자생지 주변의 식생은 총 30여종이 발견되었으나 주로 까치박달나무 등의 교목 3종, 모감주나무 등의 관목 3종, 그리고 박쥐나물 등의 초본류 4종 등이 분포하고 있었다.

가시오가피(五加皮) (Eleutherococcus senticosus MAXIM)는 강장(强壯), 강간(强肝), 혈당강하(血糖降下). 항(抗)스트레스, 스테미너 보강등(補强等)에 효과(效果)가 있는 식물(植物)로 강원도 북부(北部) 및 덕유산(德裕山)에 자생(自生)하고 있으나 계식기술(繫繫殖技術)이 거의 개발(開發)되어 있지 않아 묘목(苗木)을 대량(大量) 생산(生産)키 위하여 삽목계식에 대한 일연(一連)의 시험(試驗)을 1990~1992년(年) 수행(遂行)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 발근촉진제(發根促進劑) 처리(處理)에 의한 삽목후 Callus 형성(形成) 및 발근율(發根率)은 Rootone-F 분의처리(粉衣處理)가 IAA, NAA 및 IBA보다 양호(良好)하였다. 2. 삽수의 발근억제(發根抑制) 물질(物質) 제거처리(除去處理)는 삽목후 처리간(處理間) 차리(差異)가 없는 점으로 보아 억제물질(抑制物質)은 없는 것으로 판단(判斷)되었다. 3. 삽목시 발근(發根)이 잘되는 상토(床土)는 Perlite(1):Vermiculite(1)가 40%로 가장 좋았으며, 모래는 12%, 황토(黃土)에서는 전혀 발근(發根)되지 않았다. 4. 삽목시기(揷木時期)는 가시오가피(五加皮)는 9월(月) 20일(日)(반숙지삽(半熟枝揷)),지리오가피(五加皮)는 7월(月) 20일(日)(녹지삽(綠枝揷)) 또는 9월(月) 20일(一) 반숙지삽(半熟枝揷)에 삽목하는 것이 가장 좋았으며, 당오가피(五加皮)는 삽본시기 및 삽수에 관계(關係)없이 발근(發根)이 잘 되었다.