Fescues, which are widely cultivated as grasses and forages around the world, are often naturally infected with the endophyte, Epichloë. This fungus, transmitted through seeds, imparts resistance to drying and herbivorous insects in its host without causing any external damage, thereby contributing to the adaptation of the host to the environment and maintaining a symbiosis. However, some endophytes, such as E. coenophialum synthesize ergovaline or lolitrem B, which accumulate in the plant and impart anti-mammalian properties. For example, when livestock consume excessive amounts of grass containing toxic endophytes, problems associated with neuromuscular abnormalities, such as convulsions, paralysis, high fever, decreased milk production, reproductive disorders, and even death, can occur. Therefore, pre-inoculation with non-toxic endogenous fungi or management with endophyte-free grass is important in preventing damage to livestock and producing high-quality forage. To date, the diagnosis of endophytes has been mainly performed by observation under a microscope following staining, or by performing an immune blot assay using a monoclonal antibody. Recently, the polymerase chain reaction (PCR)-based molecular diagnostic method is gaining importance in the fields of agriculture, livestock, and healthcare given the method’s advantages. These include faster results, with greater accuracy and sensitivity than those obtained using conventional diagnostic methods. For the diagnosis of endophytes, the nested PCR method is the only available option developed; however, it is limited by the fact that the level of toxic alkaloid synthesis cannot be estimated. Therefore, in this study, we aimed to develop a triplex real-time PCR diagnostic method that can determine the presence or absence of endophyte infection using DNA extracted from seeds within 1 h, while simultaneously detecting easD and LtmC genes, which are related to toxic alkaloid synthesis. This new method was then also applied to real field samples.

The objective of this study was to investigate the influence of the addition of caffeine (alkaloid family) to the ejaculates of boar sperm quality as well as investigate their optimum concentrations for increasing the movement of sperms. Semen was collected from 9 boars by the gloved-hand technique one week interval. Semen followed by cryopreservation with egg yolk extender freezing medium using freezing protocol. The collected semen were frozen on the same day. Motility was assessed for % motile cell characteristics using computer-assisted semen analysis (CASA; SAIS SI-100, Medical supply, Korea). Frozen boar sperms were thawed in Beltsville Thawing Solution (BTS) with 5, 10, and 15mM caffeine were then incubated at 38 celsius degree for 20 minutes. In experiment 1, semen were diluted BTS and addition of different concentration of caffeine to the pre-freeze semen cryopreservation. In experiment 2, incubation of frozen-thawed sperm in BTS supplemented with different concentration of caffeine for 20 minutes improved (P<0.05) after semen cryopreservation-thawing on sperm quality. After thawing significantly increased progressive and total motility. The addition of 10 mM caffeine to cryopreserved semen after thawing significantly increased progressive and total motility compared with other treatment. These result suggest that caffeine enhanced post-thaw motility of cryopreserved boar sperm when added after thawing.

미치광이풀 부정근으로부터 탈분화 및 재분화에 미치는 세포소기관의 형태 및 tropane alkaloids의 함량 변화를 TEM과 HPLC를 사용하여 조사하였다. Scopolamine and hyoscyamine 및 세포 소기관의 형태변화는 세포분화 및 탈분화 단계마다 차이를 보였다. 부정근은 배양 20일후에는 캘러스가 형성되었고, 배양 60일부터 줄기원기가 발생하였으며, 이후 완전한 줄기로 발달하였다. 부정근 정단부 조직을 TEM 분석 결과 핵, 액포, 전분체, 미토콘드리아, 골지체, 세포벽 등 다양한 세포소기관들이 형성되었으나, 배양 20일후부터는 소기관들이 적게 관찰되었다. 그러나 분화가 시작되는 배양 40일 후 callus 세포에는 다수의 전분체 등 다양한 세포소기관들이 다시 관찰되었고, 배양 60일 이후에는 다시 전분립의 수가 감소하였다. 배양 80일째 세포는 전분립이 거의 관찰되지 않았으나, 미토콘드리아, 골지체 등 다양한 세포소기관들이 다시 관찰되었다. 한편, scopolamine과 hyoscyamine 함량은 배양 60일부터 다소 증가하다가 이후 90일까지 급격히 증가하였고, 이후에는 급격한 감소를 보였다. 본 연구 결과 tropane alkaloid 생합성은 탈분화 및 분화 과정에 영향을 받으며, 세포 내 전분립 생성은 기관분화와 더불어 물질생합성과 매우 밀접한 관련성이 있을 것으로 추정된다.

