Effects of Antioxidants on Growth and Betalain Production in Hairy Root Cultures of Phytolacca esculenta van Houtte

자리공(Phytolacca esculenta van Houtte) 모상근의 생장과 Betalain 생산에 미치는 항산화제의 효과

The synthesis of betalain in hairy root cultures of Phytolacca esculenta van Houtte required the light, but the growth of hairy roots was inhibited 5 times under light condition(1500 1X) compared to dark condition. To investigate the growth inhibition of hairy roots under light condition, we surveyed the effects of several antioxidants on growth and betalain production if suspension cultures of hairy roots was increased 1.2-1.4 times under dark condition and 1.3-1.9 times under light condition by the treatment of ascorbic acid, glutathione, $\alpha$-tocopherol, sodium pyrosulfate and propylgallic acid. The betalain production was increased 1.2-2.1 times by antioxidants under light condition. The combination treatment of antioxidants didn't have any significant effect on the growth of hairy roots and betalain synthesis. The antioxidants of the betalain production were more effect under blue light than others. It was discussed that the endogenous oxidants may be produced under blue light.

자리공 모상근에서 betalain의 합성에는 광이 필수이지만 생장률은 암상태 보다 광상태(1500 1X)에서 5배 정도 억제된다. 따라서 광상태에서 모상근의 생장이 억제되는 원인을 규명하기 위해서 항산화제 처리에 따른 효과를 조사하였다. 항산화제(ascorbic acid, glutathione, $\alpha$-tocopherol, sodium pyrosulfate, propylgallic acid) 처리에 따른 모상근의 생장은 암상태에서 무처리보다 1.2-1.4배, 광상태에서 약 1.3-1.9배 생장이 증가되었으며, betalain 합성은 무처리보다 1.2-2.1배 향상되었다. 자리공 모상근의 성장 및 betalain 합성에서 항산화제 복합 처리에 따른 효과는 나타나지 않았다. Betalain 합성 과정에서 항산화제의 효과는 청색 파장하에서 가장 높게 나타났다. 따라서 광상태에서 자리공 모상근의 생장과 betalain 합성을 촉진시키기 위해서는 청색 파장에서 적절한 항산화제의 개발이 요구된다.