• 농업생명과학연구
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• 제50권5호
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• pp.81-93
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• 2016

지황은 현삼과(Scrophulariaceae)에 속하는 다년생 초본식물 Rehmannia glutinosa(Gaertn.) DC.로서 한의학에서는 뿌리를 지황(地黃)이라는 한약재로 이용하고 있다. 지황은 선지황(鮮地黃), 생지황(生地黃), 숙지황(熟地黃) 등으로 널리 사용되고 있지만 종자파종에 의한 재배보다 종근을 이용한 영양번식으로 재배하고 있다. 종근을 이용한 재배법은 뿌리 썩음병으로 인해 종근의 관리와 생산성이 높은 고품질의 지황 생산이 어려운 실정이다. 본 연구에서는 형태적 특징과 유전자 분석을 통해 기원이 검증된 지황 기원식물을 이용하여 정확한 기원의 무균 배양묘와 종근 생산을 위한 최적 조건을 확립하고자 하였다. 기내배양묘 생산에 필요한 최적의 생장율과 다개체 형성율, 그리고 뿌리 형성율 및 비대조건을 탐색한 결과, WPM 배지와 1.0mg/L의 IAA와 0.5mg/L의 IBA 옥신계 생장조절제가 첨가된 배지(WPM + IAA 1.0mg/L + IBA 0.5mg/L)에서 최적 생장율과 뿌리다개체 형성율을 나타내었으며, 0.1mg/L의 NAA가 첨가된 WPM 배지(WPM + NAA 0.1mg/L)에서 가장 많은 수의 뿌리가 형성되었고 비대율도 높게 나타났다. 이러한 최적조건에서 생산한 기내식물체는 토양 순화 후 정식하였을 경우에도 높은 뿌리형성율과 지속적인 비대 효과를 보였다. 이상의 결과는 지황의 무균 배양묘 생산과 배양묘기반 종근 생산을 통해 지황 대량 생산에 필요한 배양묘와 종근 생산에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단되며, 고품질 지황 생산량에기여할 것으로 사료된다.

• 한국약용작물학회지
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• 제12권2호
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• pp.171-178
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• 2004

The objectives of this study were to establish the genetic transformation system of stilbene synthase in Rehmannia glutinosa. Resveratrol, which is both a phytoalexin with antifungal activity and a phytochemical associated with reduced cancer risk and reduced cardiovascular disease, is synthesized in a limited number of plant species including peanut. Resveratrol synthesis is catalyzed by the enzyme stilbene synthase including resveratrol synthase (RS). Stilbene synthase gene (RS3) obtained from peanut, Arachis hypogaea, Fabaceae has been transferred into chinese foxglove, Rehmannia glutinosa by using Agrobacterium mediated transformation. PCR analysis with RS3 primer confirmed that the targeted gene was introduced into the plant genome, 904 bp in size. Further analyses of identification of transformation using developed other molecular techniques and transgenic plants that RS t-DNA introduced to chinese foxglove (R. glutinosa L) and its reaction product, stilbene such as resveratrol will be isolate and characterize using NMR, MS, and HPLC.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2000년도 춘계 학술대회지
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• pp.370-371
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• 2000

• 한국작물학회지
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• 제50권4호
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• pp.286-290
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• 2005

Ascorbate peroxidase (APX) plays a crucial role in the detoxification of hydrogen peroxide. APX activity is maintained significantly higher in the paraquat­treated leaves of the paraquat-tolerant Rehmannia glutinos. This study was conducted to understand structural and regulatory characteristics of APX gene in R. glutinosa. A putative APX cDNA clone (RgAPX1) was isolated from a leaf cDNA library using a partially sequenced expressed sequence tag clone. RgAPX1 is consisted of 1148 bp nucleotides and contains an open reading frame encoding a 250 amino acid-long polypeptide. Deduced RgAPX1 amino acid sequence shares higher sequence similarity to cytosolic APXs. RgAPX1. expression was higher in the leaf than in the flower and root. Southern blot result indicates the presence of one or two RgAPX1-related genes in R. glutinosa genome. RgAPX1 transcription was affected differentially by various stresses and phytohormone. The results indicate that RgAPXl is constitutively expressed in most tissues and its expression is modulated for the immediate and efficient detoxification of $H_2O_2$ under normal and stress conditions.