하동지역에서 생산되는 잎 녹차(우전, 세작, 중작, 대작)에 함유되어 있는 catechin류, alkaloid류 및 theanine를 HPLC를 이용하여 분석을 함과 동시에 녹차 추출물을 이용하여 총 페놀 물질과 항산화능을 측정하였다. Catechin류와 alkaloid류, theanine, 총 페놀 화합물의 함량은 물 추출물 보다 80% 알코올 추출물에서 더 높았다. 총 catechin과 alkaloid의 함량은 80% 에탄올로 추출한 우전 (172.33 mg/g, 30.80 mg/g)에서 가장 높았다. Theanine의 함량도 80% 에탄올 추출물에서 높았고 55.36에서 37.48 mg/g의 범위였다. 녹차의 총페놀 화합물은 우전에서 가장 높았고, DPPH법, FTC법 및 TBA법을 이용한 항산화 활성 측정에서도 우전에서 높은 결과를 나타내었다.

한국은 매년 봄철 중국의 서부지역 및 몽골로부터 불어오는 황사 피해를 받고 있다. 황사발생은 현재 한국을 비롯하여 일본, 멀리 아메리카 대륙에 이르기까지 환경문제를 일으키고 있다. 중국의 서부지역은 장기간의 기후변화와 인간의 훼손행위로 인해 사막화가 급격히 가속되고 있는 실정이다. 이에 중국을 비롯한 각국은 식물식재를 통한 사막의 생태적인 복원을 모색하고 있다. 따라서 본 연구는 사막의 생태적인 식생복원을 위한 기초자료를 얻기 위해 중국 서북부의 대표적인 건조지인 빠이청(白城)지역의 식생을 조사하였다. 건조지에 1차적으로 침입한 강아지풀은 건조에 따른 토양의 염분농도 상승과 알칼리화와 더불어 Artemisia mongolica-강아지풀군락을 비롯하여 강아지풀-Cannabis sativa var. fruderalis 군락으로 천이하였다. 환경조건의 지속적인 악화와 더불어 강한 바람에 의한 증발량 상승으로 건조가 극심한 평지에서는 최종적으로 Artemisia mongolica 군락이 일부 잔존하였다. 시간변화에 따라 간헐적인 그늘이 생길 수 있는 구릉지는 상대적으로 공중습도가 확보될 수 있어 다른 유형의 식생이 나타났다. 조사대상지의 전 지역에 흔히 분포하는 남가새군락은 토양환경 악화와 더불어 남가새-Cleisrogenes squarrosa 군락으로 천이하였고 낮은 구릉지 지형조건에서 환경악화와 더불어 건조와 토양염분 및 강알칼 토양에 강한 Cleisrogenes squarrosa 군락이 최종적으로 형성되었다. 또한 본 조사지 일대에서 건조에 강한 27과 49속 58종 4변종의 총 62분류군의 고등식물이 나타났다. 이 가운데 환경내성이 뛰어난 국화과식물이 27.4%로 가장 많이 조사되었다.

