2017년부터 2019년까지 경남지역 여주(Momordica charantia L.)에서 13종의 해충을 조사하였다. 그 중 목화진딧물(Aphis gossypii Grover), 꽃노랑총채벌레(Frankliniella occidentalis (Pergande)), 대만총채벌레(Frankliniella intonsa (Trybom)), 목화바둑명나방(Diaphania indica (Sauder)), 담배거세미나방(Spodoptera litura (Fabricius))이 주요 해충이었으며, 중국청람색잎벌레(Chrysochus chinensis Baly), 파밤나방(Spodoptera exigua (Hübner)), 오이총채벌레(Thrips palmi Karny), 갈색날개매미충(Ricania sp.), 톱다리개미허리노린재(Riptortus clavatus Thunberg), 썩덩나무노린 재(Halyomorpha halys (Stål)), 담배장님노린재(Nesidiocoris tenuis (Reut.)), 풀색노린재(Nezara antennata Scott) 등이 일시적으로 발생하는 해충으로 조사되었다. 목화진딧물은 주로 여주의 신초에서 5월 상순부터 발생하기 시작하여 6월 하순까지 발생하며, 5월 하순에 발생최성기를 보였다. 꽃노랑총채벌레와 대만총채벌레는 주로 여주의 꽃에 발생하며 6월 중순에서 하순에 발생최성기를 보였다. 목화바둑명나방은 6월 하순, 담배거세미나방은 8월 하순에서 9월 상순에 발생최성기를 보였다. 여주에 발생하는 주요 해충과 발생소장을 구명하여 예찰 및 방제의 기초자료로 활용하고자 한다.

여주는 열대와 아열대 지역에서 재배되는 1년생 박과 채소로 혈당조절 등의 기능성이 알려지면서 재배면적이 증가하고 있다. 그러나 여주는 자웅동주이화 식물로 인공수분이 필요하고 온도나 일장에 민감하게 반응하는 개화특성 때문에 안정적인 수량 확보가 어려운 경향이 있다. 평균적으로 암꽃과 수꽃의 착생 비율은 1:25 정도이나 생육 초기 단일조건에서는 암꽃 발생이 많아 인공수분이 어렵다. 이 연구는 암꽃 비율이 높아지는 시기에 환경 조건과 관계없이 화분을 안정적으로 공급하고자 화분 활력 및 저장성 검정에 관한 연구를 수행하였다. 화분을 채취하여 상온(25℃), 냉장(4℃), 냉동(-20℃), 초저온냉동(-70℃)조건에서 180일간 저장하여 발아율을 조사한 결과, 상온에서는 저장 3일 경과 후 급격히 감소하였고 초저온냉동저장(-70℃)에서 발아율이 30%로 가장 높게 나타났다. 또한, 화분의 활력도 발아율과 같이 저장온도가 낮을수록 높은 경향을 보였으며, 초저온냉동저장(-70℃) 화분은 69%로 개화당일 화분의 74%와 유사한 수준이었다. 저장온도를 달리하여 저장한 화분으로 인공수분한 결과 결실률도 저장온도가 낮을수록 높게 나타났고, 상품과 평균과중은 처리 간에 큰 차이는 없었다. 이는 저장온도가 화분의 생존율과 결실률에 영향을 미치는 것으로 판단되어 여주의 안정적인 수량 확보를 위해서는 효과적인 화분 공급 체계가 필요할 것으로 생각된다.

This study aimed to investigate the changes in the γ-aminobutyric acid (GABA) content of bitter melon (Momordica charantia L.) cultivated from different regions, with different harvest times and at various maturation stages. Methods for observing the changes in GABA content were validated by determining the specificity, linearity, limit of detection (LOD), limit of quantification (LOQ), and precision and accuracy using the HPLC-FLD system. Results showed high linearity in the calibration curve with a coefficient of correlation (R2) of 0.9999. The LOD and LOQ values for GABA were 0.29 and 0.87 μg/mL, respectively. The relative standard deviations for intra- and inter-day precision of GABA were less than 5%. The recovery rate of GABA was in the range of 98.77% to 100.50%. The average content of GABA was 0.93 mg/g and Cheongju showed highest GABA content of 1.88 mg/g. As the time of harvest increased from May to September, the GABA content decreased from 1.56 to 0.86 mg/g. Also, maturation of the bitter melon fruit was associated with a decreased in GABA content.