• 식물조직배양학회지
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• 제25권3호
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• pp.171-175
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• 1998

지황(Rehmannia glutinosa)의 캘러스배양을 통한 기내 대량증식을 위하여 엽조직으로부터 캘러스 형성에 미치는 생장조절물질의 영향을 조사한 결과 MS배지에 0.5 mg/L NAA와 2.0 mg/L BA 첨가배지에서 캘러스 형성율 100%, 식물체 분화율 31%로 가장 높았으며, 2.4-D와 zeatin 첨가배지에서는 캘러스 형성율은 95% 이상 높았으나 기관분화가 전혀 이루어지지 않았다. 재분화 식물체로부터 다수의 신초 유기에 적합한 배지로는 MS배지에 0.2mg/L NAA와 0.5 mg/L BA를 첨가한 배지에서 3.4개와 2.8개로 양호하였다. 다수의 신초 증식을 위하여 1.0 g/L활성탄을 첨가한 배지에서 가장 많은 3.8개의 신초가 분화되었으나 2.0 g/L 첨가배지에서는 2.4개로 감소된 반면, 초장과 엽수는 증가하여 개체생육은 양호함을 알 수 있었다.

• 한국약용작물학회지
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• 제11권4호
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• pp.289-297
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• 2003

Using Agrobacterium-me야ated transformation method the auxin-regulated cotton GST (Gh-5) constructs were used to transform Rehmannia glutinosa L. The PCR analysis was conducted to verify transgenicity. Based on the PCR analysis, there was verified that the 988 bp DNA band had showed in transgenic plant genomes in PCR anaJysis using Gh5-1 and Gh5-2 primers. The effects of cocultivation with Agrobacterium tumefaciens, regeneration and selection conditions on the transformation efficiency of Chinese foxglove (Rehmannia glutinosa L.) were investigated. Factors such as cocultivation period, use of acetosyringone, postcultivation in darkness, and different kanamycin concentrations for selection were assessed. In vitro regeneration, the number of leaves, shoot lengths and numbers on MS medium were superior to on B5 and WPM medium, and the shoot formation rate was highest level of 95% in cultured base part containing leaf stalk. Addition of acetosyringone at concentration of $200{\mu}M$ to cocultivation medium and 3-day of cocultivation improved transformation frequencies. Exposure of explants to darkness for 4 weeks on selection medium resulted in further increased the regeneration frequency of transgenic shoots. In PCR analysis, the amplified fragments of Gh5 gene were detected (988 bp), and GST-expressing transgenic R. glutinosa L. plants had approximately three-fold higher activity in leaf extracts compared with control plant.

• 한국약용작물학회지
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• 제7권2호
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• pp.138-142
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• 1999

지황(Rehmannia glutinosa)의 국내 수요증가와 재배확대에 따른 우량 신품종 육성의 기초자료를 얻고자 몇몇 지황속 식물의 작물학적 특성을 조사하고, 재배환경이 지황의 생육 및 수량에 미치는 영향을 조사한 결과는 다음과 같다. 지황종 식물의 학명은 Rehmannia glutinosa Libosc, Rehmannia glutinosa Libosc var. purpurea Makino 및 Rehmannia glutinosa Libosch var. hueichingensis (Chao et Schih) Hsiao 등으로 지상부 생육특성과 뿌리의 작물학적인 형태는 다양한 차이를 보였다. 중국으로부터 도입 육성한 지황 1호는 근경이 굵고 다수성이고 일본종은 가늘며 깊게 신장하는 특성을 보였으며 국내재래종은 중간형질을 지니고 있었다. 지황1호를 공시하여 적정재배 환경을 조사한 결과 지황의 근비대 생장은 7월 중하순경에 근중과 근경 모두 급속하게 증가함을 보였고, 일장과 온도는 제한된 3처리중 13시간 일장에서 주간 $23^{\circ}C$ 야간 $18^{\circ}C$ 처리에서 근비대 생장이 가장 양호 하였다. 토양은 양토조건에서 2,144kg/10a로 가장 높은 수량성을 보였고 토양수분이 $60{\sim}70%$에서 근비대 생장이 양호하였다.

