본 연구는 약용 및 관상용 자원으로써 기대되는 산자고의 자생지 환경을 체계적으로 분석하여 재배법 및 생태적 특성에 대한 기초자료 제공을 위해 수행되었다. 자생지 환경은 해발 245 m, 방위는 남향, 자생지 면적은약 $49\;m^2$이고, 건조한 양지에서 자생하는 것으로 분석되었다. 관속식물상은 28과 59속 50종 11변종 1품종 등 총 62분류군이 확인되었고 자원식물상은 관상용 23종(37.1%), 식용 43종(69.4%), 약용 34종(54.8%), 기타용 29종(46.8%)으로 분류되었다. 토양요인 분석결과, 산도는 pH 4.9, 유기물함량 4.8%, 유효인산 3.6 mg/kg, 치환성 칼륨 $0.5\;cmol^{+}/kg$, 치환성 칼슘 $3.0\;cmol^{+}/kg$, 치환성 마그네슘 $0.8\;cmol^{+}/kg$, 양이온치환용량 $12.3\;cmol^{+}/kg$, 전기전도도 0.3 dS/m로 나타났다. 화학적 특성간 상관분석결과, 치환성 칼슘과 양이온치환용량이 높은 상관성을 보였다. 산자고의 생육특성은 초장 7.6cm, 엽폭 0.6 cm, 엽장 12.7cm, 화폭 2.8 cm, 화경장 5.4 cm, 엽록소량은 $34.7\;{\mu}g\;mg^{-1}$로 조사되었다. 생육특성간 상관분석 결과, 초장과 화경장이 높은 상관성을 보였다. 토양요인과 생육특성간 상관성 분석결과, 치환성 칼륨과 엽장이 높은 상관성으로 보였으나 이들의 관계는 부적 상관성으로 확인되었다. 생육모형 분석 결과, 엽폭과 치환성 칼륨의 설명력은 약 86.4%, 엽록소량과 치환성 칼륨은 약 83.7%였다.
마산약(山藥) 경절편(莖節片)의 기내조직(器內組織) 배양(培養)을 위해서 적정배지(適正培地)가 선발(選拔)됨에 따라 이에 적합시(適合時) 되는 생장조절물질(生長調節物質) 활성탄(活性炭)의 처리농도(處理濃度)를 구명(究明)함으로서 기내조직(器內組織) 배양(培養)에 의(依)한 증식율(增殖率)를 높이코져 무기강기성(無機강基性)이 낮은 1/8MS, White에 IAA와 NAA를 $1{\sim}4mg\;/\;\ell$ 로 하고 활성탄(活性炭)을 $0,\;1,\;3,\;6g\;/\;\ell$ 수준(水準)으로 실험(實驗)을 실시(實施)하였던 바 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. 1/8MS 배지(培地)의 경우 $1{\sim}4mg\;/\;\ell$, Kinetin $2mg\;/\;\ell$ 그리고 활성탄(活性炭)을 $1{\sim}3g\;/\;\ell$ 첨가(添加) 하므로서 Shoot 유기(誘起)와 식물체(植物體)의 재분화률(再分化率)이 모두 100%에 달하는 효과(效果)를 보였으며 이러한 효과(效果)는 NAA처리시(處理時)에도 같은 경향(傾向)이 있었다. 2. White 배지(培地)의 경우 IAA $1mg\;/\;\ell,\;Kinetin\;2mg\;/\;\ell$ 그리고 활성탄(活性炭) $6g\;/\;\ell$ 첨가처리(添加處理)와 NAA $4mg\;/\;\ell,\;Kinetin\;2mg\;/\;\ell$ 그리고 활성탄(活性炭)을 $1g\;/\;\ell$ 첨가처리(添加處理) 만이 식물체(植物體)의 재분화율(再分化率)이 l00%에 달하였으나 그 외(外) 처리(處理)에서는 대부분(大部分) 저조(低調)하였다. 3. 발육상태(發育狀態)를 보면 1/8M /S 배지(培地)의 경우 IAA $2mg\;/\;\ell,\;Kinetin\;2mg\;/\;\ell$ 그리고 활성탄(活性炭)을 $1g\;/\;\ell$ 첨가처리(添油處理)와 NAA $4mg\;/\;\ell,\;Kinetin\;2mg\;/\;\ell$ 활성탄(活性炭)을 $1g\;/\;\ell$ 첨가처리(添加處理) 하므로서 모두 주당(株當) 본수(本數)가 $2.3{\sim}2.7$개(個)이고 발육상태(發育狀態)도 활성탄(活性炭)$0g\;/\;\ell,\;3g\;/\;\ell,\;6g\;/\;\ell$ 처리(處理)보다 양호(良好)하였다. 4. 