Population Structure and Genetic Diversity of Garlic in Korea by ISSR Marker

허만규,성정숙,최주수,정영기,류은주,정경태,Huh Man-Kyu,Sung Jung-Sook,Choi Joo-Soo,Jeong Young-Kee,Rhu Eun-Ju,Chung Kyung-Tae Korean Society of Life Science 2006 생명과학회지 Vol.16 No.2

마늘은 전 세계적으로 분포하는 다년생 초본이다. 마늘은 약리적, 경제적으로 중요한 작물이다. 야생종과 재배종의 유전관계를 ISSR 마커로 조사하였다. 또 ISSR 분석으로 이들 종의 유전적 다양도와 집단구조를 실시하였다. 한국의 세 야생 집단은 분리되어 있고 패치 분포를 보이지만 재배종에 비해 높은 유전적 다양성을 유지하고 있었다. ISS5R 마커로 야생종과 재배종의 계통관계는 잘 분리되었다. 비록 한국내 재배종 마늘이 산마늘에서 진화하였 다는 직접적 증거는 없지만 본 연구 결과 그런 가능성은 시사된다. 또한 야생종 산마늘 집단은 생식질 동정과 재배종 마늘의 진화과정에서 유익하게 쓰일 수 있다. Garlic is a perennial herb primarily distributed throughout the world. These plants are regarded as a medically and agricultural important crop in the world. The genetic relationships between cultivated and wild species were investigated at the population levels by constructing tree based on ISSR (inter-simple sequence repeats) markers. In addition, ISSR analysis was also conducted to estimate genetic diversity and population structure of these species. Three wild garlic populations in Korea were found to have more alleles per locus (mean 1.672 vs. 1.510) higher percent polymorphic locus (67.2 vs. 51.0), and higher diversity (0.250 vs. 0.198) than three cultivated populations. The cultivated and wild species in Korea are well separated from each other at phylogenetic trees. Although there is not direct evidence that A. victorialis is an ancestor of Korean A. sativum, there is a possibility that cultivated A. sativum in Korea has evolved from wild A. victorialis in Korea. Populations of A. victorialis may be useful in germ-plasm classification and evolutionary process.

어병균 Vibrio anguillarum 생육 저해 인자를 생산하는 Bacillus amyloliquefaciens H41의 분리

김영희,정영기,정경태,류은주,정유정,Kim, Young-Hee,Jeong, Yong-Kee,Chung, Kyung-Tae,Rhu, Eun-Ju,Jeong, Yu-Jeong 한국생명과학회 2006 생명과학회지 Vol.16 No.4

양식 산업의 문제점인 어병균을 방제하기 위한 생물 전구체의 개발을 목적으로 해산어의 내장 추출물에서 어병균인 Vibrio anguillarum의 생육을 저해하는 새로운 균주를 분리, 동정하여 Bacillus amyloliquefaciens H41으로 명명하고 생육특성 및 생육저해인자 생성 조건을 검토하였다. 분리 균의 생육 최적 조건은 기본배지로 1% peptone, 질소원으로 1.5% yeast extract, 탄소원으로 1% sucrose, 0.5% NaCl, 금속이온으로는 0.05% $MgSO_4{\cdot}7H_20$이었으며 pH는 7.0-8.0, 온도는 $28-35^{\circ}C$에서 20시간의 진탕배양이었다. V. anguillarum 생육 저해물질은 B. amyloliquefaciens H41의 배양 상등 액에서 볼 수 있었는데 paper-disk 법으로 투명환의 생성여부로 확인하였다. 분리 균에 의한 생육저해 물질 생산 최적 조건은 1% peptone, 1.5% yeast extract, 1% NaCl, 0.05% $MgSO_4{\cdot}7H_20$, 1%의 sucrose이었으며 최적 pH는 7.5, 최적온도는 $35^{\circ}C$이었다. 분리 균은 최적 배양조건하에서 저해물질을 배양 후 16시간부터 24시간대에 가장 높은 활성을 나타내었다. 저해 활성반응은 분리 균에서는 저해 활성을 나타내었으나 B. amyloliquefaciens KCTC1724 표준균주에는 저해활성을 나타나지 않는 대조를 보였다. 또한 분리 균에 의해 생산된 저해물질은 V. anguillarum 에는 생육 억제 효과를 나타내었으나 다른 인체 병원성 Vibrio에는 전혀 영향을 미치지 않는 것으로 나타나 균주 선택성이 특이적이었다. To investigate the possible use of probiont in fish farming industry, a bacterium with inhibitory effect against Vibrio anguillarum was isolated from gastrointestinal tract of the marine fish of yellow tail. It was identified to be Bacillus amyloliquefaciens H41 based on biochemical and physiological characterization. The optimal growth conditions of the isolated strain were 1% peptone, 1.5% yeast extract, 1% sucrose, 0.5% NaCl, 0.05% $MgSO_4{\cdot}7H_20$, pH 7.0-8.0, and 20 hr of incubation between $28-35^{\circ}C$ under aeration. The culture supernatant of the isolated strain showed inhibition activity against V. anguillarum. Inhibition activity was cleared by forming a clear zone by a paper-disk method. The maximal production of growth inhibition factor was induced by cultivation under 1% peptone, 1.5% yeast extract, 1% sucrose, 1% NaCl, 0.05% $MgSO_4{\cdot}7H_20$, pH 7.5 and at $35^{\circ}C$. The highest growth inhibition factor production was observed after 16-24 hr cultivation under aeration. The culture supernatant of the isolated strain showed inhibition activity whereas no inhibition activity was shown from the standard B. amyloliquefaciens KCTC 1724 strain. The growth inhibition affected only against V. anguillarum among other pathogenic Vibrios tested here.