This study was conducted in order to investigate the effects that the difference of planting time by a method of cultivation in the non-heated greenhouse and the open field with spring planting had on growth and yield. With regard to the tested variety of Momordica charantia, variety ‘Dragon’ (Japan Yae 農藝) was selected. And 3 treatments on March 20, April 5 and April 20 for the greenhouse cultivation and 3 treatments on April 20, May 5 and May 20 for the open-field cultivation 1 month later than those for the greenhouse cultivation were planted by the randomized complete block design, and 4 secondary vines were trained. In the results of examining 15-day average atmospheric temperature after planting according to the methods of greenhouse and open-field cultivation and planting time, it was shown that there was a tendency for atmospheric temperature inside the greenhouse to decrease as the planting time was moved up. In particular, the average atmospheric temperature was 16.7oC when seedling was planted on April 20 in the open-field cultivation, which was approximately equal to 17.0oC of the average atmospheric temperature when a seedling was planted on March 20 in the greenhouse cultivation. With regard to the date of first harvest by the method of cultivation, it was shown that there was a tendency for the date of first harvest to be earlier in the greenhouse cultivation than in the open-field cultivation, and the date of first harvest was moved up as a seedling was planted earlier for the planting period. The number and weight of harvested fruits per plant showed a tendency which was almost similar to that of total number of harvest days and number of harvests. Thus, the number of fruits was 189 and the weight of fruits was 31,649g in case of the greenhouse cultivation and planting on March 20, which were maximum. In case of planting on the latest planting date : May 20 in the open-field cultivation, the number of fruits was 77 and the weight of fruits was 12,502g, which were at a level of 40% of those of planting on March 20 in the greenhouse cultivation 2 months earlier. The total yield per 10a was 10,228kg in the greenhouse cultivation and was 2.2 times as heavy as 4,607kg in the open-field cultivation with regard to the method of cultivation. For the planting period in the greenhouse cultivation, it was 10,539kg and 10,517kg in planting on March 20 and April 5, which was higher by 9% than 9,629kg in planting on April 20. And in the open-field cultivation, it was 4,785kg in planting on April 20 and 4,872kg in planting on May 5, which was higher by 15~17% than 4,163kg in planting on May 20. Taking the above results into account, it is considered proper to plant Momordica charantia from March 20 to April 5 for the greenhouse cultivation and from April 20 to May 5 or thereabouts when a risk of late frost is gone for the open-field cultivation in southern area.

본 시험은 여주의 봄 무가온 하우스내 입체재배시 적정 재식밀도를 구명하고자 수행하였다. 재식밀도는 235plants·10a-1, 305plants·10a-1, 380plants·10a-1의 3처리로 하였으며 ‘에라부’ 품종을 이용하여 3월 26일 정식하였다. 유인방법은 어미 줄기를 적심하고 아들 줄기를 6 개로 유인하였다. 시설 내 광도는 재식밀도가 높을수록 낮아졌으며 순 광합성율도 41-71% 정도로 유의하게 낮았다. 재식밀도에 따른 과일 특성에서는 차이를 보이지 않았으나 재식밀도가 낮을수록 주당 근중과 수확 과수는 증가하였다. 평균 과중은 305plants·10a-1 처리구에서 338.7g으로 가장 무거웠으며 235plants·10a-1 처리구에서 285.2g으로 가장 가벼웠다. 총 수량은 305plants·10a-1 처리구에서 5,393kg·10a-1로 가장 많았으며 235plants·10a-1 처리구에 4,068kg·10a-1로 가장 적었다. 상품과의 수량도 305plants·10a-1 처리구에서 4,767kg·10a-1으로 재식밀도 235plants·10a-1에 비하여 24%, 380plants·10a-1에 비하여 13% 정도가 증가되었다. 따라서 무가온 하우스내 입체 재배시 적정 재식밀도는 305plants·10a-1 정도가 적당할 것으로 판단된다.