그러나 White 배지(培地)의 경우 IAA $1{\sim}4mg\;/\;\ell,\;NAA\;1{\sim}mg\;/\;\ell$ 그리고 $Kinetin\;2mg\;/\;\ell$ 처리(處理)의 대부분(大部分)이 주당(株當) 본수(本數)가 거의 1개체(個體) 정도(程度)이도 발육상태(發育狀態)도 불량(不良)하였으나 NAA $4mg\;/\;\ell\;Kinetin\;2mg\;/\;\ell$ 그리고 활성탄(活性炭) $1g\;/\;\ell$ 첨가처리(添加處理)에서 만이 주당(株當) 본수(本數)가 2.3개이고 개체당(個體當) 발근수(發根數)가 월등(越等)히 많았다. 5. 실험결과(實驗結果) 마 경절편(莖節片) 배양(培養)의 Shoot유가(誘起)에 가장 효과적(效果的)인 배지(培地)는 1/8MS+1AA $2mg\;/\;\ell+Kinetin\;2mg\;/\;\ell$+활성탄(活性炭) $1g\;/\;\ell$ 이였으며, White+NAA $4mg\;/\;\ell+Kinetin\;2mg\;/\;\ell$+활성탄(活性炭)$1g\;/\;\ell$ 로 처리(處理)하는 것이 바람직한 결과(結果)를 얻었다.
본 시험에서는 산란계에 대한 인진쑥, 녹차, 오미자, 겨우살이의 혼합 비율을 달리한 3종 추출물의 사료 내 첨가 급여가 난 생산성, 계란 품질, 혈액 특성 및 계란 저장성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 35주령 산란계(Hy-Line Brown) 160수를 공시하여 4처리 4반복, 반복 당 10수씩 배치하고 10주간 사양시험을 실시하였다. 시험처리는 대조구(C)와 시험 사료에 혼합 비율을 달리한 3종의 추출물을 200 ppm 수준으로 첨가한 약용식물 추출물 처리구(T1, T2, T3)를 두었다. 산란율, 일 산란량 및 사료 요구율은 대조구에 비해 모든 처리구에서 유의하게 개선되었다(p<0.05). Haugh unit 및 난황색은 처리구 간 차이는 있었으나 전반적으로 대조구에 비해 유의하게 증가하였다(p<0.05). 난각질에서는 유의한 차이가 관찰되지 않았다. 혈액 내 총 콜레스테롤 함량은 대조구에 비해 모든 처리구에서 유의하게 감소하였으며(p<0.05), 중성 지방은 유의성은 나타나지 않았으나 감소하는 경향을 보였다. 간 및 신장 기능의 이상 여부를 나타내는 혈액 생화학 지표 역시 유의하게 감소하거나 감소하는 경향을 보였다(p<0.05). 혈액 총 항산화 활성은 대조구에 비해 다소 증가하는 경향을 보였으나 유의성은 인정되지 않았다. 저장 기간에 따른 Haugh unit 및 지방과 산화물가의 변화를 조사한 결과, 계란 보관 14일, 21일째에 Haugh unit이 대조구에 비해 유의하게 높았으며(p<0.05), 3일 및 7일째 역시 통계적 유의성은 인정되지는 않았으나 추출물 처리시 저장 기간에 따른 Haugh unit의 저하를 감소시키는 경향을 관찰하였다. 지방과산화물가 역시 처리 구간 차이는 있었으나 대조구에 비해 유의하게 감소하는 것을 확인할 수 있었다(p<0.05). 본 연구 결과, 인진쑥, 녹차, 오미자, 겨우살이의 혼합 비율을 달리한 약용식물 추출물의 산란계 사료 내 첨가급여는 계란 생산성을 향상시키고, 건강 유지에 긍정적인 영향을 미쳤으며, 난황색 및 Haugh unit 등의 계란 내부품질을 개선시켰을 뿐만 아니라, 저장 기간에 따른 계란의 품질 저하를 감소시켜 사료 첨가제로서의 이용 가능성을 제시하였다.
