We investigated the effect of habitat environment and colony characteristics on floral bud development in Rhododendron brachycarpum native to Ulleung Island of Korea. Two habitats were considered. Habitat B had a remarkably higher altitude and steeper slope than habitat A. Therefore, fewer types of trees existed on the upper layers, and the density was low. Hence, the degree of light transmission within the community was higher in habitat B. Additionally, flowering ratio of shoots was higher in habitat B, and the amount of light was also relatively higher. The lower the amount of light, lesser the floral development, the higher the leaf area and the specific leaf area, lower the dry weight and chlorophyll content. The total carbohydrate (T-C) and nitrogen (T-N) in shoots are more important than the relative T-C and T-N ratios per leaf. Finally, this study revealed that the floral bud development and flowering of native rhododendrons are strongly associated with the degree of assimilate accumulation in shoots, and that sufficient assimilate accumulation in shoots is essential for stable flowering.

울릉 만병초(Rhododendron brachycarpum)를 5월 27일부 터 9월 27일까지 매월 삽목에 따른 삽수의 발근율은 5월 은 63.3%, 6월은 53.3%, 9월은 41.8%로 높았으나, 8월은 19.8%로 낮았다. 발근율이 높은 처리는 근장 및 근폭 의 생장도 양호하였다. 발근촉진제 처리에 따른 삽수의 발근율은 무처리 23.3%에 비하여 IBA 250mg • L−1는 46.7%와 NAA 125mg • L−1는 53.3%로 양호하였다. 차광 및 LED 보광처리에 따른 삽수의 발근율은 대조구 23.3% 에 비하여 LED 보광이 66.7%로 가장 높았고, 30% 차광이 43.3%, 60% 차광은 30.0%이었다. 근장과 근폭도 발근율이 양호한 LED 보광 및 30% 차광처리는 양호하 게 생장하였다.

본 연구는 만병초 개체군을 식물사회학적 방법으로 군락을 분류하고, 토양을 분석하였으며, 식생과 환경과의 상관관계를 밝히고자 분포서열법을 사용하여 분석하였다. 만병초 개체군은 주로 한반도 백두대간의 고산지대와 울릉도에 분포하고 해발고는 872~1466m의 높이에 위치하고 있다. 만병초 개체군은 회솔나무 우점개체군, 함박꽃나무 우점개체군, 눈측백 우점개체군, 만병초 전형개체군으로 분류되었다. 토양의 이화학적 특성을 분석한 결과 유기물함량은 10.45~15.28%, 전질소함량 0.37~0.61%, 치환성 K+는 0.21∼0.35cmol+/kg, Ca2+는 0.39∼2.54cmol+/kg, Mg2+는 0.17∼0.50cmol+/kg, 양이온치환용량 18.28∼22.81cmol+/kg이며, 토양 pH는 4.66~5.23인 것으로 조사되었다. DCCA를 이용한 만병초 개체군의 식생과 환경요인과의 상관관계를 분석한 결과 해발고도가 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났으며 군락별 입지 특성은 회솔나무 우점개체군이 사면경사가 급하고 양료 중 전질소와 유기물함량이 낮은 지역에 분포하였고, 회솔나무 우점개체군에 비해 함박꽃 우점개체군과 눈측백 우점개체군은 사면경사가 낮고 전질소와 유기물의 양료가 높은 입지에 분포하였다. 눈측백 우점개체군은 해발고와 노암율이 높은 곳에 분포하는 것으로 나타났다. 만병초의 자생지는 약초채집으로 인한 훼손으로부터 취약한 상태이다. 따라서 개체군의 생육특성 파악과 자생지의 보전을 위한 구체적인 대책 마련이 요구된다.

만병초의 종자는 20οC에서 발아율이 69.1%로 가장 높았고, 25οC는 63.0%이고, 상온에서는 발아율이 52.9%로낮았다. 광 조건에 따른 발아특성은 LED 보광 및 자연광에서 60% 이상 발아되었으나 차광 시에는 발아율이40% 이하로 현저하게 낮았다. 만병초 종자를 인공배양토에 vermiculite 또는 peatmoss를 50% 혼합하여 파종한결과, 발아율은 큰 차이 없이 51.6~58.2%로 나타났다.복토 깊이에 따른 발아율은 무 복토가 62.3%, 2mm 복토는 60.2%에 비하여 6mm복토는 3.5%로서 복토의 깊이가 깊어질수록 발아율이 현저하게 낮아졌다. 관수 방법에 따른 발아율은 1일 2회 관수와 1일 1회 관수하였을 때 58~63%로 발아율이 양호하였으며, 3일 1회관수 시 발아율이 10.6%로 현저하게 떨어졌다. GA325ppm에서 GA3 100ppm까지 20οC와 25οC에서 처리 농도가 증가할수록 발아율이 증가하는 경향이었다. GA3 100과 200ppm을 처리한 종자의 발아율은 농도간 차이 없이97.3~98.6%로 높았고, 50ppm 처리에서는 80%이상의 발아율을 보였으나 25ppm 처리는 73.0%를, 무처리는 64.0%이였다.

