용담의 영양번식시 조직배양을 통한 대량번식 방법 을 찾고자 연구를 수행한 결과 잎을 치상하면 신초 발생이 적거나 느렸고 줄기마디를 치상할 경우에 신초 발생이 많았으며 명·암 조건에서는 암 조건에서 신초 발생이 많았다. CPPU 농도에서는 무처리 MS배지의 0.7개 보다는 CPPU 2.0mg·L-1농도에서 2~3.5개의 신 초를 발생시켜 더 효과적이었다. 결과적으로 많은 신초 를 발생시키기 위해서는 줄기마디를 NAA 1.0mg·L-1 와 CPPU 2.0mg·L-1를 넣은 MS배지에 치상하여 암 조건에 8일간 두었다가 명조건에서 배양하는 것이 가 장 효과적인 것으로 나타났다.

본 연구에서는 항산화 및 미백 소재의 개발을 위해 다양한 추출법을 이용하여 용담화 추출물을 제조하고 항산화 효과 및 멜라닌 생합성 저해능을 평가하였다. 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) 라디칼 소거활성을 평가한 결과 용담화 추출물의 항산화 활성은 모두 농도 의존적으로 증가하였다. 또한 용담화 추출물은 tyrosinase 활성을 저해시켰으며, B16F10 세포에서 멜라닌 생성을 감소시키는 효과를 보였다. 멜라닌 생합성에 관여하는 유전자의 발현에 미치는 영향을 알아보기 위해 tyrosinase-related protein (TRP)-1 및 2 mRNA 발현을 확인한 결과 용담화 추출물에 의해 TRP-1 및 2의 발현이 감소되는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과로 보아 용담화 추출물은 항산화 및 미백 기능성 화장품 소재로서의 응용이 가능할 것으로 사료된다.

A new Gentiana spp. cultivar ‘Skyhope’ was bred by crossing between ‘Jinbu-4 line’ with violet blue (VB 95B) colored petals and ‘Jinbu-1 line’ with violet blue (VB 93B) petals in 2000 year. The superior line of ‘0013-9’ was selected in Daegwallyeong from 2001 to 2003 year, and growth and flower characterization were conducted from 2004 to 2007 year in field of Daegwallyeong and Jinbu of Pyeongchang, Gangwon-do, Namwon, Jeollabuk-do and Jeju Special Self-Governing-do. The flower showed violet blue (VB 96A) color at opening, the petal of flower have not spot and flower stem color was purple. Flowers was opening at the same time from bottom to upside. Plant height was 68.1 cm, and number of flower stems per plant was 5.3 ea., number of flower node per stem is 5.9 ea., and Number of flowers per stem was 32.2 ea.. The flowering of ‘Skyhope’ cultivar was bloomed from the middle of July in Daegwallyeong and the later of July in Jinbu, Pyeongchang, Kangwon-do and the early of July in Namwon, Jeollabuk-do and the later of July in Jeju Special Self-Governing-do. ‘Skyhope’ cultivar can be used for cut flower.

A new Gentiana spp. cultivar “Skyblueball” was bred by crossing between “Jinbu-65 line” with violet blue (VB 95B) colored petals as female and “Jinbu-1 line” with violet blue (VB 93B) petals as male in 2000 year. The superior line of 00-168-3 was selected in Daegwallyeong from 2001 to 2003 year, and its growth and flower characterization were conducted from 2004 to 2007 year in field of Daegwallyeong and Jinbu, Pyeongchang, Gangwon-do, Namwon, Jeollabuk-do and Jeju Special Self-Governing-do. The flower showed violet blue (VB 96C) color at opening, the petal of flower had not spot and flower stem color was purple. The flowers were bloomed at the same time from bottom to upside (Table 1). Plant height was 62.9 ㎝ , number of flower stem per plant is 8.3, number of flower node per stem was 5.3, and number of flower per stem was 21.7 (Table 2). The flowering of ‘Skyblueball’ was bloomed from July 26 in Daegwallyeong, August 3 in Jinbu and Namwon, and June 28 in Jeju Special Self-Governing-do. ‘Skyblueball’ cultivar can be used for cut flower.

절화의 관상기간 중 꽃잎의 탈색 완화에 적합한 조건을 알아보기 위하여 리시안서스, 용담, 국화, 공작초를 대상으로 광도(500, 5,000, 10,000lux)와 자당 처리를 실시하였다. 광도의 차이와 자당의 유무의 차이를 비교해 볼 때 리시안서스와 용담은 각각 자당이 처리된 5,000lux에서 10.9일 10,000lux 역시 10.9일로 관상기관이 길게 나왔다. 반면 국화는 500lux에서 10.5일로 관상기관이 길게 나왔다. 공작초는 광도와 상관없이 대조구에서 10.2일로 관상기간이 길었다. 꽃잎의 탈색완화 효과는 가장 높은 광도 하의 꽃잎 색이 진하게 나왔고, 대조구 보다는 자당이 첨가된 처리구에서 진하게 나오는것을 알 수 있었다. 이상의 결과로부터 고광도의 조건과 자당의 첨가는 안토시아닌의 합성을 증가시키기 때문에, 꽃잎탈색을 지연시키는 것으로 나타났다.

