경상남도 농업기술원에서 육성된 둥굴레 '건강백세(Polygonatum odoratum cv. Gungangbeaksea)'를 분양받아 배양하였다. 둥굴레 지하경 절편체를 MS 배지에 BA 3.0 mg/L가 첨가된 배지에서 배양하면서 증식된 부정신초괴를 실험재료로 사용하였다. 배양 8주후, 신초의 증식은 TDZ 3.0 mg/L 첨가배지에서 2.8개로 가장 많았으며 생체중도 절편체당 2.32 g으로 가장 높게 나타났다. TDZ와 NAA가 첨가된 배지에서는 신초 및 부정신초괴의 증식이 다소 증가하였다. TDZ 3.0 mg/L와 NAA 5.0 mg/L 첨가배지, TDZ 5.0 mg/L와 NAA 3.0 mg/L 첨가배지에서 신초수 3.7개, 생체중 2.9 g으로 다소 증가하였다. MS 염류농도가 높아질수록 신초 및 부정신초괴의 증식은 저조하였다. 그러나 sucrose 농도가 3%에서 7%로 증가함에 따라 신초수, 생체중 및 부정신초괴의 형성이 증가하였다. 뿐 만 아니라 둥굴레 부정신초절편체에서 신초 및 부정신초괴의 증식은 MS 배지에 TDZ와 NAA 3.0~5.0 mg/L와 sucrose 7%가 첨가된 배지가 적합하였다. 발근율은 IBA 3.0 mg/L 또는 NAA 2.0 mg/L 첨가배지에서 80% 이상으로 높았으며, 발근된 식물체의 순화는 vermiculite 단용 또는 perlite, vermiculite 1:1 혼용처리에서 순화율 100%로 적합하였다.
반응표면분석법을 이용하여 둥굴레 근경의 가열조건에 따 라 갈변 반응기질과 관능적 특성을 모니터링하였다. 총 유리당은 중심점에서 최소점을 나타 내었고 그 전후로 증가하는 경향을 나타내었고, 총 유리아미노산은 볶음온도가 증가하고 볶 음시간이 길어질수록 감소하는 경향을 나타내었다. 그 중 threonine, glycine 및 serine의 함 량응ㄴ 시간이 경\ulcorner마에 따라 초기함량의 91~94%가 감소함을 보였다. 또한 갈색도는 볶음 시간 18분까지 볶음온도와 볶음시간이 증가할수록 증가하다가 그 이후로 감소하는 경향을 나타내었다. 둥굴레의 맛, 색, 향에 대한 관능적 평가는 5% 이내에서 유의차가 인정되었다. 전반적 기호도는 볶음온도는 13$0^{\circ}C$에서 볶음시간 15분과 25분에서 높은 것으로 나타났다. 향에 대한 관능적 품질과 유리아미노산은 갈변반응의 다른 기질에 비하여 높은 수준에서의 상관관계를 나타내었다.
새 번식방법 개발을 위해 둥굴레 뿌리는 눈이 없어도 부정아가 발생된다는 점에 착안하여 뿌리길이와 굵기에 대한 부정아 발생에 관한 시험 연구를 한 결과는 다음과 같다. 1년차는 뿌리길이가 5cm 경우 66.5%지만 15cm에서는 113% 부정아 발생되었고, 뿌리의 굵기 5mm이하는 98.3%지만 10mm이상은 113.3%로 46.7% 차이를 보였다. 2년차는 부정아 생성률은 15cm에서는 1년차의 3배, 시험구 설치 당시 전혀 눈이 없는 상태에서 4배의 증식을 보였다. 용토는 일반토양 2.6배 보다 모래나 펄라이트가 3.1~3.3배 증식 되었다. 대량번식을 위한 가장 좋은 방법은 10mm 둥굴레 뿌리를 5cm로 절단하여 모래에 식재하는 방법으로 판단된다.
