Background : For the green approach of nanoparticles synthesizing, plant based technology has been considered as cost-effective and eco-friendly mass production. The oriental medicinal crop, Kalopanax septemlobus (Thunb.) Koidz. (Korean name: 음나무), the deciduous tree and a family of Araliaceae. Endemic tree of Asian countries, K. septemlobus being used for the treatment of various diseases. Phytochemicals of K. septemlobus such as polyphenols has highly probability of reducing agent for biosynthesizing nanoparticles. Methods and Results : In this study, we applied K. septemlobus ZnO nanoparticles (Ks-ZnO NPs) with procedures including green approach one-pot synthesis. For the characterization of nanoparticles, UV–Vis, FTIR, XRD, SEM and TEM were used. The formation of ZnO nanoparticles, the aurface plasmon resonance were observed at 372 ㎚ in UV-Vis spectroscopy. The presence of functional groups which as a capping agent and formation of ZnO nanoparticles were confirmed in FTIR result. The crystallization and morphology showed by XRD, TEM and SEM respectively. The photocatalytic activity of ZnO nanoparticles, was determined using Methylene blue (MB) dye degradation under UV irradiation (365 ㎚) which resulted rate constant is (−k) 0.1215 with 97.5% of degradation in 30 min. Conclusion : The result shows that phytochemicals in K. septemlobus extract have a potential as a reducing agent to form ZnO nanoparticles. The ZnO NPs are capable to degrade MB with in brief time.

청원 소재 음나무(Kalopanax septemlobus)의 미숙종자에서 캘러스를 유도하여 15개의 배발생 캘러스를 얻었다. 증식된 배발생 캘러스를 재료로 체세포배를 유도하여 15개체의 기내 식물체를 얻었다. 체세포배 유도는 1/2 MS배지에 0.1 mg/L abscisic acid (ABA), 7% polyethylene glycol (PEG), 0.02% activated charcoal, 3% sucrose를 첨가하고, 0.5% gelrite로 경화하여 사용하였다. 식물 재생용 배지는 배지는 1/2MS배지에 2% sucrose, 0.3% gelrite로 하였고, 발아 촉진을 위해 GA3 1.0 mg/L 처리 혹은 기본배지를 사용하였다. 15개체의 체세포배 발생 빈도는 다르게 나타났고, 재생된 식물체의 GA3 효과는 크지 않았다. 유전적 다양성을 조사하기 위하여 ISSR (Inter-Simple Sequence Repeats) 표지자 분석을 실시하였다. 5개의 ISSR 프라이머에서 증폭산물을 관찰하였고, 유전적 다양성을 나타내는 P (Percentage of polymorphic loci)값과 S.I. (Shannon’s information index)를 조사하였다. ISSR 마커를 이용하여 재분화 식물체의 유전적 안정성을 분석한 결과, 체세포 유래 재분화된 식물체의 개체간에 유전적 구조가 균일하며, 유전적 변이는 관찰되지 않았다.

음나무 잎 추출물의 생리활성을 분석하기 위해 열수추출물과 70% EtOH 추출물의 폴리페놀의 함량을 측정하였으며, 항산화활성 분석을 위해 전자공여능, nitric oxide radical 저해활성, xanthine oxidase 저해활성, ABTS radical cation decolorization을 측정하였다. 폴리페놀의 총 함량은 열수추출물과 70% EtOH 추출물에서 각각 104 mg/L, 125 mg/L으로 정량되어 70% EtOH 추출물이 열수추출 물에 비해 높은 함량을 보였다. DPPH radical 소거능은 70% EtOH 추출물이 1,000 ppm에서 93.1%로 나타나 같은 농도의 BHA와 유사한 소거능을 보였다. nitric oxide radical 저해활성은 70% EtOH 추출물과 열수추출물이 1,000 ppm에서 49.6%, 49.5%로 나타나 같은 농도의 BHA보다 높은 nitrit oxide radical 저해활성을 보였다. Xanthine oxidase 저해활성은 1,000 ppm농도에서 열수 추출물과 70% EtOH 추출물에서 각각 46.6%, 60.4% 활성을 나타내었다. ABTS radical cation decolorization 활성은 1,000 ppm에서 열수추출물이 92.7%, 70% EtOH 추출물이 91.4%로 나타났다. 이상의 결과로 보아 음나무 잎의 70% EtOH 추출물과 열수추출물 모두 많은 폴리페놀이 함유되어 있으며, 70% EtOH 추출물과 열수추출물 모두 합성항산화제에 비해 항산화 활성이 다소 낮지만 천연 항 산화제로 우수한 항산화활성을 나타내는 것으로 분석되었다. 이를 바탕으로 음나무 잎의 강한 항산화능을 피부노화 예방관련 미용식품 및 기능성 화장품 소재로 활용 가능한 유용한 수종으로 개발 될 수 있을 것이다.