한국산 용담속(용담과) 식물중 남한에 분포하는 10분류군을 대상으로 줄기, 잎, 자방, 악, 자방의 횡단면, 주두, 잎표피, 주맥표면, 화관열편 표면과 종피의 해부학적 형질과 미세구조를 조사하여 절과 종간의 한계를 분명히 하여 종 동정의 어려움을 해결하고 분류학적 위치를 설정하고자 본 연구를 수행하였다. 연구결과, 줄기, 잎, 악편, 자방의 횡단면 및 잎상하표피, 화관열편 표면의 미세구조에서 등에 의해 절, 아절 그리고 계로 구분되었고 종자의 형태와 종피의 미세구조에 의해 종간의 구분이 가능하였으며, 이 형질들은 용담속의 분류군들을 구별할 수 있는 매우 유용한 형질로 밝혀졌다.

An efficient plant regeneration system of Gentiana scabra through somatic embryogenesis was established. Leaves and roots of seedlings of Gentiana scabra excised after germination were cultured on MS basal medium with 2,4-D, NAA or BA. Embryogenic callus was obtained on MS medium with 0.5 mg/L 2,4-D alone or 0.1 mg/L 2,4-D combimation with 1.0 mg/L BA after 45 days of culture. These embryogenic calli gave rise to somatic embryos, which subsequently developed into plantlets on MS medium without PGRs. Also, shoots were effectively differentiated from embryogenic callus when root segments were cultured on MS medium supplement with 0.1 mg/L 2,4-D and 1.0 mg/L BA. Shoots were effectively rooted on MS medium without PGRs. In vitro flowers were formed from plantlets cultured on MS medium with 5% sucrose after 60 days of culture.

The effects of drying agents and ethyl alcohol treatment on the flower color of Gentiana uchiyamai. The flower color was not much changed in flower sheet, in the case of absorbtion papers only. The color was least changed in Korean and China hwasunjis, in the case of absorbtion papers and silica gel treatment. The color was less changed in flower sheets, window papers, and China hwasunjis, and was most changed in newspapers, in the case of absorbtion papers and Na2SO4 treatment. The color was least changed in China hwasunjis, and most changed in dampened papers, in the case of absorbtion papers and CaO treatment. The color tended to change far from the original one, as treatment time got longer, in the case of 0.01M and 0.lM of tartaric acid. The longer the treatment time and the bigger the concentration of ethyl alcohol, the bigger flower color.

큰용담을 대상으로 실시한 체세포배의 형성, 재분화 체계의 확립 및 multiple shoot의 형성 등의 대량증식에 관한 일련의 실험의 결과는 다음 몇 가지로 요약된다. 큰용담의 잎절편을 2, 4-D 2 mg/ l 에 배양한 경우 callus 형성율이 90%, embrogenic callus 형성율이 70% 로 높은 형성율을 나타내었으나 실제 형성되는 체세포배의 발생 숫자를 조사하였을 때 2,4-D 단독처리시 보다 2, 4-D 0.5 mg/ l 와 BAP 0.5 mg/ l이 조합처리 시 잎절편체 당 18.8 개의 높은 체세포배가 형성되었다. 큰용담의 줄기와 마디를 배양한 결과 캘러스의 형성은 단독처리시 20~30%의 캘러스 형성율을 보인 반면 고농도의 2,4-D에 TDZ를 조합처리 하여 줄기마디를 배양한 경우 50% 이상의 우수한 캘러스 형성이 이루어지는 것으로 나타났으며 재분화식물체는 단독처리에서 MS medium 에 BAP 2 mg/ l 처리한 줄기마디 배양에서 7개의 재분화 식물체를 얻음으로 해서 가장 높은 shoot 분화율을 나타내었다. 큰용담에서는 TDZ, BAP를 조합처리한 결과 TDZ 1 mg/ l 와 BAP 1 mg/ l 조합처리하였을 경우 multiple shoot를 형성하였으며 explant 당 70~80개의 식물체가 분화되었다. 식물체의 각 치상조직을 배양한 결과 정아 마디 줄기 순으로 식물체 많이 유도되는 것으로 나타났으며 잎조직에서는 새로운 신초는 유도되지 않았다. 배양기간에서 대한 차이는 배양한지 30일 경과한것 보다 60 일이 경과한것에서 거의 모든 조직에서 2배 이상의 신초형성을 보였다.