Bacillus amyloliquefaciens H41이 생산하는 Vibrio anguillarum 생육 저해인자의 정제

신현철(Hyun-Chul Shin),정경태(Kyung-Tae Chung),김광현(Kwang-Hyun Kim),김병우(Byung-Woo Kim),권현주(Hyun-Ju Kwon),이은우(Eun-Woo Lee),염종화(Jong-Hwa Yum),류은주(Eun-Ju Rhu),정유정(Yu-Jeong Jeong),김영희(Young-Hee Kim) 한국생명과학회 2008 생명과학회지 Vol.18 No.6

어류 질병 치료를 위한 probiont의 개발에 목적을 두고 어병균 Vibrio anguillarum NCMB1의 생육에 저해물질을 생산하는 Bacillus amyloliquefaciens H41균주를 분리하고 이 물질의 특성을 규명하기 위하여 정제를 시행하였다. 분리 균을 배양한 배양 상등액을 70% 염석, 투석하여 조 효소액으로 제작하고 조 효소액을 DEAE-sephadex, A-50 ion exchange chromatography, sephadex G-200 gel filtration column chromatography을 통하여 정제하고 SDS-PAGE 를 통하여 단일밴드를 확인하고 최종 회수율 2.9%을 얻을 수 있었으며 40.8배의 정제된 V. anguillarum NCMB1 생육저해물질을 얻을 수 있었다. 정제된 저해물질은 저해정도에 따라 단위를 설정하여 활성을 측정하였으며, 분자량은 48 kDa 로 확인되었으며 정제물질의 활성을 위한 최적 반응 pH와 온도는 pH 7.5와 30℃로 확인되었다. 금속이온의 효과에 있어서는 CoCl₂, HgCl₂, ZnSO₄, AgNO₃에서는 완전히 저해되는 양상을 나타내었고 MgSO₄, MnSO₄에서 미미한 효소활성의 증가를 나타내었다. 그리고 염에 관한 안정성은 일반 해수의 농도인 3%의 농도에서도 활성을 나타내는 것으로 확인되었다. 정제된 저해물질을 현재 상업적으로 사용하고 있는 화학처리제나 항생제와 함께 효율성을 비교 해 보았을 때 저해물질은 약 78%의 저해 활성을 나타내는 것을 알 수 있었고 항생제보다는 효율성이 낮았으나 독성검사를 위해 정제물질을 살아있는 어류에 투여하였으나 어떤 해수어도 폐사하지 않는 것으로 보아 어류 자체엔 독성을 나타내지 않는 물질로 나타났다. 따라서 B. amyloliquefaciens H41 균주가 생산하는 정제 물질이 V. anguillarum 생육에 저해물질로 작용하는 것으로 밝혀졌으며 친환경적인 특성을 가진 물질로 밝혀졌다. To study the possible use of probiotics in fish farming, we evaluated antagonism of antibacterial strain Bacillus amyloliquefaciens H41 against the fish pathogenic bacterium Vibrio anguillarum NCMB1. The purification of growth inhibition factor produced by B. amyloliquefaciens H41 was achieved by obtaining supernatant of this bacterium. The growth inhibition factor was purified to homogeneity by 70% ammonium sulfate precipitation, DEAE-sephadex A-50 ion exchange chromatography, sephadex G-200 gel filtration column chromatography, and sephadex G-50 gel filtration column chromatography with 40.8 fold of purification and 2.9% yield. The molecular weight of the purified growth inhibition factor was 48 kDa as determined by sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis. The optimum pH and temperature for the growth inhibition factor were pH 7.5 and 30℃, respectively. The activity of growth inhibition factor was enhanced slightly by some metal ions, such as Mg?², Mn?², but was inhibited by the addition of Co?², Hg?², Zn?² and Ag?². NaCl stability of the growth inhibition factor was observed with 50% residual activity at 3% NaCl concentration. Toxicity test showed that the purified B. amyloliquefaciens H41 growth inhibition factor did not affect the live of Japanese flounder (Paralichthys olivaceus) and the effectiveness was 78% of residual lethality compared to commercial antibacterial agents.

