고려인삼(Panax ginseng C.A. Meyer) 잎 중의 가용성 invertase를 탈이온수로 추출한 후 황산암모늄 0, 4∼0.6 포화획분에 의하여 조제하였으며 이의 효소화힉적 성질을 검토한 결과는 다음과 같다. 본 효소의 최적 pH와 온도는 pH 6.0과 40℃ 였으며 pH 6.0∼8.0 범위와 40℃ 이하에서 안정하였다. Protease 및 단백질 변성제 처리에 의하여 활성이 현저히 저하되었으며 glycosidase에 의해서는 저해를 받지 않았다. 본 효소는 sucrose와 inulin 등의 β-fructofuranoside 결합을 가진 기질에 특이적으로 작용하여 전형적인 β-fructofuranosidase의 성질을 나타내었다.

Background : Although ginseng has various bioactive compounds in it, there is lack of study on the variations of bioactive compounds in ginseng according to the cultivation soil and the applied fertilizer types (or amount). Therefore, this study aims to examine the variations of 37 fatty acids (FA) and 8 vitamin E (Vit-E) vitamers in 6-year-old ginseng root cultivated in different soil types with different fertilizers regimes. Methods and Results : The profiling of 37 FAs and 8 Vit-E vitamers in 6-year-old ginseng roots was measured by gas chromatography coupled with a flame ionization detector, and then these results were statistically analyzed with chemometrics. The FA and Vit-E content in ginseng roots varied significantly with respect to soil cultivation conditions due to organic fertilizer types and amounts used. Unsaturated FA in ginseng is approximately 2.7 fold higher than the saturated FA. Linoleic, palmitic, and oleic acids were the most abundant FAs found in the ginseng roots. Also, the major Vit-E vitamer found in ginseng root is α-tocopherol. In particular, the application of rice straw compost or food waste fertilizer was increased to create nutritionally desirable FAs and bioactive Vit-E in ginseng root. In addition, phytonutrient profiling coupled with chemometrics can be used to discriminate the cultivation conditions of ginseng. Conclusion : This study extends our understanding about the variations of FA and Vit-E in ginseng root depending on cultivation conditions. Hence, these results can be useful as basic information for reliable ginseng production containing high amounts of phytonutrients in a paddy-converted field.

유연관계를 분석하여 지역 고유의 재래종 인삼의 특성을 구명함과 동시에 신품종 육성을 위한 자료로 활용하기 위해 국내 주요 인삼 재배 지역에서 수집한 재래종 중 작물학적 특성이 우수한 것으로 조사된 풍기 및 경북 지역 수집종 21점과 금산지역 수집종 29점 등 총 58점을 시험재료로 사용하였다. 수집 재래종의 형태적 특성은 UPOV 조사 기준에 따라 경수, 엽병수, 경색, 엽병색, 엽형, 주름새 그리고 거치형 등을 조사하 였으며, RAPD marker를 이용 DNA 수준에서 인삼 수집 개체들의 유전적인 유연관계를 분석하였다. 경수는 1개에서 4개 범위로 경수가 1~2개인 것이 전체의 81.2%로 나타났으며, 경수가 5개인 것은 없었다. 장엽수는 3엽에서 6엽 범위로 5엽인 것이 55.6%였고, 4엽인 것은 25.9%로 나타났으며, 6엽인 것은 6.7%로 나타났다. 경색은 자색계열이 전체의 81.5% 였다. 71개의 polymorphic band를 이용 UPGMA방법으로 분석한 결과 크게 금산지역 수집종과 풍기지역 수집종으로 구분되었고, 4개의 소그룹으로 분류되었는데 풍기 수집종인 01-9, 01-35, 01-44는 금산지역으로 grouping되어진 반면, 금산지역 수집종 332001, 332002, 332003은 풍기지역으로 grouping되었다. 금산지역 수집종은 65~86%로 변이가 심한 반면, 풍기지역 수집종은 73~95%사이로 금산 수집 종의 혼계 정도가 더 심하였다. 특히 형태적 특성 면에서 두 지역간에 경수는 1~2개로 차이가 없었으나 장엽 수, 경색, 엽병색, 소엽의 모양 등에서는 다소 차이가 있었다.

본 연구에서는 인삼 잎으로부터 정제한 mRNA를 이용하여 cDNA library를 제작하였다. 이 cDNA library로 부터 349개의 에너지 대사 관련 유전자를 선발 하였다. 에너지 대사 관련 유전자의 평균 사이즈는 0.49 kb이며, 에너지 관련 유전자들의 세부 기능별 발현을 분석한 결과 aerobic respiration(48.4%), accessory proteins of electron transport and membrane associated energy conservation(17.2%), glycolysis and gluconeogenesis(3.4%), electron transport and membrane associated energy conservation(2.9%), respiration(2.0%), glycolysis methylglyoxal byp-ass(1.7%), metabolism of energy reserves(0.6%)와 alcohol fermentation(0.3%)의 분포를 보였다. 인삼 잎에서 발현되는 유전자중 가장 많이 발현된 Chlorophyll a/b binding protein of IhcII type I(36.6%), Photosystem II oxygen-evolving complex protein(6.6%) 등이 발현되었다.

