식물 탄수화물중에서 식물 세포벽에 광범위하게 분포되어 있는 펙틴물질은 특히 식품산업에서 중요한 역할을 담당하여 과일이나 야채의 연화물질로 작용하며 특히 겔을 형성하는 물질로 알려져 있다. 본 논문은 이러한 펙틱물질을 가수분해하는 펙틴계 효소들에 대하여 그 물리화학적 성질 및 산업적 응용에 관하여 고찰하고자 펙틴효소의 분류 및 각 효소들의 활성측정 방법, 효소의 작용 및 산업적 응용에 대하여 기존에 보고된 결과들을 정리하였다.

본(本) 연구(硏究)는 들깨 국내 육성종을 포함한 수집종(蒐集種)중 20종(種)을 공시하여 이들 간의 형태적(形態的)인 주요(主要) 특성(特性), 생화학적(生化學的)인 특성(特性)과 세포유전학적(細胞遺傳學的)인 특성(特性)을 조사(調査)하고 유전적(遺傳的) 다양성(多樣性)을 밝혀 들깨의 분류(分類)와 품종육성(品種有成)에 있어서의 중요(重要)한 기초자료(基礎資科)를 얻고자 본(本) 실험(實驗)을 수행(遂行)하여 얻은 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 들깨 수집종의 형태적(形態的), 생화학적(生化學的), 세포유전학적(細胞遺傳學的) 특성(特性)을 조사(調査)해 본 바, 형태적(形態的) 특성(特性)으로 종피색은 약간의 농도차이는 있었으나 회갈색(灰褐色), 갈색(褐色), 암갈색(暗褐色)(흑색)등 3군(群)으로 나눌 수 있었으며, 우립중(于粒重)은 3.5g 이하인 것이 11종(種)으로 가장 많았고 4.5g 이하인 것이 4종(種) 4.5g 이상인 것이 5종(種)이었다. 또한 줄기색은 적색(赤色)과 녹색(綠色)으로 분류되었는데 적색(赤色)은 안동재래를 포함 5종(種)이었고 나머지는 녹색(綠色)이었다. 생화학적(生化學的)인 특성(特性)으로 각 수집종(蒐集種)을 대상으로 지방산(脂肪酸) 조성을 조사(調査)해 본 바, 불포화도가 가장 높은 linolenic acid는 53%(영양재래)에서 65%(의성재래)에 이르기 까지 다양(多樣)하였으며, 59-61% 범위에 속하는 종(種)이 12종(種)으로 가장 많았다. 염색체(染色體) 수(數)는 조사한 4개의 수집종(蒐集種)(안동재래, 엽실, 영광재래, 대영) 모두가 2n=38로 나타났다.

Lung cancer, the most common malignant disease worldwide, is the predominant cause of cancer deaths, particularly amongst men. Therefore, various researchers have focused on the growth inhibitory effects of medicinal plants used in traditional Korean medicine. This study aimed to investigate the growth inhibitory effects of ethanol extracts of Rubiae radix, Inulae flos, Nelumbinis receptaculum, Astilbe radix, and Lagerstroemia flos on NCI-H1229 cells. Method and Results: The viability of NCI-H1229 cells was evaluated in vitro using an MTS assay. Treatment with the ethanol extracts of the selected medicinal plants at 500 ㎍/㎖ reduced NCI-H1229 cell viability and increased apoptotic cell death and caspase-3 activation. In addition, treatment with ethanol extracts of Inulae flos and Astilbe radix increases DNA fragmentation, as measured by the TUNEL assay. Conclusions: These results indicated that ethanol extracts of Rubiae radix, Inulae flos, Nelumbinis receptaculum, Astilbe radix, and Lagerstroemia flos exhibited growth inhibitory effects, inducing apoptotic cell death, DNA fragmentation and caspase-3 activation in NCI-H1229 cells. Therefore, these medicinal plant extracts may be used in the development of natural medicines to inhibit the growth of lung cancers. However, further study is needed to determine the active ingredients of the ethanol extracts from medicinal plants that are reposible for the inhibitory effect on lung cancer cell grwoth.