The objective of this study was to understand the conservation of gene resources and provide information for mass selection' of winter bud characters among the selected populations of Kalopanax septemlobus Koidz using analysis of variance(ANOVA) tests. The obtained results are shown below; 1. Ten populations of K. septemlobus were selected for the study of the variation of winter bud characters in Korea. The results of the analysis of variance(ANOVA) tests shows that there were statistically significant differences in all of the winter bud characters among those populations. 2. Correlation analysis shows that width between Height and DBH(Diameter at breast height) characters have negative relationship with all of the characters, as ABL(Apical branch length), ABW(Apical branch width), AWBL(Apical branch winter bud length), AWBW(Apical branch winter bud width), ABT(Apical branch No. of thorns), ABLB(Apical branch No. of lateral bud) and LBL(Lateral branch length), LBW(Lateral branch width), LBT(Lateral branch No. of thorns), LBLB(Lateral branch No. of lateral bud). 3. The result of principal component analysis(PCA) for winter buds showed that the first principal components(PC' s) to the fourth principal component explains about 78% of the total variation. The first principal component(PC) was correlated with AWBW, LWBW, and LBL and the ratio of ABL/ABW and LBL/LBW out of 16 winter bud characters. The second principal component correlated with ABL, ABW, ABLB, LWBL(Lateral branch winter bud length), and LBW and the ratio of AWBL/AWBW. The third principal component correlated with ABL, ABW, LWBL, LBL, and the ratio of LBL/LBW. The fourth principal component correlated with LBL and the ratio of LWBL/LWBW(Lateral branch winter bud width), LBL/LBW. Therefore, these characters were important to analysis of the variation for winter bud characters among selected populations of K. septemlobus in Korea. 4. Cluster analysis using the average linkage method based on 10 selected populations for the 16 winter bud characters of K. septemlobus in Korea showed a clustering into two groups by level of distance 1.1(Fig. 3). As can be seen in Fig. 3, Group I consisted of three areas(Mt. Sori, Mt. Balwang and Mt. Worak) and Group Ⅱ contisted of seven areas(Suwon, Mt. Chuwang, Mt. Kyeryong, Mt. Kaji, Mt. Jiri, Muan, and Mt. Halla). The result of cluster analysis for winter bud characters corresponded well with principal component analysis, as is shown in Fig. 2.

음나무 자생지의 보존과 복원을 위한 연구의 일환으로 개체목 단위로 산재하여 서식하는 것으로 알려진 음나무의 군집을 탐색하고, 인위적 간섭이 적고 보전상태가 양호한 강원도 흥정산, 발왕산, 가리왕산 지역을 대상으로 지형, 토양특성 등의 물리적 환경과 식생구조를 조사하였다. 1. 음나무 자생지의 입지환경 조사 결과 분포범위는 해발고 780~1,300m의 북서, 북동 및 북향을 중심으로 경사가 심한 산복-사면에 위치하였으며, 토양 산도는 5.81(±0.05)로 비교적 중성에 가까운 토양이며, 양이온치환용량(C.E.C.)은 평균 22.30(±8.1)(me/100g), 유기물함량 8.63(±0.48)%로 비옥한 토양이였다. 2. 음나무의 평균 연륜 생장량은 1.60~2.41mm/year으로 발왕산이 2.41mm/year로 가장 높고, 가리왕산 1.98mm/year, 흥정산 1.60mm/year 순으로 생장량을 나타냈다. 초기 20년간의 생장량은 평균 생장량 보다 컸으나, 그 후는 계속적으로 감소하는 경향을 나타냈다. 3. TWINSPAN에 의한 군집의 분리는 지역간의 군집분리에 중요하게 작용하였으며, 음나무림의 평균 상대우점치 (MIV)는 흥정산지역 24.55%, 가리왕산지역 29.25% 그리고 발왕산지역 38.28%로 나타났으며, 종다양도는 전체적으로 1.3124~1.3992 범위를 보여 대체적으로 3개 지역간에 큰 차이는 보이지 않았다. 4. 음나무 층위별 분포형(Morista's index)은 교목층, 아교목층 및 관목층이 각각 0.9629, 2.9570, 20.5419로 나타나 교목층은 임의 분포하는 경향을 보였으나 아교목층과 관목층은 집중분포하는 것으로 나타났다. 5. 종다양성 분석 결과 상대우점도의 범위가 0.1476~0.2065으로 몇몇 종에 의한 단순림을 이루지 않고 다수의 종에 의해 혼효되어 자생하고 있으며, 유사도지수는 64.31~64.54% 범위로 3개 조사지역간에 식생의 연속성이 있는 것으로 판단되었다. 6. 조사지의 상대우점치를 이용한 종간 상관관계를 조사한 결과 음나무는 사스레나무, 물참대, 까치박달나무 그리고 들메나무와는 동일한 생태적 지위를 갖는 것으로 나타났으며, 노린재나무 1%, 쪽동백, 고로쇠 나무, 나래회나무, 느릅나무는 5%수준의 부의 상관관계를 보여 생태적 지위가 다른 것으로 나타났다. 7. 직경급 분포에 의한 개체군의 생육 동태를 예측한 결과 흥정산 지역은 정규분포를 보여 앞으로 지속적인 유지가 가능하며, 발왕산의 경우에도 소경목에서 대경목에 이르기까지 골고루 출현하여 음나무림의 지속적인 유지가 가능할 것으로 생각되나 가리왕산의 경우는 치수나 어린 개체가 출현이 되지 않고 중경급과 높은 직경급의 개체의 밀도도 높지 않아 앞으로 이 집단에서는 음나무 집단의 지속적인 유지가 어려울 것으로 생각된다.