Background : Rhododendron brachycarpum belong to Ericaceae family is northern herbaceous plant and grows high in mountains of Korea. Traditionally, this plants have been used to treat arthralgia, neuralgia, hypertension, roborant and diuretic. In spite of medicinal values, natural populations are decresing due to climate change and grows slowly. Therefore it need to secure plant materials and in vitro culture is able to the alternative methods. In this study, we examined the effect of PGRs treatment using leaf and petiole explants. Methods and Results : The effects of the different surface sterilization agents (NaOCl and HgCl2) and time were tested. Best results with lower contamination and higher explants survival were recorded with 2 - 4% NaOCl for 1 minutes and 0.5 - 1.0% AgNO3. Callus was obtained when cultured onto MS medium using different concentration and combination of 2,4-D, BA and NAA. Maxium induction of callus was obtained from combinations of 2.0 ㎎ l-1 2,4-D and 1.0 - 2.0 ㎎ l-1 BA from leaf explants. Petiole explants were more effective to induce callus than leaf explants from combination of 1.0 ㎎ l-1 2,4-D and 0.1 - 1.0 ㎎ l-1 BA. Conclusion : The resultes provide that different explants and PGRs combinations were good source of callus induction.

Rhododendron brachycarpum is a evergreen broad-leaved shrub and belongs to the Ericaceae family and the Rhododendron genus. It is well known for its beautiful leaves and flowers. There are 11 species of the Rhododendron genus in Korea. It includes 3 species - Rhododendron brachycarpum, Rhododendron aureum Georgi and Rhododendron brachycarpum var. roseum Koidz. They grow naturally over 1,000 meters above sea level of the Baekdu Mountain Range in Korea. These habitats, according to investigations of 9 Rhododendron brachycarpum natural habitats, are mostly located on the slope of mountains facing north at an altitude of 1,200 m to 1,526 m above sea level with angle of inclination from 30 degrees to 45 degrees. Based on the result of vegetation analysis of dominance species in the quadrates, there are Quercus aliena, Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb, Abies holophylla in species of upper trees, and so on. Dominant species of woody plants in tree layer are Quercus aliena, Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb, Abies holophylla, Betula platyphylla and Veeatrum patulum Loes. fil, Erythronium japonicum, Dryopteris crassirhizoma, Paeonia japonica var. glabra Makino are founded in herbaceous plants. And we can see another result of the investigation that the flowering rates of the plants with the buds are highly ranked mountains such as Mt. Hambaek 68%, Mt. Gyebang 40%, Mt. Yagksu 9%, Mt. Gaein 7% and Mt. Seolag 0%. The results show that there are 24 over 15-year-old Rhododendron brachycarpums in Mt. Odae and are 56 under 15-year-old trees in Mt. Hambaek and are no trees in Mt. Gyebang and are 9 over 30-year-dead trees only in Mt. Taebaeg. Out of found trees, the highest tree is 7 m in height and 0.6 m in diameter. Also this result shows what are the vulnerability factors of the natural habitats. They are as follows: indiscriminate trails in mountains, damages by mountain climbers, uncareful plant collecting, the fierce competitions with other plants such as Acer pseudosieboldianum var. ishidoyanum Uyeki, Quercus aliena, Celastrus orbiculatus and damages by disease and insect, unusual temperature in natural habitats, etc. Rhododendron brachycarpums have high ornamental value and excellent pharmaceutical effect. But the areas of its habitats decrease dramatically. So we need measures to protect and their natural habitats. It is necessary that we conduct further investigations to designate conservation area for Rhododendron brachycarpums.

본 연구에서는 만병초 95% 에탄올추출물의 항산화 효과를 조사하였다. 총항산화 활성은 ABTS 라디칼에 대한 항산화능으로 측정하였다. 만병초 추출물 0.2 및 1 mg/mL의 총 항산화능은 각각 0.33 및 2.26 mM Trolox와 동등한 수준이었다. 만병초 추출물 0.2 및 1 mg/mL의 superoxide 소거능은 각각 45.0 및 77.0%이었다. 만병초 추출물 5 및 100 μg/mL의 산소라디칼 소거능은 각각 40.88 및 131.00 μm Trolox와 동등한 수준이었다. 만병초 추출물 0.2 및 1 mg/mL의 총페놀 함량은 각각 0.37 및 1.25 mM gallic acid와 동등한 수준이었다. 또한, HepG2 세포주를 이용한 세포배양에서 만병초 추출물 0.1 mg/mL 농도의 첨가는 0.2 및 0.5 mM tert-butyl hydroperoxide로 유도된 세포독성을 각각 52.1 및 30.3% 감소시켰다. 따라서, 본 연구 결과들은 만병초 추출물의 강력한 항산화 효과와 세포독성 억제 효과를 나타내며, 이러한 효능은 적어도 자유라디칼의 산화 억제와 높은 총페놀 함량에 기인하는 것으로 사료된다.

