Hairy root culture of ginseng is industrially prospected because the cultivation period of ginseng is relatively long. In this study, the effect of medium concentration and sucrose concentration on hairy root culture of ginseng was evaluated. The optimization of ginseng hairy roots transformed by Agrobacterium rhizogene were performed liquid medium. The MS(Murashinge & Skoog basal medium) concentration was selected with 1/2 strength MS and the optimal sucrose concentration was determined at 2-3%(w/v). At the optimum culture condition, The yield (the ratio of weight of grown hairy root cultures to weight of fresh ginseng hairy roots) and production rate of ginseng root were 19.42 times and 5.73 g/l-day. The major ginsenosides were Rb group, Re and Rg1. The produced total ginsenoside content in the solid medium was 9.87 (mg/g) and increased 1.34 times in the liquid medium (13.23 mg/g). In solid culture, the contents of ginsenosides Rb, Re and Rg1 were 2.14, 3.65 and 1.87 mg/g, respectively. In liquid culture, the contents of ginsenosides Rb, Re and Rg1 were 3.54, 4.12 and 2.63 mg/g, respectively.

인삼원료삼의 안정적인 공급을 위하여 인삼의 기내배양에 의하여 생산된 캘루스 및 모상근으로부터 인삼사포닌, 지방산, 산상다당체, 페놀성화합물 및 유기산함량을 조사하였다. 인삼사포닌의 경우에는 캘루스에 비해 모상근에서 훨씬 많았으며 모상근 세포주간에는 약 10mg/g로 유사한 경향을 보였다. 포화지방산은 인삼 캘루스에서 높은 반면 모상근의 경우에는 불포화지방산이 오히려 많거나 비슷한 경향을 보였다. 특히 인삼 캘루스에서는 palmitic acid가 많이 존재하였으며, 인삼 모상근의 경우에는 불포화지방산인 linoleic acid가 캘루스의 5배 이상 많은 검출되었다. 산성 다당체와 페놀성화합물은 기내 배양한 인삼 캘루스 조직에서는 거의 동량으로 존재하였으나, 인삼 모상근의 경우에는 세포주에 따라서 많은 차이를 나타내었다. 특히 HR-2같은 경우에는 산성 다당체보다는 페놀화합물이 2.26%로 산성 다당체보다 2배 이상 많이 존재하였는데 반하여, HR-3 인삼 모상근의 경우에는 산성 다당체가 1.64%로 페놀화합물보다 4배 이상 존재하는 것으로 분석되었다. 인삼 모상근세포주와 캘루스의 유기산은 모상근 세포주가 34.64 mg으로 가장 많이 존재하는 것으로 조사되었다.

Ginseng(Panax ginseng C. A. Meyer) is important medicinal plant but requires 4-year cultivation for root harvest because of slow growth. In contrast, ginseng hairy roots induced by introducing Ri-plasmid of Agrobacterium rhizogenes into genomic DNA of plant cells show vigorous growth, and the hairy roots produce the same or more saponins than natural ginseng roots. Therefore, hairy roots can be used for commercial purposes. The present study was carried out to induce hairy roots with both active growth and high saponin contents. Numerous hairy roots of Panax ginseng were obtained after root disks of three-year old roots were infected with Agrobacterium rhizogenes R1000 A4T in dark condition after one month of culture. About 3 hundred lines of hairy roots were selected according as morphological characters on medium with carbenicillin. After pre-selection of fifteen lines of hairy roots with active growth, KGHR-l and KGHR-8 lines were finally selected which had characters of high content of ginsenoside-Rd and ginsenoside-Re, respectively. The optimum growth of hairy roots was achieved in the culture of 1/2 MS liquid medium in dark (22 ℃) under 60 rpm gyratory shaking. Hairy roots grew well in 5L Erlenmeyer flasks, lL roller drums, 10L jar-fermenters, and especially in 20L air-lift culture vessels.

인삼 뿌리 절편으로 부터 모상근 유기를 위한 최적 조건을 확립하고자 Agrobacterium rhirogenes와 인삼 뿌리 절편의 항생제 내성 조사 및 최적의 모상근 유도 배지를 조사하기 위하여 수행하였다. NaOCl로 인삼 뿌리를 멸균하였을 때, 오염 정도가 감소하면서 조직의 손상이 일어나지 않는 NaOCl의 농도는 7% NaOCl에서 15-20분, 9% NaOCl에서 5분으로 나타났다. 인삼근은 년수가 증가할수록 오염 정도가 심하였으며, 특히 6년근중 표피가 있는 처리구는 오염 정도가 매우 높았다. Agrobacterium의 성장억제를 위한 항생제는 tetracycline이 가장 효과적이었으며, 30mg/L 이상의 농도에서 균의 성장이 억제되었다. 하지만 30mg/L tetracycline에서 인삼 조직이 고사하였으며, cefotaxime(500mg/L), carbenicillin(500mg/L)에서 균의 성장을 완전히 억제하였으며, 조직의 손상이 일어나지 않았다. 3년근 인삼에서 모상근 유도을 위한 배지로는 1/2MS 배지에 500mg/L의 cefotaxime이 첨가된 배지가 가장 좋았으며, 인삼 뿌리 절편에 Agrobacterium을 발라주는 것 보다는 균과 공동배양할때가 절편이 좋았다. Agrobacterium접종 2주 후부터 callus가 유기되기 시작한 후, 다시 2주 후에 모상근이 유도되었다. 유도된 hairy roots는 PCR에 의하여 rol C유전자를 조사함으로서 형질전환체임을 확인하였다.