Background : The soil-borne ascomycete fungus Ilyonectria rdicicola species complex is commonly associated with root rot disease symptoms in ginsneg. Its virulence has been attributed, among other factors, to the activity of hydrolytic cell wall-degrading enzymes (CWDE). Methods and Results : To establish a rapid and accurate detection of Ilyonectria rdicicola, a species-specific primer was developed based on the putative genes of cell wall–degrading enzyme (pectinase, polygalactose, xylanase, xylosidase). Species-specific primer based on the DNA sequences of gene amplified about 200 - 300 bp polymerase chain reaction (PCR) product for Ilyonectria mors-panacis. Conclusion : The primer pair yielded the predicted PCR product size exactly in testing with target pathogen DNAs, but not from the other species of Ilyonectria and species of other phytopathogenic fungi. The primer pair also showed only the species-specific amplification curve on realtime PCR on target pathogen DNA. The detection sensitivity of real time PCR using species-specific primer pair was 10 to 100 times higher than conventional PCR, with 1 to 10 pg/㎕. The approach outlined here could be further utilized as a rapid and reliable tool for the diagnosis and monitoring of the root rot of ginseng.

Background : This study was carried out to investigate the cytotoxicity in 9 extracts from 8 medicinal plants, such as leaf extract of Lonicera maackii (Llm), leaf extract of Platycarya strobilacea (Lps), flower extract of Fagopyrum dibortryis (Fdf), stem extract of Physostegia virginiana (Spv), root extract of Allium senescence (Ras), aerial part extract of Allium schoenoprasum (Aas), aerial part extract of Artemisia japonica var. manshurica (Aaj), stem extract of Caryopteris incana (Sci), and leaf extract of Caryopteris incana (Lci), on human cancer cell lines. Methods and Results : Dried plant extracts were granted from National Institute of Horticultural and Herbal Sciences. The extracts of each plant were dissolved in DMSO and stored in deep freeze at –20℃. The cell viabilities were examined by MTT assay. On SK-OV-3 cell line, Lps, Aas, Sci ans Lci showed dose-dependent cytotoxic effect. On A549 cell line, almost samples show dose-dependent cytotoxic effect, but especially Aaj showed relatively high cytotoxic effect. In case of HCT-15 cell line, Llm and Aas showed relatively high cytotoxic effect. Conclusion : These results suggested that Lonicera maackii, Platycarya strobilacea, Fagopyrum dibortryis, Physostegia virginiana, Allium senescence, Allium schoenoprasum, Artemisia japonica var. manshurica, and Caryopteris incana can be utilized as potential sources of anticancer agent due to their cytotoxicity.

Background : As a part of ongoing research to elucidate and characterize anti-inflammatory nutraceuticals, six kinds of plant extracts (aerial part of Nepeta cataria, leaves of Lonicera maackii, leaves of Platycarya strobilacea, flower of Fagopyrum dibotrys, flowers and fruits of Solanum nigrum, stem of Physostegia virginiana) were tested for their ability to suppress inflammation. The anti-inflammatory has been studied in lipopolysaccharide (LPS)-stimulated RAW264.7 cells which cells synthesized nitric oxide (NO) from L-arginine by nitric oxide synthase (NOS). In this study, NO synthesis inhibitory activity of six kinds of plant extracts on LPS-stimulated RAW 264.7 mouse macrophages was evaluated. Methods and Results : Six kinds of plant extracts were parceled out from RDA (Rural Development Administration). RAW 264.7 cells (1.5×105 cells/well) were seeded onto 96-well plates with DMEM media containing 10% FBS and 1% antibiotics. The cells were pretreated with the extracts and LPS-stimulated cells for 24 h. Cellular NO production was stimulated by adding 1 μg/mL of LPS. After incubation, Griess reagent was used to determine NO production. Absorbance was measured at 520 nm by microplate reader. NO synthesis inhibitory activity potential of these extracts was evaluated by assessing NO production by LPS-stimulated RAW 264.7 cells in the presence. As a result, inhibition rate of NO production was about 40% of L. maackii, 33% of F. dibotrys, 23% of P. strobilacea and 17% of P. virginiana. Meanwhile, there was no significant results in aerial part of N. cataria and flowers and fruits of S. nigrum. Conclusion : From the above results, we be able to confirm that leaves of L. maackii and flower of F. dibotrys appeared dose-dependent NO synthesis inhibitory activity and leaves of P. strobilacea appeared NO synthesis inhibitory activity in low-concentration. As screening NO synthesis inhibition of six extracts, they may be a good candidate for delaying the progression of human inflammatory diseases and warrants further studies.