Bacillus sp.에 의하여 발효된 신품종 아가콩 발효 산물의 혈전 용해 활성 및 항산화 효과

Sung-Ryeal Kim(김성열),Min-Jeong Kim(김민정),Hye-Hyeon Lee(이혜현),Min-Jeong Seo(서민정),Byoung-Won Kang(강병원),Woo-Hong Joo(주우홍),Jeong-Uck Park(박정욱),Eun-Ju Rhu(류은주),Young-Hyun Hwang(황영현),Yong-Kee Jeong(정영기) 한국생명과학회 2010 생명과학회지 Vol.20 No.11

본 연구에서는 혈전용해능이 우수한 Bacillus sp. sm26을 선별하고 신품종 기능성 콩인 노란 아가콩(YA)와 검정 아가콩(BA)을 발효시킨 발효콩(FYA, FBA)의 혈전용해 활성과 70% ethanol 추출(FYAE, FBAE)에 대한 항산화 효능을 조사하였다. FYA와 FBA의 혈전용해 활성은 각각 6.38±0.5와 6.83±0.5 U/ml로 대두 발효물(FSB)보다 각각 1.3배와 1.4배 높은 것으로 나타났다. 총 페놀 함량은 FYAE와 FBAE가 각각 3.40±0.44 ㎎/g, 2.45±0.20 ㎎/g으로 나타나, 대두 발효 추출물(FSBE)에 비하여 약 2배 이상의 높은 페놀 함량을 나타내었다. FYAE의 총 단백질과 총 당 함량은 각각 0.56±0.11 ㎎/g과 2.41±0.48 ㎎/g이었으며 FYBA는 각각 0.39±0.12 ㎎/g과 2.72±0.63 ㎎/g으로 나타나, FYAE가 FSBE보다 각각 4.7배와 1.7배 높은 총 단백질과 총 당 함량을 지닌 것으로 나타났다. DPPH radical 소거능은 FBAE가 1 ㎎/ml에서 79 %로 가장 높게 나타났으며 2배 높은 활성을 나타내었다. 환원력은 FBAE가 1 ㎎/ml의 농도에서 가장 높은 환원력을 나타내었으며 FSBE에 비해 2배 높은 활성을 보였다. 지질 과산화능은 1 ㎎/ml일 때 FBAE는 93%로 FSBE의 약 3배 높은 활성을 나타내었고 FYAE 또한 80%로 2.5배 높은 활성을 보였다. 과산화 수소에 대한 소거능은 1 ㎎/ml 농도에서는 FBAE가 82%로 FSBE에 비해 4배 높은 효과를 나타내고 FYAE의 경우 2.5배 높은 효과를 나타낸다. 이상의 연구 결과에서, 기능성 콩인 아가콩 발효물의 혈전용해 활성과 항산화 효능은 일반 콩에 높게 나타났으며 이는 앞으로 새로운 천연 기능성 식품으로서의 이용 가능성을 시사하고 있다. In this study, fibrinolytic activities of fermented yellow agabean (FYA) and black agabean (FBA), and the antioxidation efficiencies of 70% ethanol extract of fermented yellow agabean (FYAE) and black agabean (FBAE) were investigated by selecting Bacillus sp. sm26 strain. Fibrinolytic activities of FYA and FBA were 6.38±0.5 and 6.83±0.5 U/ml, which were 1.3 and 1.4 times higher than that of FSB, respectively. With regard to total phenolic contents, FYAE and FBAE were 3.40±0.44 ㎎/g and 2.45±0.20 ㎎/g respectively, suggesting that their contents were about twice as high as that of fermented soybean extract (FSBE) used as a control. In comparison with FSBE, total protein and sugar contents of FYAE were 0.56±0.11 and 2.41±0.48 ㎎/g, respectively, and those of FBAE were 0.39±0.12 and 2.72±0.63 ㎎/g, respectively. This result suggests that FYAE was 4.7 and 1.7 times higher than FSBE, respectively. The DPPH radical scavenging activity of FBAE was 79% at 1 ㎎/ml, which was highest among the fermented bean extracts, and was twice as high as FSBE in regards to activity. In addition, FBAE exhibited the highest reducing power at 1 ㎎/ml, which was higher than FSBE by two-fold. With regard to lipid peroxidation, FBAE and FYAE were 93% and 80% at 1 ㎎/ml, which were 3 and 2.5 times higher than FSBE, respectively. Of note, the hydrogen peroxide scavenging activities of FBAE and FYAE were 82% and 54% at 1 ㎎/ml, offering activity that was 4 and 2.5 times higher than FSBE, respectively. Based on these results, the fibrinolytic activity and antioxidation efficiency of the fermented agabeans were significantly higher than other soybeans. Therefore, these studies may suggest that the functional agabeans can be a potential candidate for a natural functional food.