본 연구에서는 만병초 추출물의 항산화 작용과 tyrosinase, elastase 저해 효과, 만병초 추출물 중 ethyl acetate 분획 함유 크림을 제조하고 이를 피부에 도포한 후 피부 수분 보유량, 경표피 수분 손실량을 측정하였다. 만병초 추출물의 free radical (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH) 소거활성(FSC50)은 ethyl acetate 분획에서 1.83 μg/mL으로 나타났다. Luminol-의존성 화학발광법을 이용한 Fe3+-EDTA/H2O2계에서 생성된 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)에 대한 만병초 추출물의 총 항산화능(OSC50)은 50 % EtOH extract 분획에서 0.064 μg/mL으로 ethyl acetate와 aglycone 분획보다 더 큰 활성을 나타내었다. 만병초 추출물에 대하여 rose-bengal로 증감된 사람 적혈구의 광용혈에 대한 억제 효과를 측정하였는데 1 ~ 10 μg/mL의 농도에서 농도-의존적으로 1O2으로 유도된 용혈을 억제하였다. 미백 효과 측정으로는 각각 tyrosinase의 활성 저해 효과(IC50)를 측정하였는데 ethyl acetate 분획과 aglycone 분획에서 각각 70.5 μg/mL, 122.40 μg/mL로 나타났으며 elastase의 활성 저해 효과(IC50)는 ethyl acetate 분획과 aglycone 분획이 각각 51.40 μg/mL, 20.73 μg/mL로 나타났다. 만병초 추출물 ethyl acetate 분획 함유 크림을 팔에 도포한 후 180 min 동안 30 min 간격으로 수분 보유량을 측정한 결과 placebo 크림에 비하여 만병초 추출물 함유 크림의 수분 보유량을 1 ~ 4 % 정도 증가시켰다. 또한 180 min 동안 측정한 경표피 수분 손실량은 7.7 g/m2h으로 무도포(10.2 g/m2h)한 부분과 placebo크림(8.9 g/m2h)과 비교했을 때 더 적은 수분 손실량을 나타내었다. 이상의 결과들은 만병초 추출물이 1O2 혹은 다른 ROS를 소광시키거나 소거함으로써 그리고 ROS에 대항하여 세포막을 보호함으로써 생체계, 특히 태양 자외선에 노출된 피부에서 항산화제로서 작용할 수 있음을 가리킨다. 또한 만병초의 tyrosinase, elastase 저해활성, 만병초 추출물 함유 크림의 인체 시험의 결과로부터 항산화, 항노화의 기능성 화장품 소재로서의 응용 가능성이 있음을 확인하였다.

강원도 산지에서 채취한 만병초 잎의 70% ethanol 추출물과 다른 유기용매 분획 과정을 통한 3가지의 분획물에 대한 in vitro에서의 정상세포에 대한 세포독성과 유전독성, 여러 암세포에 대한 항암 기능, 면역세포에 대한 면역기능 등을 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다 1. 만병초 잎의 EtOH 추출물과 각 용매 분획물 들의 사람의 정상 세포인 HEL 299와 Chang에 대한 세포 독성을 SRB assay로 측정한 결과, 대부분의 시료 0.5 mg/ml 이하의 농도에서 35% 이하의 세포 독성이 나타났다. 2. 만병초 잎의 70% EtOH 추출물 및 각 다른 용매 분획물만 처리한 정상 세포에 대한 유전독성을 comet assay에서 측정한 결과, 양성 대조구 (10-2M, H2O2)과 비교시, 가장 높은 농도인 1 mg/ml의 농도에서 1/3 이하의 낮은 DNA damage가 관찰되었다. 이것은 세포독성과 관련하여 대부분의 각 시료가 세포 DNA에 대하여 매우 약한 손상만 일으키는 것이 확인되었다. 3. 사람의 암세포에 대한 SRB 및 MTT assay를 이용한 만병초의 잎의 모든 시료의 1 mg/ml의 농도의 70% EtOH의 추출물은 실험대상인 모든 사람의 암세포에 대하여 80% 이상의 항암 기능을, EtOAc fr.는 모든 암세포에 대하여 가장 높은 농도인 1 mg/ml에서 70% 이상의 높은 억제 활성이 보인 결과로 부터 유효한 성분이 역시 EtOAc fr.에 함유되어 있을 것을 시사하였다. 4. 만병초 잎 추출물의 면역세포 생육에 대한 조사에서 사람의 B-cell과 T-cell에 대하여 0.5 mg/ml의 농도에서 배양 3일째에 BuOH fr.에서 대조구와 비교시 1.6배 정도의 생육 촉진활성을 보였다. 5. SCGE를 통해 H2O2로 유도된 산화적 손상에 대한 만병초 잎 추출물과 분획물들의 유전독성 억제 기능은 EtOAc fr.이 100 μg/ml 농도에서 대조구 대비 68.5%의 가장 높은 산화손상 억제율을 보였으며 BuOH fr.에서도 강한 유전독성 억제기능이 있음이 확인되었다. 그러나 수용액 분획은 매우 약한 유전독성 억제 활성을 보여 각 분획의 특성이 다양함을 알 수 있었다.