서철재래종, 내장산 수집종, 대둔산 수집종, 거제도 수집종, 진부재래종 및 일본 도입종 등 계통의 용담을 대상으로 RAPD 분석을 통한 유사도 분석을 수행한 결과 적용한 20가지의 10-merprimer 중 8가지에서 54개의 증폭된 DNA 절편을 얻었다. 그 중 53.7%에 해당하는 29개의 band가 다형현상을 보였으며, 9.3%에 해당하는 5개의 band는 모든 계통에서 공통적으로 나타났고, 37%인 20개의 band가 특이성을 보였다. 특이성을 보이는 band들은 내장산 수집종에서 2개, 거제도 수집종에서 1개, 진부재래종에서 11개, 일본 도입종에서 6개가 관찰되었다. 유전적 유사도의 분석결과 서천재래종, 내장산 수집종, 대둔산 수집종 및 거제도 수집종이 0.76-0.87의 유사도를 보여 한 집단으로 구분되었으며, 이 집단과 진부재래종 및 일본 도입종 사이의 유사도는 0.23-0.34로 각 각 다른 집단으로 구별되었다. 또한 진부재래 종과 일본 도입 종 사이의 유사도는 0.41로 나타나 서로 구분되었다.

용담의 조직배양기술과 병행하여 기내변이주 유도와 배양체의 Gentiopicroside 함량을 비교분석한 결과 1. 정아는 NaN3 0.001M~0.003M에서 48~74%의 생존율을 보였고, EMS 0.05M에서 36% 생존하였으나 생육치 못하고 고사하였으며 MNH 처리유래 식물체의 기내 생육은 양호하였다. 2. 측아는 NaN3의 농도가 높아질수록 생존율이 감소되었고 EMS는 전부 고사하였으며 MNU에서는 4~32%생존하였다. 배양 60일경의 기내 생육은NaN3와 MNU 모두 정아처리에 비하여 저조한 경향이었다. 3. 종자 처리후 발아율은 NaN3는 0.001M에서 41.4%인 반면 농도가 높을수록 감소하였고, EMS는 저농도인 0.05에서만, 4.8% NMU도 1mM에만 2.8%를 보였다. 기내생육은 NaN3는 무처리구와 비슷한 생육을 보였고 EMS와 MNU 처리구는 생육이 불균일한 변이 발생을 보였다. 4. 용담 조직배양체의 gentiopicroside 함량비교에서 Callus는 40일 배양한 것이 0.038%, 80일 배양한 것이 0.051% 함유하였고 shoot는 신장형이 0.426%, 위축형이 2.710%였다. 특히 뿌리에서는 신장형이 0.883%, 위축형은 1.383%로 조사되었다.

1992~1993년 2년에 걸쳐 충남농촌진흥원 특작 시험포장에서 용담의 번식방법 및 성분시험 결과는 다음과 같다. 1. 발아온도는 25℃ 조건에서 발아소요시 3일, 발아율 65%, 3월 20일 파종기에서 출현 소요시 49일과 입모율 54%로 타처리구보다 양호하였다. 4. 삽목번식 5월 상순 녹지삽이 6, 8월 숙지삽보다 양호하였고, 생장조정제 처리는 무처리(관행) 대비보다 NAA 100ppm에서 발근수, 발근장, 발근율 모두가 양호하였다. 3. 절단처리 시험에서 8월 상순 무절단 외 1/2, 1/3, 1/4 절단 결과 1/2 절단구가 무처리(관행)에 비해 5% 수량성이 높았고, 약효성분은 무절단이 가장 높았으나 절단시험에서 수량과 약효에서는 유의성이 인정되지 않았다.

용담은 뿌리에 Gentiopicroside 등의 성분을 함유하고 있어 한방에서 고미건위약으로 이용되는데 수요전량을 야생채취에 의존해왔으나 공급의 절대부족으로 '92년에는 46,183kg을 수입, 매년 그 양이 증가하고 있는 실정이나 실생에 의한 증식이 곤란하여 아직까지 재배화 되지 못하고 있는바, 종묘 생산을 위한 기내 대량증식 가능성을 검토하였다. 1. 엽육 조직배양시 MS 배지에서의 callus 형성율은 2,4-D 0.1mg/l 에 BA 0.2mg/l 첨가에서 16%를 보였고 shoot의 형성은 2,4-D 0.5mg/l 에 BA 0.2mg/l 에서만 8% 이루어졌으며 2. 경편배양에서 shoot의 형성은 2,4-D 0.1mg/l 에 BA 0.2mg/l첨가에서 24% 이루어졌고 식물체 기내 생육은 2,4-D 0.5mg/l 에 BA 0.2mg/l 처리가 가장 양호하였다. 3. 배지의 종류에 따른 shoot의 길이와 평균엽수는 GD배지에서 7.9cm와 9.2매로 가장 좋았으나 shoot의 증식수는 MS배지가 5.0로 가장 많았고 B5〉GD〉WPM〉DKW배지의 순으로 좋았으며 4. 배지의 pH별 시험에서는 5.0에서 6.2까지 높아질수록 shoot 길이와 증식수가 증가하는 경향이었지만 식물체의 정상적 생육은 pH 5.9에서 가장 양호하였으며, 배지내 활성탄의 첨가농도가 2g까지 높아질수록 shoot 길이가 증가하여 개체의 생육은 건전하였으나 shoot 증식은 감소되는 경향이었다. 5. MS 배지에 2,4-D 1.0~2.0mg/l 처리에서 유도한 체세포 돌연변이주는 키가 큰 신장형이 63%였고, 작은키의 위축형은 37%였다.