본 연구는 단기소득임산물 중 산림임업통계자료에 의한 생산량과 수요가 증가하고 있는 추세인 약용수 (꾸지뽕나무, 마가목, 헛개나무) 자생지를 대상으로 식물사회학적 방법에 의해 군락을 구분하여 식생 구조를 파악하고 Ordination CCA에 의한 군락구조와 환경요인의 상관관계를 분석하여 산채류 재배지 환경조성에 필요한 생태학적 기초자료를 제공하기 위하여 2021∼ 2022년에 수행되었다. 우리나라 꾸지뽕나무 자생지는 주로 남부지역에 분포하고 5개 지역, 11개 조사구를 대상으로 조사하였고, 마가목 자생지는 주로 고산지역에 분포하고 3개 지역, 8개 조사구를 대상으로 조사하였으며, 헛개나무 자생지는 중부 계곡부에 분포하고 5개 지역, 17개 조사구를 대상으로 조사하였다. 각 분류군의 중요치를 살펴보면, 꾸지뽕나무군락에서 나타난 중요치는 꾸지뽕나무가 61.10으로 가장 높았고 다음으로 팽나무, 곰솔, 새덕이, 때죽나무, 소사나무, 졸참나무, 상수리나무 등의 순으로 나타났고, 마가목군락에서는 신갈나무가 57.21로 가장 높았고 다음으로 마가목 42.58, 사스래나무, 피나무, 당단풍나무, 시닥나무, 층층나무, 함박꽃나무, 주목 등의 순으로 나타났으며, 헛개나무군락에서는 헛개나무가 64.58로 가장 높았고 다음으로 느티나무, 층층나무, 고로쇠나무, 졸참나무, 까치박달, 가래나무 등의 순으로 나타났다. 중요치가 높은 주요 분류군에 대한 흉고직경급을 분석한 결과 꾸지뽕나무군락에서는 꾸지뽕나무, 팽나무, 새덕이 및 소사나무는 어린 개체의 밀도를 높게 나타내고 있어 당분간은 이들 수종의 우점 상태가 계속 증가 될 것으로 보인다. 마가목군락에서 마가목은 역 J자형을 하고 있어 우점 상태가 계속 증가할 것으로 보이며, 신갈나무, 사스래나무 및 피나무는 정규분포형의 밀도를 나타내고 있어 당분간은 이들 수종의 우점 상태가 계속될 것으로 판단된다. 헛개나무군락에서는 까치박달과 가래나무는 역 J자형을 하고 있어 우점 상태가 계속 증가할 것으로 보이며, 헛개나무, 느티나무, 층층나무 및 고로쇠나무는 각 층에서 전체적으로 개체의 밀도가 높아 계속적으로 높은 우점도를 유지할 것으로 예상된다. TWINSPAN에 의해 분류된 3분류군의 30개 군락과 11개의 환경 요인으로 CCA ordination 결과, 해발고가 가장 높은 상관관계를 보였고, 꾸지뽕나무군락은 pH, C.E.C, Ca2+ 및 Mg2+ 는 가장 높고, 해발고는 낮고 남동사면과 남서사면의 경사는 완만하였으며, P2O5는 높은 지역과 낮은 지역에 골고루 분포하였다. 마가목군락은 해발고는 높고, 북사면의 경사는 다소 급하고, O.M과 T-N은 가장 많으나, 그 외 양료들은 적으며, pH는 낮게 나타났다. 헛개나무군락은 북동사면과 북서사면에서 해발고와 경사는 중간 지역이고, P2O5는 높게 나타났다.