The walls of guard cells have many specialized features. Guard cells are present in the leaves of bryophytes, ferns, and almost all vascular plants. However, they exhibit considerable morphological diversities. There are two types of guard cells: the first type is found in a few monocots, such as palms and corn, and the other is found in most dicots, many monocots, mosses, ferns, and gymnosperms. In corns, guard cells have a characteristic dumbbell shape with bulbous ends. Most dicot and monocot species have kidney-shaped guard cells that have an elliptical contour with a pore at its center. Although subsidiary cells are common in species with kidney-shaped stomata, they are almost always absent in most of the other plants. In this study, there were many different stomatal features that were associated with kidney-shaped guard cells, but not dumbbell shaped guard cells, which are present in most grasses, such as cereals. Each plant investigated exhibited different characteristic features and most of these plants had kidney-shaped guard cells. However, the guard cells of Chamaesyce supina Mold, were often more rectangular than kidney-shaped. In contrast, Sedum sarmentosum guard cells were of the sink ensiform type and in Trifolium repens, the guard cells exhibited a more rhombic shape. Therefore, kidney-shaped guard cells could be divided into a number of subtypes that need to be investigated further.

식물세포에 마(Dioscorea batatas Dence) 추출액의 전처리가 방사선 스트레스에 노출된 배양세포의 활력, 생장 및 핵 DNA 손상에 미치는 영향을 조사하였다. 마의 분획추출물 중 EtOAc 분획추출물을 식물세포에 전처리하고 20 Gy의 방사선에 노출시키면, 마 추출물을 전처리하지 않고 방사선 20 Gy만 처리한 세포보다 세포의 활력과 생체중이 20%이상 증가하였다. Comet 분석에서 꼬리부분의 길이 (T)와 머리부분의 길이 (H)를 측정하여 T/H 비율을 조사하였다. 무처리 세포와 방사선 20 Gy를 처리한 세포의 T/H 비율은 각각 1.05 및 1.68로 나타났고, head DNA 량은 각각 86.7% 및 71.3%로 무처리 세포와 방사선을 처리한 세포간에는 큰 차이를 보여, 방사선에 의한 심각한 핵 DNA 손상을 관찰할 수 있었다. 그러나 마 추출물 중 MeOH, EtOAc 및 n-BuOH 분획추출물을 식물세포에 전처리하고 20 Gy 방사선을 처리하면, T/H 비율은 각각 1.37, 1.01 및 1.10이었고, head DNA량은 81.5%, 87.6% 및 88.7%로 방사선을 처리 하지 않은 무처리 세포 수준으로 회복되었다.

A variety of herbs and plants have been traditionally used in oriental folk medicine for the treatment of inflammatory diseases. In our attempt to search for anti-inflammatory agents from natural products, we investigated 64 methanol extracts from 42 medicinal plants belonging to 10 families which were evaluated for inhibitory activities of NO production in lipopolysaccharide (LPS)-stimulated macrophage RAW 264.7 cells. Among them, 16 extracts exhibited inhibitory activities of NO production (IC50 values ranging from 59.6 to 94.7 μg/ml). Only the extract from aerial parts of Hosta lancifolia (H. lancifolia) did not exert cytotoxic effects at the concentrations tested. The extract from H. lancifolia decreased the mRNA and protein levels of inducible nitric oxide synthase (iNOS) and pro-inflammatory cytokines in activated macrophage RAW 264.7 cells in dose-dependent manner. The results suggest that the extract may contain bioactive compounds that suppress expression of pro-inflammatory cytokines, which may prove beneficial with regard to the development of natural agents for prevention and treatment of inflammatory diseases.