민간요법 또는 식품가공 공정에서 그 안정성이 확보되어 생약재료 또는 식품가공재료로서 사용되고 있는 약용식물에 대하여 항균력을 검색하였고 그중 가장 항균력을 나타낸 황련을 사용하여 활성성분을 분획 추출물한 다음 이 추출물로 부터 여러 종류의 부패 미생물 및 병원성균에 대한 항균성을 검색하였다. 산사, 황련, 측백, 창출 및 석창포 에탄올 추출물은 그람 양성 또는 음성세균 모두에 대하여 강한 항균성을 나타내었으며, 토사자 에탄올추출물은 그람음성 세균에서만 항균성을 나타내었고 사군자, 숙지황 및 백제 에탄올추출물은 거의 또는 모든 시험균에 대하여 항균력을 나타내지 않았다. 황련의 에탄올추출물은 기존에 보고된 많은 한약제의 에탄올추출물과 비교하여 볼 때 적은 농도에서도 매우 다양하고 강한 항균력을 나타내었으며 특히 그람양성 또는 음성세균 모두 강한 항균력을 보였다. 한편, 황련 에탄올 추출물은 $100^{\circ}C$에서 각각 30분 또는 1시간 동안, $121^{\circ}C$에서 15분간 열처리한 후 Listeria monocytogenes균에 대한 생육저해환을 측정한 결과 상기의 모든 열처리에 의해서도 무열처리군과 비교하여 볼 때 항균력의 차이가 없어 열에 매우 안정 하였다. 또한 생육배지의 pH 변화가 Listeria monocytogenes균의 생육억제에 대한 황련 에탄올 추출물의 항균활성에 대하여 미치는 영향을 조사한 결과 배양배지의 pH 가 중성에서 알칼리성으로 갈수록 황련 에탄올 추출물의 항균활성은 더욱 증가되었고 약산성으로 갈수록 감소하는 경향을 나타내었다. 따라서 황련 에탄올추출물은 알칼리성 조건하에서 더욱 강한 항균력을 나타내었다. 황련 에탄올추출물로부터 부분정제한 물질의 항균력은 검색된 미생물중 그람양성세균, 그람음성세균, 효모 및 곰팡이균 모두에 항균력을 나타내었으나 Candida utilis, Rhizopus javanicus에는 억제효과를 나타내지 않았다. 식중독세균인 Listeria monocytogenes과 Staphylococcus aureus에 대한 부분정제물질의 생육저해 효과를 조사한 결과 두균주 모두 $100{\;}{\mu}g/mL$의 농도에서는 무첨가 대조균과 비교하여 차이가 없었으며 $500{\;}{\mu}g/mL$ 첨가구에서는 Listeria monocytogenes균은 36시간까지는 생육을 억제하였으나 그 이후부터는 급속한 생육을 하였고 Staphylococcus aureus균은 완전히 생육이 억제되었고 $1000{\;}{\mu}g/mL$ 첨가구에서는 두 균주 모두 완전히 생육이 억제되었다.