본 연구에서는 볶음 처리 후 여주의 총 phenolics, 총 flavonoids, 갈변물질(MRPs, maillard reaction products), 항산화 활성 및 α-glucosidase 저해활성을 비교하였다. 또한 alkaloids 유도체와 쓴맛 저감 효과를 평가하였다. 볶음 온도 및 시간이 증가함에 따라 볶음 처리된 여주는 총 phenolics, 총 flavonoids, MRPs, 항산화 활성 및 α-glucosidase 저해활성 역시 증가하였으나, alkaloid계 화합물 및 쓴맛은 감소하였다. 특히 200℃에서 15분 동안 볶은 여주는 총 phenolics, 총 flavonoids, MRPs, 항산화 활성 및 α-glucosidase 저해활성이 가장 높았고 alkaloid계 화합물 및 쓴맛은 가장 낮게 나타났다. 이 결과로부터 볶음 여주는 쓴맛이 저감되고 이들 추출물은 식품에서도 잠재적인 천연 항산화제로 사용할 수 있을 것으로 판단되었다.

국내에 보유하고 있는 여주 유전자원을 대상으로 과실특성과 charantin 함량을 분석하고, 추후 유전자원을 다양한 용도로 활용하고자 수행하였다. 2010년에 선발된 수량이 높은 계통 2점의 charantin 함량을 HPLC 분석한 결과, 착과 후 일수에 따른 함량의 변이를 보였는데, BG1은 착과 후 24일 15일순으로 charantin 함량이 높게 나타나 착과 후반부에 charantin 함량이 높게 나타난 반면 BG7은 착과 후 일수가 13일에 가장 높았고, 16일 19일 순으로 charantin 함량이 높게 나타나 착과 전반부에 charantin 함량이 높아지는 것으로 나타났다. Charantin 성분 함량이 높은 여주품종 선발 및 수확시기 규명을 위하여 한국, 중국, 인도, 일본 등에서 도입한 유전자원 33점과 시판종 1점중 수량이 높은 13점의 과실특성 및 charantin 함량을 HPLC 분석한 결과 charantin 함량이 높은 104615, K169995, 엔에스454을 선발하였다. 따라서 수량이 높은 13점의 여주자원중 charantin 함량이 높았던 K169995나 NS454은 새로운 품종 육성이나 가공용으로 활용할 수 있으며, 수량이 많았던 K161952나 K051434 등은 과실 생산 목적으로 활용할 수 있을 것으로 생각되고, 착과후 시기별로 용도에 따라 수확을 하여 이용하면 좋을 것으로 생각된다.

본 연구는 여주 분말 첨가 된장의 발효 중 이화학적 특성, phytochemical 화합물(isoflavones과 phenolic acids) 및 생리활성 활성 변화를 측정하였다. 된장 발효 중 pH는 6.41-5.83에서 5.81-5.24로 감소하였고, 반면에 산도는 0.42-0.65%에서 1.28-1.48%로 증가하였다. 고초균과 효모 생균수, 염도 및 총 아미노산 함량은 발효 종기(60 일)에 증가하였다. 특히, 발효 후 10% 여주 분말 첨가 된장은 가바(GABA, 129.87 mg/100 g) 함량이 다른 된장 시료들과 비교하여 가장 함량이 높았다. 발효 후 된장은 발효 전 된장 시료보다 생리활성이 높았다. 발효 후 phytochemicals 화합물 중 isoflavone-aglycones과 phenolic acids는 증가하였고, 반면에 isoflavone-glycosides는 감소하였다. 게다가, 발효 후에 총 phenolics, isoflavone-aglycones과 phenolic acids 함량은 급격히 증가하였고, 이에 따라 항산화 활성과 α-glucosidase 저해활성이 증가하였다. 이들 결과로부터 여주 분말 첨가로 항산화와 항당뇨 활성이 개선된 새로운 타입의 된장 제조가 가능할 것으로 판단되었다.