본 연구를 통해 헛개나무의 기내유묘의 조직절편으로부터 배발생캘러스의 유기 및 2차 배형성, 그리고 배발생캘러스의 현탁배양계로부터 체세포배를 대량생산하여 식물체로 재분화시키는 시스템을 확립하였다. 현탁배양을 통해 배발생세포의 유도 및 증식에는 모두 30℃의 고온이 효과적이었는데 이와 같은 온도조건에서 배발생캘러스 유도율과 배발생캘러스의 생장량은 각각 100%와 894.6 mg로 25℃에 비해 1.53배와 9.19배로 높게 나타났다. 배발생세포를 18℃에서 배양할 경우 체세포배로 전환되었고 배양 5주후 체세포배로 발달하였으며 25℃ 이상의 배양온도에서는 배발생세포는 증식만 할뿐 체세포배는 형성되지 않았다. 체세포배로부터 식물체의 형성은 18℃ 저온에서만 가능하였다. 배지에 0.1과 0.5 mg/l BA를 첨가할 경우 식물체 재분화율은 37%와 28%로 생장조절물질을 처리하지 않은 배지에 비해 2.2배와 1.7배로 높게 나타났다 재분화된 식물체의 성장에 주는 무기염의 영향을 조사하기 위하여 유식물체를 MS와 1/3MS 고체배지에 옮겨 배양한 결과 1/3MS배지가 줄기신장과 뿌리의 유도에 적합하였다.

황기속 식물 3종 (황기, 제주황기, A. mongholicus)을 대상으로 핵형 분석과 45S와 5S rDNA를 이용한 bicolor-FISH를 수행하였다. 체세포 염색체 수는 모두 2n=2x=16으로 관찰되었고, 염색체의 평균 길이는 2.19~5.73 μm이였다. 황기의 염색체는 4쌍의 중부염색체 (염색체 3, 5, 6, 7)와, 차중부 염색체 (염색체 1, 2, 4, 8)로 구분되었다. 제주황기는 2쌍의 중부 염색체 (염색체 4, 8)와 6쌍의 차중부 염색체 (염색체 1, 2, 3, 5, 6, 7)로 A. mongholicus는 2쌍의 중부 염색체 (염색체 7, 8)와 6쌍의 차중부 염색체 (염색체 1, 2, 3, 4, 5, 6)로 각각 구분되었다. bicolor-FISH 기법을 이용하여 45S와 5S rDNA의 염색체상의 위치를 확인한 결과, 황기와 A. mongholicus에서는 1쌍의 45S와 5S rDNA가 8번과 7번 염색체의 동원체 부위에서 각각 관찰되었다. 제주황기의 경우 1쌍의 45S rDNA는 8번 염색체의 동원체 부위와 2쌍의 5D rDNA는 7번과 8번 염색체에서 각각 관찰되어 세포유전학적 차이를 보였다.