여드름 완화 효과를 갖는 천연 약용식물 추출물을 개발하기 위하여 여드름 원인균에 대한 항균 활성 및 항염증 효과를 다양한 추출물을 대상으로 분석하였다. 검색 결과 얻어진 후보 소재들 중, 비교적 높은 항균 활성을 갖는 보골지, 당후박과 항염증 효과를 갖는 목향, 구절초 추출물을 대상으로 선정하였고 이후의 실험을 진행하였다. 보골지 (Psoralea corylifolia L., AC-1), 당후박(Magnoliae officinalis. AC-2) 목향(Inula helenium L., ACF-1), 구절초(Chrysanthemum zawadskii var. latilobum, ACF-2) 추출물 및 복합소재 (AC)는 $50{\mu}g/mL$ 이하에서 세포 독성이 없는 것으로 확인되었다. 보골지, 당후박 추출물 및 복합소재의 경우 여드름 유발 원인균인 Propionibacterium acnes (P. acnes)에 대해 양성대조군으로 사용한 10 % salicylic acid 대비 각각 약 2.8배, 2.5배, 3.2배의 높은 항균 효과를 보였다. 또한 Staphylococcus aureus (S. aureus) 에 대해서도 당후박 추출물과 복합소재의 경우 양성 대조군으로 사용한 10 % Methylparaben 대비 각각 약 1.4배, 1.5배 높은 항균 효과를 보였다. 목향 구절초 추출물 및 복합소재의 경우 열에 의해 사멸시킨 P. acnes에 의해 활성화된 THP-1 세포의 IL-8 발현을 $50{\mu}g/mL$ 농도에서 각각 27%. 38%, 44% 저해하였고 TNF-$\alpha$ 발현을 $50{\mu}g/mL$ 농도에서 각각 90%, 88%, 90%로 크게 저해하였다. 이러한 항균, 항염증 활성을 보이는 보골지, 당후박, 목향, 구절초 추출물의 복합 소재를 이용하여 여드름 완화 효과를 갖는 화장품으로의 개발이 가능할 것으로 보인다.
최근 10여년간(1997-2008년) 국내 식물 형태관련 연구논문중 주요 3개 학회지(한국임학회지, 한국식물분류학회지, 한국육종학회지)와 기타학회지(한국자원식물학회지, 생명과학학회지, 약용작물학회지, 한국양봉학회지, 원예과학기술지, 원예학회지) 등에 발표된 다변량 분석 54개 논문을 재검토하였다. 이들 논문에서 주성분 분석(PCA), 유집분석(CA)이 가장 많이 사용되었는데 본 연구는 이와 관련된 분석방법과 기초 통계 분석의 문제점을 검토하였다. 주성분 분석의 문제점은 기존 표본에 추출과 자료의 정규분포성에 대한 가설을 무시하는 것으로서 분산과 공분산을 구할 수 없는 정성형질을 섞어 사용하여 주성분 분석의 결과를 왜곡하여 분석하는 것이었다. 또한, 유집분석은 분석방법론에 따라 상당한 차이를 보여 정량적 형질 보다는 정성적 형질로 계수화하여 분석함을 권장하지만 대부분 정량적 형질로 분석하여 실제 상호 분석 대상군 간의 관계가 형성되지 않는 계단상 모양을 보였다. 또한, 일부 연구논문에서는 통계적 가설을 무시하고 임의로 자료를 해석하는 것도 자주 발견되는 문제점 중 하나였다. 주성분분석에서 주의해야 할 점은 주로 정량적 형질 사용이 권장되며, 이외 일정 수 이상의 변량(20여개 이상)과 적절한 개체수(40-50개 이상)가 필요하다는 것이다. 유집분석(혹은 군집분석)은 분석 대상을 강제로 유집시키는 성향이 있어 통계적 검증 방법을 사용하지 않고 단순히 거리 계산법 혹은 알고리즘 분석 방법에 의해 결과에 상당한 차이를 보이기 때문에 정량적 형질만을 근간으로 한 유집분석은 자제할 필요가 있다. 모든 자료를 쉽게 분석하기 위해서 단순히 통계적 방법론에 의존하기 보다는 연구목적과 일치한 분석 방법론을 적용하고자 하는 노력이 필수적이다.