In this study, the antioxidative effects and inhibitory effects on tyrosinase and elastase of Sorbus commixta (S. commixta) twig extracts were investigated. The aglycone fraction of S. commixta twig extract showed the prominent free radical (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH) scavenging activity(FSC50, 13μg/mL). Reactive oxygen species (ROS) scavenging activities of S. commixta twig extracts on ROS generated in Fe3+-EDTA/H2O2 system were investigated by the luminol-dependent chemiluminescence assay. The 50 % ethanol extract among extracts showed the most prominent ROS scavenging activity (OSC50, 0.189μg/mL). The cellular protective effects of extract/fractions of S. commixta twig on the rose-bengal sensitized photohemolysis of human erythrocytes were investigated. The 50 % ethanol extract and ethyl acetate fraction showed the cellular protective effects against ROS in a concentration dependent manner (5~50μg/mL). The inhibitory effect of S. commixta twig extract on tyrosinase was investigated to assess the whitening efficacy. The ethyl acetate (IC50, 113.2μg/mL) and aglycone fraction(IC50, 105.3μg/mL) on tyrosinase showed more remarkable inhibitory effect than arbutin(IC50, 226.88μg/mL), known as the whitening agent. The inhibitory effect of aglycone fraction (IC50, 6.9μg/mL) on elastase was simillar to quercetin(IC50, 6.1μg/mL), flavonoid known as reference compound. These results indicate that extract/fractions of S. commixta twig can function as antioxidants in biological systems, particularly skin exposed to UV radiation by scavenging 1O2 and other ROS, and protect cellular membranes against ROS. S. commixta twig extracts can be applicable to new functional cosmetics for anti-aging products.

각질형성세포주인 HaCaT세포에서 Lipopolysaccharide (LPS)로 유도하는 염증반응에는 tumor neurosisfactor-α (TNF-α), interleukin-1α (IL-1α), interleukin-6 (IL-6), 및 interleukin-8 (IL-8)와 같은 염증 유발 사이토카인(pro-inflammatory cytokines)이 증가되고, 또한 염증반응을 매개하는 induciblenitric oxide synthase (iNOS), cyclooxygenase-2 (COX-2) 및 prostaglandins E2 (PGE2)도 증가된다. 본 연구에서는 이렇게 유도된 염증 반응에서 효과적으로 염증 관련인자를 조절할 수 있는 천연물을 발굴하고자 하였다. 그 결과, 마가목, 쐐기풀, 죽여 및 오배자 혼합 추출물이 IL-1α, TNF-α, IL-6 및 IL-8의발현을 억제하고 COX-2, iNOS 및 PGE2의 발현도 억제함을 확인하였다. 아울러 IQ chamberⓇ을 이용하여피부에 첩포할 때 sodium lauryl sulfate (SLS)로 유발한 피부자극에서 이들 혼합물이 효과적으로 그 자극을억제함을 확인하였다. 따라서 본 연구 결과로부터 마가목, 쐐기풀, 죽여 및 오배자의 혼합물이 피부자극완화용화장품 소재로서 민감성 피부 등을 위한 제품에 유용하게 사용될 수 있음을 확인하였다.

In order to investigate the basic vegetation information for the efficient management of the Sorbus commixta habitat in Korea, 31 plots in Mt. Chiri area were selected of which vegetation types were classified in phytosociological method and ecological characteristics were identified. As a result, the habitat was classified as S. commixta community group which was then subdivided to Prunus padus group and Picea jezoensis group. Prunus padus group was classified in Ainsliaea acerifolia subgroup and Magnolia sieboldii subgroup, while the Picea jezoensis group was classified in Rhododendron mucronulatum subgroup and Echinopanax horridum subgroup. Thus, the forest vegetation of S. commixta was classified in 1 community, 2 groups and 4 subgroups, and found to have 4 vegetation units in total.

The objectives of this study, an analysis of the variation for leaf and fruit characteristics among the selected ten populations of Sorbus commixta Hedl. could be used for the conservation of gene resources and could provide information to superior trees selection. The results obtained from this study can be summarized as follows; Approximately, the Mt. Sungin population at Ulleung island showed larger values in overall characteristics and populations. On the other hand, Mt. Halla population at Jeju island showed the smaller values of the overall characteristics and populations. ANOV A tests showed that there were statistically significant differences in all leaf characteristics among the populations as well as individual trees within populations. But, for fruit characteristics, differences were statistically significant only among the populations. Cluster analysis using single linkage method based on leaf and fruit characteristics showed that ten selected populations of S. commixta in Korea could be clustered into three groups. Group I is Mt. Sungin at Ulleung island, Group II is Mt. Halla at Jeju island, and Group III comprises Osan, Mt. Kaji, Mt. Duckyoo, Mt. Balwang, Mt. Sobaek, Mt. O-dae, Mt. Jiri, and Mt. Taebaek. The selection level based on major agronomic traits, which are the Number of Fruit per Fruiting Lateral(NFL) over 50, and Fruit Length(FL) and Width(FW) over 10 mm, and Weight of 100 Fruit(WFI00) over 66 g, was applied on 100 sample trees, and five trees were selected. The selection effects from selected trees in NFL, FL, FW, and WF100 were evaluated as 132%, 151 %, 142%, and 264% compared to the mean of those 100 sample trees, respectively. Especially, Ulleung 2 showed excellent values that NFL and WFI00 were 95, and 69 g, respectively, suggesting a promising new cultivar for larger fruit and high productivity.