한국에서 재배되고 있는 당귀속 (Angelica) 식물 7종을 대상으로 핵형 분석을 수행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 당귀속 식물들의 기본염색체 수는 x=11로, 체세포 염색체 수는 모든 종에서 2n = 2x = 22로 관찰되었다. 참당귀의 핵형은 K(2n) = 2x = 20m + 2sm, 일당귀의 핵형은 K(2n) = 2x = 12m + 10sm, 당당귀의 핵형은 K(2n) = 2x =16m + 6sm, 고본의 핵형은 K(2n) = 2x = 22m, 바디나물은 K(2n) = 2x = 18m + 4sm, 구릿대는 K(2n)= 2x = 10m + 10sm 2st, 왜친궁은 K(2n)= 2x = 22t로 각각 구분되었다. 염색체 크기는 3.56 μM-8.91 μM 사이였다. 고본의 체세포 염색체는 모두 중부 염색체로, 왜천궁은 모두 차단부 염색체로만 관찰되어 다른 종들과 이질적인 핵형을 보였다. 한국에 본포하고 있는 당귀속 식물의 핵형과 러시아, 일본, 중국에 분포하는 식물들의 핵형과 비교에서는 일부 다형현상이 관찰되었다.

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.

가시오갈피의 꽃봉오리 엽병, 줄기, 줄기마디, 뿌리, 꽃대, 잎 등 조직으로 부터 캘러스가 유기 되었으며 캘러스 유기재료로는 꽃봉오리, 엽병, 줄기, 줄기 마디, 뿌리 등이 적합하였다. 캘러스 유기율은 한국산 가시오갈피가 일본산과 러시아산보나 높게 나타났다. 캘러스유기에는 2.4-D와 TDZ조합처리가 효과적이었으며 한국가시오갈피의 엽병, 줄기, 액아, 뿌리절편으로부터 형성된 캘러스에서 배발생 캘러스가 형성되었으며 줄기에서 형성된 캘러스로부터 한국, 일본, 러시아산 가시오갈피 모두에서 배발생캘러스가 형성되었다. 엽병에서 형성된 캘러스로부터 배발생캘러스의 유기율이 가장 높았으며 2.4-D 1mg/l 처리가 가장 효과적이었다. 액체배지에서의 체세포배의 생장에는 생장조절물질을 첨가하지 않은 MS기본배지가 적합하였다. 기내에서 잎과 뿌리 분화가 이루어지고 건실하게 자란 식물체를 온실에 옮겨 순화하였을 경우 99.1%의 생존율을 보였다.

The somatic hybrids between Solanum brevidens and S. tuberosum (cv. ‘Superior’ and ‘Dejima’) can be selected through the number of chloroplasts in the guard cells, SSR (simple sequence repeats) and AFLP. In order to facilitate the identification of hybrid

본 연구에서는 헛개나무 조직 배양에서 체세포배 유도 및 식물체 재분화를 위한 적절한 배지, 생장조절물질, 탄소원 그리고 배양 환경을 조사하였으며 대량 번식 시스템을 위해 체세포 배로부터 식물체로 재분화 하기 전 세포 동조화와 건실한 유묘 생산에 최적인 배양 조건을 조사하였다. 강원도 양양 헛개나무 자생지에서 채취한 종자를 배배양하여 기내 발아시킴으로 기내 식물체를 얻었으며 이를 본 실험에 이용하였다. 기내 발아 후 7-14일 된 식물체의 자엽과 잎 절편을 NAA를 처리한 배지에 배양했을 때 callus 상태를 거치지 않고 직접 shoot가 유기되었는데 NAA 0.5mg/l에서 43.6%로 형성율이 가장 높았으며 절편체 당 shoot 의 수도 2.8개였다. NAA와 BA 조합처리하였을 때 BA 0.1mg/l+ NAA 1mg/l에서 38.1%의 형성율을 보였으며 절편체 당 shoot의 수는 4개 이상으로 유기되었다. 체세포배는 NAA와 2,4-D의 단독처리 또는 BA와의 조합처리에서 발생하였으며 직접 체세포배 또는 배발생캘러스가 형성하였다. BA 0.1mg/l+ 2,4-D 1mg/l 또는 BA 0.1mg/l+ NAA 1mg/l에서 발생한 배발생 캘러스의 생장과 성숙 및 발아에 최적 배양 조건을 조사하였을 때 GA3 1mg/l을 처리하여 배 발아를 촉진시켰으며 자엽은 발달하지 못하고 하배축이 신장하여 유근이 발생한 형태의 유묘를 생산하였다.