본 연구는 새싹 인삼의 수확 전에 UV-A, UV-B LED의 추가 조사에 따른 ginsenoside 함량 변화를 알아보기 위해 수행되었다. 실험 재료는 1년근 묘삼을 사용하였고, 인삼 전용 상토를 채운 삽목상자에 100개체를 정식하였다. 그 후, 묘삼을 온도 20℃, 습도 70%, 평균 광도 80µmol·m-2·s-1(광주기; 24h)로 유지되는 컨테이너형 식물 공장에서 37일 동안 재배하였다. 37일 동안 재배한 새싹 인삼을 UV-A(370nm; 12.90W·m-2) 및 UV-B(300nm; 0.31W·m-2) LED가 장착된 맞춤형 챔버로 옮겨 3일 동안 처리하였다. 생육조사 및 ginsenoside 함량 분석은 UV 처리 0일(대조구), 1일, 2일 및 3일에 각각 수확하여 수행하였다. 그 결과, 생육은 대조구와 UV 파장 및 일수에 따른 통계적 차이를 보이지 않았다. 반면에 UV-A 처리 3일 만에 지상부의 ginsenoside 함량이 대조구에 비해 186% 향상되었다. 뿌리의 ginsenoside 함량은 UV-A 1일 처리 및 UV-B 3일 처리에서 대조구에 비해 각각 171% 및 160% 더 증가하였다. 본 실험의 결과, 식물공장에서 수확 전 UV LED 조사를 통해 ginsenoside 함량이 높은 새싹 인삼을 생산할 수 있는 것으로 사료된다.
천마(Gastrodia elata Blume)는 난초과 다년생 기생식물로 곰팡이균과 공생하는 독특한 생활방식을 가진다. 천마의 지하근은 고혈압, 뇌졸중, 백혈병, 두통 특히 신경쇠약치료 등에 쓰이는 약용식물이다. 본 연구는 지구온난화가 천마의 생태적 반응에 미치는 영향을 알아보기 위해 보통의 야외 대기환경과 같은 대조구, 대조구보다 온도를 약 $2^{\circ}C$ 상승시킨 온도상승구, 온도와 함께 대조구보다 $CO_2$ 농도를 약 2배 증가시킨 $CO_2$+온도상승구에서 참나무 원목, 뽕나무버섯균, 종마를 함께 파종하고, 재배하여 생식기관과 지하근의 생물량을 비교 관찰하였다. 그 결과, 꽃대 수는 온도상승구> 대조구> $CO_2$+온도상승구 순으로 적었다. 꽃대 길이는 온도상승구> 대조구> $CO_2$+온도상승구 순으로 짧았다. 화서 길이는 대조구> 온도상승구> $CO_2$+온도상승구 순으로 짧았다. 생식기관의 무게는 온도상승구> 대조구> $CO_2$+온도상승구 순으로 가벼웠다. 지상부의 생물량은 온도상승구> 대조구> $CO_2$+온도상승구 순으로 낮았다. 생산된 근경의 수는 온도상승구> 대조구> $CO_2$+온도상승구 순으로 적었다. 근경의 생물량은 온도상승구> 대조구> $CO_2$+온도상승구 순으로 낮았다. 이러한 결과는 온도만 올라간 환경조건에서는 천마의 생육은 활발하여 생산량이 증가하지만, 지구온난화조건인 온도와 $CO_2$ 농도가 동시에 상승하는 조건에서는 천마의 생육이 불량하게 됨을 의미하는 것이다. 따라서, 천마의 성마와 종마 생산량을 높이기 위해서는 재배지의 적정지온 $20{\sim}25^{\circ}C$를 유지하고, 높은 $CO_2$ 농도에 노출되지 않도록 하여야 할 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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