홍삼 제조공정을 단순화하면서 효율적으로 유효성분을 증대시키기 위해서 4년근 수삼을 구입하여 깨끗이 수세한 후 96-98℃에 3시간 정도 수증기로 증삼한 후 30시간 정도 열풍건조하여 홍삼제조를 위한 간이법을 개발하였다. 제조한 홍삼으로부터 홍삼엑스(60˚ brix 이상)를 제조하였으며 홍삼엑스의 추출수율은 60% 이상이었다. 간이법으로 제조한 홍삼을 재료로 하여 농축한 홍삼엑스의 사포닌 함량을 조사하기 위해서 HPLC를 이용하여 총 사포닌(total saponin)을 분석하였다. 그 결과 PD계 사포닌 중 암세포전이억제효과와 평활근이완작용이 탁월한 ginsenoside-Rg3에는 H사에 비하여 2배 이상 검출되었으며, 간상해 억제작용과 혈소판 응집억제작용이 있는 것으로 알려진 ginsenoside-Rh1종의 경우 3배 이상 검출이 되었다.

인삼포장에서 염류의 집적은 우량인삼의 생산에 많은 장애요인이 되고 있다. 본 연구는 인삼종자의 NaCl에 대한 반응정도를 조사하고, 또한 체세포배의 발생시 및 인삼모상근에서 사포닌의 생성에 미치는 반응을 조사하였다. 인삼 접합자 배를NaCl이 첨가되지 않은 배지에 접종한 결과 84.5%가 발아되었으며 0.1M에서는 3% 만이 발아되었고, 0.2M이상의 처리구에서는 전혀 발아가 되지 않았다. 또한 체세포배 발생 은 미숙배를 이용할 경우 NaCl 무첨가배지에서 가장 양호하였으며 농도가 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. 반면에 성숙배에서 는 NaCl 무첨가배지보다 0.05M첨가배지에서 더 양호한 경향을 보였다. 뿌리 상태인 인삼의 모상근의 경우에는 광상태에서 NaCl를 첨가한 배지에 배양시 0.04M에서부터 안토시안이 형성되기 시작하여 0.08M에서는 눈으로 확인이 가능할 정도의 많은 량이 형성되었다. 안토시안을 함유한 세포주는 다른 세포주에 비해 crude saponin뿐만 아니라 total ginsenoside의 함량도 높은 경향을 보였으며 panaxatriol보다 panaxadiol이 2배 이상 많았다.

본 연구는 고려인삼 재래종의 유전적 차이를 RAPD marker로 평가하였다. 재래종은 우리나라 주요 인삼재배 단지인 괴산, 금산, 남원, 포천, 양주, 연천, 영주로부터 수집한 인삼에서 10개체를 임의 선발하여 사용하였다. 9개 지역의 90개체를 대상으로 RAPD분석을 한 결과 48개의 primer 중 OPA 7, OPA 13, URP 2, URP 3, UBC 3의 5개 primer가 재현성이 있고 재래종 내 개체간에도 다형성인 band를 보였다. 재래종 집단간보다 재래종 내에서 유전적 다양성이 낮았다. 재래종 집단 간 또는 재래종 집단내의 유전적 차이가 있다는 것은 이 집단들이 헤테로라는 것을 의미한다. 이러한 결과는 우리나라에서 재배중인 고려 인삼은 유전 자원의 혼합으로 헤테로라는 것을 암시한다. 선발된 5개의 primer를 이용하여 90개체를 집괴분석한 결과 국내 재래종 인삼은 5개군으로 그리고 3개의 아군으로 구분되었다. 국내 재래종 인삼은 유전적 변이가 크므로 인삼 육종을 위한 재료로 이용될 수 있을 것이다.