AGS 인체위암세포에서 발효된 아가콩 추출물에 의한 apoptosis 유도

Sung Ryeal Kim(김성열),Hye Hyeon Lee(이혜현),Min Jeong Kim(김민정),Min Jeong Seo(서민정),Su Hyun Hong(홍수현),Yung Hyun Choi(최영현),Byoung Won Kang(강병원),Jeong Uck Park(박정욱),Woo-Hong Joo(주우홍),Eun-Ju Rhu(류은주),Yong Kee J 한국생명과학회 2010 생명과학회지 Vol.20 No.12

본 연구에서는 대두(FS)와 아가콩의 발효추출물(FYA)의 항암활성 기전을 확인하기 위해 AGS 인체위암세포의 증식에 미치는 영향을 조사하였다. AGS 세포에서 FS 및 FYA 처리로 인하여 암세포의 증식이 처리 농도 의존적으로 강하게 억제하였고, apoptosis 유발을 의미하는 세포의 전반적인 형태 및 핵의 변형 또한 동반하였다. 또한 세포주기 분석을 통하여 이 현상이 apoptosis 유도에 의한 것임을 확인하였다. AGS 세포에 처리된 FS 및 FYA는 pro-apoptotic factor인 Bax의 발현 증가를 통한 intrinsic pathway나, death receptor 관련 유전자의 발현 증가를 통한 extrinsic pathway를 활성화시키며, 더 나아가서 IAP family인자의 발현 억제 및 caspases의 활성 증가를 일으켜 apoptosis를 유발시키는 것을 유추할 수 있었는데, 이러한 효과들은 FS보다 FYA에서 더욱더 탁월하였다. 이는 향후 아가콩 발효추출물이 항암치료를 위한 적용 가능성이 매우 우수함을 제시하여 주는 결과이다. Extracts of soybeans fermented by Bacillus subtilis have a wide variety of functions, such as enhancing the body's immune function, fibrinolysis activity, anti-inflammation, anti-cancer, estrogen function and anti-infection effects. Recently, it was reported that the extracts of fermented beans exhibit strong anti- inflammatory and anti-cancer properties by suppressing the transcription of pro-inflammatory cytokine genes and induction of apoptosis, respectively. However, the mechanisms of their cytotoxicity in human gastric cancer cells are poorly understood. In the present study, we investigated the effects of ethyl alcohol extracts from fermented soybean (FS) and yellow agabean (FYA) on cell growth and apoptosis in AGS human gastric cancer cells. A treatment of FS and FYA inhibited the growth of AGS cells in a concentration-dependent manner by inducing apoptosis. FS- and FYA-induced apoptosis were associated with down-regulation of XIAP and cIAP-2, and up-regulation of pro-apoptotic Bax expression. Moreover, a treatment of FS and FYA not only triggered an increase in the levels of death receptor (DR)4, DR5, Fas and FasL, but also induced the activation of casepase-3, -8 and -9. These findings illustrate that FS and FYA may have a therapeutic potential in human gastric AGS cells and as a functional food.