본 연구에서는 카카오 추출물의 알칼로이드계 성분의 함량 을 관찰하고 항산화, 항균, 항염증 활성을 확인하였다. CAEt, CAMe추출물 함유 Gel을 제조하여 물리적 안정성을 관찰하였 다. 카카오 추출물의 생리활성을 관찰하기 위해 DPPH, SOD 측정을 진행하였으며 세포독성 및 LPS로 유발시킨 일산화질소의 소거능에 대한 연구를 진행하였다. 또한 알칼로이드계 퓨린 구조를 가진 카카오 추출물을 첨가시킨 Gel을 제조하여 60일 동안 상온에서의 안정성을 평가하였다. 카카오 추출물의 항산화 활성 검증에서는 CAEt 추출물에서 IC₅₀ 값은 43.14 ㎍/㎖, CAMe 추출물의 IC₅₀ 값은 35.42 ㎍/㎖로 관찰되었다. SOD 측정에서도 CAEt 추출물에서 IC₅₀ 값은 90.9 ㎍/㎖, CAMe 추출물의 IC₅₀ 값은 52.6 ㎍/㎖로 관찰되었다. MeOH 조건에서 추출한 CAMe 추출물의 항산화능이 높은 것을 알 수 있었다. 추출물 3%가 함유된 gel (CAEt-Gel, CAMe- Gel)을 제조하였다. 항균활성 측 정 결과 CAMe 추출물이 함유된 gel 제형이 더 높은 항균성을 나타내는 것을 확인하였다. MTT assay로 관찰한 세포독성은 80% 이상의 세포 생존율을 보였으며, LPS로 활성화된 Raw 264.7 세포에서 NO 발생을 관찰한 결과 CAMe-Gel을 처리한 군에서 NO 생성량이 유의하게 억제되는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 위와 같은 결과를 근거로 카카오 추출물의 알 칼로이드계 성분을 인체내에 적용하기 위해 제조한 Gel은 화장품 및 의료용 소재로 다양한 활용이 가능할 것으로 사료된다.

This study was carried out to investigate solid-state fermentation method using cellulolytic lactic acid bacteria Lactobacillus plantarum TO-2100 in order to increase piperidine alkaloid contents in mulberry leaves. Piperidine alkaloid, one type of which include 1-deoxynojirimycin (1-DNJ), is known to inhibit α-glycosidase activities. Using this strain, the optimal solid-state fermentation conditions on mulberry leaves powder were found as the following: initial moisture content, temperature and relative humidity were 20%, 30~35℃ and 60 ~ 70%, respectively, and the fermentation time was 72 hrs. The piperidine alkaloid contents in the fermented mulberry leaves were 2.86% on dry powder, which is 7-fold increase from that of non-fermented mulberry leaves. The 1-deoxynojirimycin contents after applying preparative thin layer chromatography were 2.02% on dry powder, which is 8 times higher than that of non-fermented mulberry leaves. α-Glycosidase activities was inhibited by 65.7 ~ 84.7% with 3 ~ 5% treatments of hot-water extracts of the fermented mulberry leaves, compared to 16.2 ~ 40.2% with 3 ~ 5% treatments of hot-water extracts of non-fermented mulberry leaves. Therefore, the results suggest that solid-state fermentation method does indeed increase of piperidine alkaloid contents on mulberry leaves.

Alkaloid producing species of plants have long been a major component of the medicinal social and magico-religious aspects of human culture. A diverse array of biological activities has been attributed to different alkaloids including numerous members of benzylisoquinoline family of alkaloids. For biotechnological approaches of alkaloid biosynthesis in poppy family, plant regeneration protocol through somatic embryogenesis or shoot organogenesis is a first step. This paper describes the methods and applications of plant regeneration of poppy family.

미치광이풀의 모상근 뱌양에 의해 의학적으로 중요한 물질인 scopolamine과 hyoscyamine 생산을 증진시키기 위해 3종의 곰팡이와 1종의 효모 유래의 생물학적 elicitor를 supernatant와 homogenate의 형태로 처리하였다. Elicitor 중 Candida albicans는 supernatant와 homogenate 모두 scopolamine 생산성을 증가시켰다. Fusarium solani의 homogenate와 C. albicans의 supernatant 처리로 hyoscyamine 함량이 증가되었다. 그러나 나머지 fungus strain도 대조구에 비해 tropane alkaloids의 생산을 다소 증가시켰다. 본 연구에서는 C. albicans가 tropane alkaloids 생산에 적합한 elicitor임으로 구명되었다. 본 연구 결과는 미치광이풀 모상근 대량배양에 의한 tropane alklaoids 대량생산에 기여할 것이다.