Abstract
For the enhancement of ginsenoside production in hairy roots cultures of Panax ginseng, the uptake rate of inorganic elements and ginsenoside contents were investigated by different concentrations of about phosphorus (P $O_{4}$$^{[-10]}$ ) and nitrogen (N $H_{4}$$^{+}$, N $O_{3}$$^{[-10]}$ ) sources. According to increased phosphorus and nitrogen sources, the uptake rate of $Mg^{2+}$ and F $e^{2+}$ in ginseng hairy roots were significantly increased. The uptake rate of F $e^{2+}$ in 5.15 mM N $H_{4}$$^{+}$ was higher at 47.5% than that in 20.6 mM, whereas that of C $u^{2+}$ in 10.3 mM were higher at 123.1% than that in 41.2 mM. These results indicated that phosphorus and nitrogen sources act not only elevated growth of hairy roots but also the uptake-enhancement of the irons and other ions. The optimum concentration of phosphorus and nitrogen sources for the contents of free sugars were different to kinds of free sugars. The optimum concentration of phosphorus and nitrogen sources for the ginsenoside formation in ginseng hairy roots cultures were highest at the most low concentration of all. The contents of ginsenoside-R $b_2$and -Rc in 0.31 mM P $O_{4}$$^{[-10]}$ were increased to 44.7% and 29.9% than that in 0.62 mM P $O_{4}$$^{[-10]}$ , respectively. The contents of ginsenoside-R $b_2$ and -Rc in 5.15 mM N $H_{4}$$^{+}$ were increased to 21.7% and 31.9% than that in 10.30 mM N $H_{4}$$^{+}$, respectively. The contents of ginsenoside-R $b_2$and -Rc in 4.7 mn N $O_{3}$$^{[-10]}$ were also increased to 17.6% and 25.5% than that in 9.4 mM N $O_{3}$$^{[-10]}$ , respectively. These results indicate that enhancement of the ginsenoside formation in ginseng hairy roots was feasible by new medium modulation of concentration of phosphorus and nitrogen sources.rogen sources.
인삼 (Panax ginseng C.A. Meyer)의 뿌리로부터 유도 인삼모상근을 이용한 무기이온 흡수과정의 상승 및 길항작용에서 phosphorus (P $O_{4}$$^{-}$)와 nitrogen source (N $H_{4}$$^{+}$, N $O_{3}$$^{-}$)의 증가는 조직 내에 $Mg^{2+}$ 및 F $e^{2+}$ 의 흡수를 증가시키는 원인으로 확인되었다 특히, ammonium의 농도를 4배 높일 경우 F $e^{2+}$의 흡수는 13 mg/L, C $u^{2+}$의 흡수는 0.32mg/L이 증가하여 각각 47.5%와 123.1%로 현저한 이온흡수의 상승효과를 초래하였다. 이러한 결과는 인삼포장에서 인산과 질소원의 과도한 시비는 생장을 다소 증가시키고 뿌리의 철이온과 2가 무기이온 흡수도 증가시킴을 알 수 있다 유리당의 함량은 유리당의 종류에 따라 인산과 질소원의 최적 농도가 다르게 나타났다. 반면에 ginsenoside함량은 인산과 질소원 모두 가장 낮은 농도에서 가장 높았다. 인산의 경우에는 1/2 MS배지의 농도 (0.62 mM)보다 낮은 0.31 mM에서 R $b_2$는 44.7%, Rc는 29.9%가 높았다. Ammonium은 1/2 MS 배지 (10.30 mM)보다 낮은 5.15 mM에서 R $b_2$와 Rc를 각각 21.7%와 31.9% 그리고 nitrate 역시 1/2 MS배지 (9.4mM)보다 낮은 4.70 mM 에서 각각 17.6%와 25.5%의 뚜렷한 함량증가를 나타냈다. 질소원에 따른 ginsenoside 함량 증가에서는 N $H_{4}$$^{+}$가 N $O_{3}$$^{-}$보다 다소 효과적이었다. 따라서 인삼모상근의 ginsenoside생산을 높이기 위해서는 인산과 질소원의 농도를 조절한 새로운 배지가 적합한 것으로 확인되었다.