둥굴레 근경의 증자 및 열처리 중 수용성 고형분 및 Pb, Cd 제거율의 변화를 확인하기 위하여 반응표면분석(RSM)을 활용하였다. 중심합성계획법에 따라 증자시간($60{\sim}180$ min), 볶음온도($110{\sim}150^{\circ}C$) 및 볶음시간($10{\sim}50$ min)을 달리하여 16구간으로 제조된 시료의 수용성 고형분 함량, Pb 및 Cd 제거율을 측정하고 회귀분석을 실시하였다. 예측된 가용성 고형분의 최대값은 $71.47\%$ 이었으며, 이때의 증자 및 볶음조건은 증자시간 65.24분, 볶음온도 $126.93^{\circ}C$ 및 볶음시간 37.58분 이었다. 둥굴레 시료의 Pb 제거율은 증자시간 71.23분, 볶음온도 $119.81^{\circ}C$ 및 볶음시간 24.35분일 때 최대값 $18.87\%$이었으며, Cd 제거율은 증자시간 160.89분, 볶음온도 $126.43^{\circ}C$ 및 볶음시간 15.81분일 때 최대값 $50.85\%$로 예측되었다. 중금속 제거율을 고려한 둥굴레차의 품질특성을 극대화시킬 수 있는 증자 및 볶음조건은 증자시간 $165{\sim}180$분, 볶음온도 $120{\sim}135^{\circ}C$ 및 볶음시간 $30{\sim}45$분 범위로 예측되었다. 이상의 예측범위 내의 임의의 점에서 실제 실험한 실험치는 반응표면분석법에 의해 예측된 값과 유사한 경향을 보여 도출된 회귀식의 신뢰성을 검증할 수 있었다.
경상남도농업기술원 함양약초시험장 포장에 발생한 병든 둥굴레로부터 병원균을 분리하여 병원균의 특성과 병징을 토대로 Sclerotium rolfsii에 의한 둥굴레 흰비단병을 동정하였다. 이 병의 병징은 지제부가 암갈색으로 변하고 그 위에 흰색의 곰팡이가 솜털처럼 밀생하고, 병반부위에 갈색의 둥근 균핵을 많이 형성하며 지제부 부근의 토양 표면에도 형성되었다. 병원균은 PDA 배지 상에서 왕성하게 생장하였으며 균사생장 중에 특유의 Clamp connection이 관찰되었고 균사가 가장 잘 자랄수 있는 온도는 $30^{\circ}C$이였다. PDA 배지에서 시간이 경과되면 갈색을 띤 구형 또는 부정형의 많은 균핵을 형성하였는데 균핵의 크기는 $0.9{\sim}6.8{\times}0.6{\sim}5.2\;mm$ (평균 $2.7{\sim}2.3\;mm$) 이었다.
둥굴레 유전자원의 유연관계를 위한 기초 자료를 얻고자 둥굴레속 식물 수집종 10종에서 18S ribosomal RNA를 암호화하는 18S rDNA 영역의 염기서열을 결정하고 그 특성을 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 둥굴레속 10종의 18S rDNA 영역 전체의 길이는 $913{\sim}914bp$로 비슷하였으나, 총 8개 지점에서 염기의 치환 및 결실에 의한 변이가 발생하였다. 전위는 $T{\rightarrow}C$전위가 4개 지점에서 발생하였고, $A{\rightarrow}G$ 전위가 1개 지점에서 발생하였으며, 전좌는 $C{\rightarrow}A$ 전좌가 1개 지점에서 발생하여 전위가 전좌보다 5배 만큼 발생하였다. 결실은 2개 지점에서 발생하였다. 18S rDNA의 염기의 조성은 adenine $23.09{\sim}23.33%$, guanine $23.33{\sim}23.52%$, thymine $25.60{\sim}25.85%$, cytosine $27.38{\sim}27.79%$로 pyrimidine계가 purine계보다 많았다. 18S rDNA의 A + T 함량은 $48.80{\sim}49.18%$로 평균 48.99%였고, G+C 함량은 $50.82{\sim}51.20%$로 평균51.01%였다. 다중 정렬에 의해 염기서열을 비교한 결과 $99.7{\sim}100%$ 일치하여 종간에 차이가 적었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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