Sprague-Dawley rats에 동결건조한 마가목 열매의 물과 메탄올 추출물을 식이에 1% 수준으로 첨가하여 4주간 사육한 결과, 성장률과 식이섭취량에 있어서 각 군 간에 유의적인 차이는 보이지 않았다. 혈청 중의 total cholesterol과 triglyceride 함량은 대조군에 비해, 마가목 열매의 물과 메탄올 추출물군 모두 유의적으로 감소하였다. HDL-cholesterol과 phospholipids 및 glucose는 각 군 간에 유의적인 차이가 없었다. 간장 중의 triglyceride함량을 측정한 결과, 대조군에 비해 메탄올추출물군이 유의적으로 감소하였으나 물추출물군은 통계적인 유의성이 없었다. 간장 중의 total cholesterol 함량을 측정한 결과, 물추출물군과 메탄올추출물군이 대조군에 비해 유의적으로 낮았으나 phospholipids 함량은 물추출물군과 메탄올추출물군이 대조군에 비해 약간 증가하였다. 분변량은 각 군 간에 유의적인 차이가 없었으나, 담즙산 배설은 물추출물군과 메탄올추출물군이 대조군에 비해 유의적으로 높았다.

본 연구는 마가목의 발아율 제고 및 육묘방법을 구명하기 위하여 연구한 결과를 요약하면 다음과 같다. 마가목 종자는 무처리에서 22.6%정도의 저조한 발아율을 보였으나, BA 200ppm을 20분간 처리에서는 78.9%정도로 발아율이 높았다. 산사나무 종자는 최고 11.1%의 발아율을 보였으나, 화학약품과 생장조절제 처리에 의한 발아율 증가는 없었다. 출현율은 상자 육묘와 포트육묘 재배 시 93-95%로 높았으며, 49공 포트육묘 재배 시 육묘기간 50일 묘에서 근장이 길고, 건조근중이 높아 근생육이 양호하게 나타났다. 상자육묘 재배 시 육묘기간이 40일 묘에서 초장, 건조엽중이 포트육묘 보다 높았으며. 결과적으로 마가목의 실생육묘시 포트육묘로 50일 재배 후 이식하는 것이 가장 양호 하였다.

마가목 잎, 수피, 열매 추출물의 Spore-rec assay와 Ames test에 의한 항돌연변이 활성탐색 결과, 추출물 모두 돌연변이원성을 나타내지 않았으며 열매와 수피의 에탄올 추출물에서 MNNC에 대하여 높은 항돌연변이원성을 나타내었다. 인간 암세포주를 이용한 항암효과 실험은 먼저 정상간세포인 WRL68에 대한 세포독성효과를 검토한 결과, 0.75mg/ml 이하의 농도에서 수피의 물 추출물을 제외하고는 모두 20% 이하의 낮은 세포독성을 나타내어 추출물 자체의 세포 독성은 낮은 것으로 확인되었다. 인간 폐암세포(A549), 유방암세포(MCF7), 간암세포(HepG2)에 대한 세포독성 결과, 수피의 에탄올 추출물이 폐암세포주인 A549에 대하여 1.0 mg/ml의 농도에서 94%의 가장 높은 암세포 생육억제능을 나타내었으며, 0.75mg/ml 이상의 농도에서 65%이상의 생육억제 활성을 나타내었다. 유방암세포주인 MCF7에 대하여서는 0.75mg/ml 이상의 농토에서 58%이상의 생육억제능을 나타내었으며, 열매의 에탄올 추출물이 1.0mg/ml의 농도에서 91%의 생육을 억제하였다. 간암세포주인 HepG2에 대하여서는 수피와 열매의 추출물들이 0.75mg/ml 이상의 농도에서 56%이상의 생육억제활성을 나타내었다. 이와 같은 결과로부터 마가목 잎, 열매, 수피 추출물들은 시료자체의 독성은 낮은 반면 항돌연변이원성 및 암 세포주에 대한 생육억제활성이 높아 앞으로 이들 추출물을 이용한 기능성 식품소재로의 이용 가능성이 높을 것으로 사료된다.