Background : Momordica charantia L. (M. charantia) is a member of the family Cucurbitaceae, used as a medicine herb in traditional medicine. In this study, we present the sequencing, de novo assembly and analysis of the transcriptome of M. charantia and provide a global description of relationship between putative phenylpropanoid and flavonoid biosynthesis genes and alteration of phenylpropanoid and flavonoid content during different organs and plantlet of M. charantia. Methods and Results : The transcriptome of M. charantia was constructed by using an Illumina Nexteseq500 sequencing system. Out of 68,073,862 total reads, approximately 88,703 unigenes were identified with a length of 898 bp. Alternatively, transcriptomic data, 10cDNAs (McPAL, McC4H, Mc4CL, McCOMT, McCHS, McCHI, McF3H, McFLS, McDFR and Mc3GT) encoded phenylpropanoid and flavonoid biosynthetic genes. The expression levels and the accumulation of trans-cinnamic acid, benzoic acid, 4-hydroxyvbenzoic acid, p-coumaric acid, chlorogenic acid, caffeic acid, catechin hydrate, ferulic acid, and rutin were investigated in different organs and plantlets. Mainly, phenylpropanoids and flavonoids accumulated in leaves and flowers, whereas low levels accumulated in roots. Collectively, these results indicate that the putative McPAL, McC4H, McCOMT, McFLS, and Mc3GT might be key factors for controlling phenylpropanoid and flavonoid contents in M. charantia. Conclusion : In this study, we present the sequencing, de novo assembly and analysis of the transcriptome of M. charantia. We also compared gene expression and compound analysis of phenylpropanoid and flavonoid in different organs and plantlet of M. charantia. These results indicate that McPAL, McC4H, McCOMT, McFLS, and Mc3GT are key regulators of phenylpropanoid and flavonoid accumulation in M. charantia

Momordica charantia L. is a valuable food and medicinal plant of the gourd family (Cucurbitaceae) that is cultivated in tropical and subtropical regions of the world. Physicochemical properties of M. charantia based on cultivars, parts and growing stage were investigated. Crude protein contents of leaf were 27.5%, 26.9%, and 23.6% in native leaf (NL), cv. Erabu leaf (EL), and cv. Dragon leaf (DL), respectively. In particular, the crude protein content was the highest in leaves. The crude fat content was in the order of developmental stage 1 of cv. Erabu fruit (EF1) and developmental stage 1 of native fruit (NF1) with values of 4.0%, and 3.9%, respectively. There was also high amount of crude fiber in stem of all three cultivars. The crude ash content was in the order of cv. Erabu leaf, cv. Dragon leaf, and developmental stage 3 of native fruit (NF3) with values of 23.2%, 17.4%, and 13.6%, respectively. The major minerals found in M. charantia were K, Ca, and Mg. The potassium contents of developmental stage 3 of native fruit (NF3), developmental stage 3 of cv. Dragon fruit (DF3), cv. Dragon stem (DS), and developmental stage 2 of native fruit (NF2) were 498.37, 339.21, 314.30, and 307.34 ㎎ /100g, respectively, while the calcium contents were decreased of EL, DL, and NL with values of 513.45, 371.69, and 209.43 ㎎/100g, respectively. The calcium content was higher in leaves and stems than fruits. On the otherhand, the highest magnesium content was measured in EL (69.92 ㎎/100g). The highest contents of chlorophyll a, chlorophyll b, and total chlorophyll were found in NL (442.9 ㎎/100g dw), EL (759.6 ㎎/100g dw), and EL (1164.9 ㎎/100g dw), respectively. The vitamin C contents from developmental stage 2 of cv. Erabu fruit (EF2), NF3, developmental stage 3 of cv. Erabu on fruit (EF3), and NF2 were found with values of 2849.9, 2330.5, 1985.1, and 1844.5 ㎎/㎏, respectively, and found to be higher in Korean cultivar and Erabu fruit than in Dragon. The charantin contents of leaf were higher than the fruit found to be 547.71, 506.04 and 395.62 ㎍/g dw in DL, EL and EF2, respectively. According to the results, mineral contents, total chlorophyll and charantin contents of M. charantia were higher in the leaves (EL and DL) than the fruits. And, vitamin C content was the highest in the fruit (EF2 and EF3). Therefore, much more research needs to be undertaken to use of the leaves as well as fruits. The data showed that M. charantia can be considered a good source of nutrient for application in food system.