• 한국약용작물학회지
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• 제13권5호
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• pp.270-275
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• 2005

Superoxide dismutases (SOD) are metalloenzymes that convert $O_2^-\;to\;H_2O_2$. Rehmannia glutinosa is highly tolerant to paraquat-induced oxidative stress. The primary objective of this study was to characterize regulation of SOD gene expression in R. glutinosa in response to oxidative stresses and hormones. A full-length putative SOD clone (RgCu-ZnSOD1) was isolated from the leaf cDNA library of R. glutinosa using an expressed sequence tag clone as a probe. RgCu-ZnSOD1 cDNA is 777 bp in length and contains an open reading frame for a polypeptide consisted of 152 amino acid residues. The deduced amino acid sequence of the clone shows highest sequence similarity to the cytosolic Cu-ZnSODs. The two to three major bands with several minor ones on the Southern blots indicate that RgCu-ZnSOD1 is a member of a small multi-gene family. RgCuZnSOD1 mRNA was constitutively expressed in the leaf, flower and root. The expression of RgCu-ZnSOD1 mRNA was increased about 20% by wounding and paraquat, but decreased over 50% by ethylene and $GA_3$. This result indicates that the RgCu-ZnSOD1 expression is regulated differentially by different stresses and phytohormones at the transcription level. The RgCu-ZnSOD1 sequence and information on its regulation will be useful in investigating the role of SOD in the paraquat tolerance of R. glutinosa.

• 한국약용작물학회지
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• 제12권5호
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• pp.360-365
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• 2004

Rehmannia glutinosa shows a high level of resistance to the non-selective herbicide paraquat. To characterize the antioxidant enzyme system of R. glutinosa, we comparatively examined the responses of antioxidant enzymes to UV, wounding and a general elicitor yeast extract in R. glutinosa and soybean. The levels of enzyme activities of the two plant species were drastically different between those per fresh weight (general activity) and per protein (specific activity) bases. The general activities of superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POX), catalase (CAT), and glutathione reductase (GR) were lower, but that of ascorbate peroxidase (APX) was higher in R. glutinosa than in soybean. The specific activities of the enzymes, however, were about two- to seven-fold higher in R. glutinosa than in soybean, except that of CAT, which was about 12-fold higher in soybean. The general and specific enzyme activities of R. glutinosa relative to those of soybean showed a consistent increase in responses to the stresses only in SOD. The specific activities of SOD and APX were higher in R. glutinosa in all stress treatments. The results might suggest a relatively higher contribution of SOD and APX to the stress tolerance.

• 한국약용작물학회지
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• 제8권2호
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• pp.123-128
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• 2000

지황 기내 식물체의 줄기 조직을 재료로 생물반응기에서 부정아 발생 과정을 통하여 기내 종묘를 생산하기 위해 본 실험을 수행하였다. 공기부양형 생물반응기가 교반형에 생물반응기의비해 신초 형성에 유리하였다. 2.5L 규모의 생물반응기에서 적절한 배양 밀도는 배지 1.5L에 시료 50g(줄기절편 90개)이었고, 이 때 공기의 주입량은 0.5 v.v.m으로 조절하는 것이 효과적이었다. 신초의 생산 효율을 높이기 위해 배지에 pH 완충제인 MES를 첨가한 결과, 생성된 신초의 수가 증가하였다. 유리화 억제제를 5g/1의 농도로 배지에 첨가하였을 경우 신초의 유리화 현상이 뚜렷하게 억제됨과 동시에 신초의 형성도 증가되었다.