본 연구는 고려인삼의 집단내의 유전적 변이를 작물학적 특성 및 DNA수준에서 비교하여 인삼품종육성을 위한 기초 자료를 제공하기 위하여 수행한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1.개화기는 5월 16일부터 24일 까지 일주일에 걸쳐 개화하였고, 19일과 22일에 개화율이 가장 빈도가 높았다. 2. 줄기 색은 녹색이 13개체, 연자색이 429개체, 자색이 229개체, 진자색이 38개체로 연자색이 가장 많은 분포를 보였으며 한 집단 내에서 다양한 분포를 나타냈다. 3. 초장은 22­68cm의 넓은 범위에 분포하였으며, 20­27cm가 31개체 , 27­34cm가 88개 체, 34­41cm가 219개체 , 41­48cm가 291개체, 48­55cm가 63개체, 55­62cm가 10개체, 62­69cm가 5개체로 다양한 분포를 나타냈다. 4. 뿌리무게는 16­26g이 53개체, 26­36g이 137개체, 36­46g이 385개체, 46­56g이 94개체, 56­66g이 27개체, 66­76g이 9개체, 76­86g이 4개체, 36­46g범위에서 385(57.7%)개체로 가장 많은 분포를 나타내었으며, 16­86g의 범위로 변이 정도가 매우 컸다. 5.662개체를 대상으로 RAPD를 실시한 결과 32개의 프라이머 중 10개 가 재현성이고 다형성인 밴드를 보였다. 10개의 프라이머에서 나타난 전체 밴드수는 109개였으며 이중 103개가 다형성을 보여 다형성 비율은 94.5%였다. 6. URP5 프라이머를 이용하여 662개체를 군집 분석한 결과 밴드의 유무에 따라 16개의 그룹으로 구분하였으며, 개화기, 초장, 줄기색, 뿌리직경, 뿌리무게에 다른 분류와 일치하지 않았다.

인삼 종자로부터 적출한 embryo로부터 multi-shoot를 얻기 위하여 CPA와 BA를 단독 및 복합처리 하여 각각의 유기 양상을 알아본 결과 CPA 0.5mg/ t 에 BA 1.0 mg/ t 복합처리가 multi-shoot를 얻는데 가장 효과적인 것으로 나타났으며, 식물호르몬 종류를 달리한 처리구에서는 특히, 2,4-D 1mg/ t 와 kinetin 0.5mg/ t 처리구에서 한 개의 embryo 당 4∼6개의 shoot를 유기시킬 수 있었다. 또한 인삼의 형질전환을 위해 인삼 자엽으로부터 pre-embryoid를 유기하기 위한 가장 최적의 조건은 2,4-D 1mg/ t 과 kinetin 0.5mg/ t 복합처리구에서 가장 효과적이었다. 기내배양에 의해 형성된 shoot로부터 잎의 포함여부에 따른 petiole, 그리고 embryo에서 kanamycin 내성정도를 조사한 결과 잎을 포함한 petiole과 embryo는 kanamycin 100μg/ m1 농도에서도 다소간 생존하는 것으로 나타나 매우 높은 농도의 항생제를 사용해야 할 것으로 판단되었으며, 잎을 포함하지 않은 petiole의 적정 농도는 100μg/ m1 정도인 것으로 판단되었다 또한 배배양에 의한 embryo로부터 유기된 자엽 을 2,4-D 1mg/ t 과 kinetin 0.5mg/ t 복합 처리구에서 선발할 경우와 인삼 자엽으로 부터 직접 somatic embryo를 유기하여 인삼의 형질전환을 유도하기 위해서 가장 적합한 kanamycin 농도로는 75∼100μg/ m1이 가장 효과적인 것으로 나타났다.

포장상태에서 인삼생육의 최적광양을 알기 위하여 상대조도 5%(관행볏짚). 15 % 및 20 % (백색불섬포) 하에서 5년근 개체군의 재식위치별로 해가 림내 조도, 미기상, 광합성 및 호흡속도, 근수량등을 조사한 바 그 결과는 다음과 같다. 1. 해가림 내 맑은날의 온도는 10~14시경에 상대조도 5 %구에 비해서 15%구가 2℃ , 20 %구가 3℃ 정도 각각 높았으나 흐린날은 상대조도 처리간에 차이가 거의 없었다. 2. 해가림내 맑은날 상대습도는 10~14시경 상대조도 5%구에 비해서 15 %구가 5%, 20 %구가 8%정도 각각 낮았고, 흐린날은 차이가 근소하였다. 3. 해가림내 맑은날의 일중 조도는 10~15시경에 상대조도 5%구는 5,000 lux 미만이었으나 15%구는 15,000 lux, 20%구는 20,000 lux로 이논치와 비슷하였으나, 흐린날은 조도의 변화폭이 심하여 대개 상대조도 5%구는 3,0001ux 미만이었으나 15 % 및 20%고는 각각 10,000 lux, 15,000 lux 였다. 4. 포장하의 광합성속도는 맑은날의 경우 상대조도 15% 및 20%구가 5%구에 비해 현저히 빨랐고, 흐린날의 경우도 비슷하였다. 5. 일중 광합성 총양은 맑은날과 흐린날 공히 상대조도 15%구가 가장 높고 20%, 5% 순으로 높았으며. 맑은날이 흐린날보다 광합성량이 많았다. 행간 광합성량은 상대조도 15% 및 20%구는 비슷한 반면 5%구는 차이가 컸다. 6. 근중은 15%, 20%. 5% 순으로 상대조도 15%구가 가장 무거웠고 행간의 근중차이가 15%, 20%구는 비슷한 반면 5%구는 컸다.