여주는 몇몇 열대지역에서 중요한 채소 작물이다. 여주 과 실이 의학적으로 효능이 있는 활성물질을 포함하고 있음에도 불구하고, 한국에서는 주로 장식용으로 이용되어 왔다. 최근 여주의 미숙과실에 있는 항당뇨성분 때문에 여주에 대한 관 심이 증가하고 있다. 그러나 재배법과 기능성성분에 대한 연 구가 거의 수행되지 않았다. 본 연구에서는 항 당뇨성분인 카란틴 성분 함량이 높은 유전자원을 선발하기 위하여 카란틴 성분을 분석하였다. 여주 과실의 카란틴 성분 분석은 31자원 의 인공교배된 착과 후 15일 경과한 과실을 이용하였다. 카란틴 함량은 15.1∼161.4 μg·g -1이었으며, 건물중은 221 ∼2,097 g이었다. ‘K169998’, ‘K042800’, ‘K170002’, ‘Hwanock’ 그리고 ‘Nockwoo’ 5개 계통의 카란틴 함량은 각각 143.7, 104.6, 103.5, 161.4, 101.1 μg·g -1이었다. 이러한 결과는 항 당뇨 성분인 카란틴 함량이 높은 여주자원 선발에 활용될 수 있으며, 안정적인 고품질 여주 자원 선발에 기초자료로 이용 될 것이다. 향후 여주의 수확시기가 어떻게 카란틴 함량 변화 에 관여하는지에 대한 기작 규명 연구가 필요하다.

This study was carried out in order to determine the biological activities such as antioxidant activities in nine cultivars of Momordica charantia L. (Korea, China, Japan and Philippine native cultivars). Their antioxidant activities were measured using DPPH free radical scavenging, ABTS cation radical scavenging, and Nitrite scavenging ability. The highest total polyphenol content (16.82 μg/ml) measured in the native Korea cultivar, and this value was 4.0 μg/ml higher than that of the 'Verde Beuhas' cultivar (12.82 μg/ml). The 'Peacock' cultivar had the highest total flavonoid amount which was 4.38 μg/ml. The free radical scavenging activity using DPPH method was the highest in the native China cultivar (RC50 = 102.6 μg/ml). ABTS cation radical scavenging activity according to cultivars was significantly higher in 'Peacock'. Nitrite scavenging ability showed the most remarkable effect at the pH 1.2, exhibited to 81.5~86.9% by addition of ethanol extract 1μg/ml from Momordica charantia L. These results suggest that Momordica charantia L. had the potent biological activities, and that their activities exhibited differently depending on cultivars.

Bitter melon (Momordica charantia L.) is a tropical and subtropical vine of the family Cucurbitaceae, widely grown for edible fruit, which is among the most bitter of all vegetables. Bitter melon contains an array of biologically active plant chemicals including triterpenes, proteins, and steroids. The fruit is useful in gout, rheumatism and subacute cases of the spleen and liver diseases. It is supposed to purify blood and dissipate melancholia. It has also been shown to have hypoglycaemic properties (anti-diabetic) in animal as well as human studies. Raw materials of used in pharmaceuticals, health food, cosmetics, food, perfumery and other industries. However, bitter melon is not popular in Korea. For research, development and commercialization of bitter melon in Korea, we collected 13 varieties of bitter melon from domestic andabroad. We study biological and chemical characteristics of bitter melon. In general frui tsize and weight of Philippines and Japanese varieties was larger than that of Chinese and Korean. We are studying chemical analysis of useful compound (diosgenin and GABA) from bitter melon.

여주의 부위별 항산화 활성 및 비타민 C의 함량을 조사하였다. 각 부위별 비타민 C의 함량을 보면 미성숙과에서 92.2mg/100 g으로 가장 높게 나타났는데, 이는 줄기에서의 2.5mg/100 g 보다 40배 이상 높은 함량이다. 여주의 각 부위별 메탄올 추출물을 TBA 방법으로 항산화효과를 측정한 결과 잎 추출물에서 0,05로 가장 높은 항산화 효능을 나타냈으며, 이는 추출물이 ascorbic acid와 BHT보다도 항산화력이 우수함을 알 수 있었다. 또한 각 부위별 건조시료와 생체시료에서의 SOD, APX 그리고 CAT의 활성을 비교한 결과 건조시료인 경우가 생체시료에서보다 활성이 더 높게 나타났다. 이러한 결과들은 여주가 식물유래 천연 항산화제로서의 높은 가치를 지니고 있으며 앞으로 이에 대한 개발 가능성이 매우 높음을 시사해 주고 있다.