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고추냉이 정단배양에 있어서 BA 농도 및 배양방법에 따른 기내증식 효과
박윤영,조문수,이영득,정종배,박신,정병룡,박상규,Park, Yun-Young,Cho, Moon-Soo,Lee, Young-Deuk,Chung, Jong-Bae,Park, Shin,Jeong, Byeong-Ryong,Park, Sang-Gyu 한국식물생명공학회 2007 식물생명공학회지 Vol.34 No.1
고추냉이 (Wasabia japonica) 종자로부터 기내 무균상태 하에서 발아된 유묘에서 절취한 shoot-tip을 이용하여 대량증식 방법을 구명하기 위해 MS 기본배지에 BA 농도 및 반고체배지, filter paper bridge, 액체진탕배양 등의 배양방법을 달리하여 multi-shoot을 유도하였다. 1.0 mg/L BA가 들어있는 액체진탕배양에서 2주 동안 배양한 후 반고체배지에서 4주 동안 배양한 방법이 신초 수가 22.8개 그리고 신초의 길이가 3.5cm로 가장 양호한 결과를 보였으며 한 개의 shoot-tip으로부터 약 $5{\sim}11$개의 분할묘를 얻을 수 있었다. 또한 부정근을 유도하고자 여러 가지 농도의 IBA 및 NAA가 함유된 반고체배지에서 9주간 배양한 결과 배양 4주 이후부터 부정근이 출현하기 시작하였다. IBA (0.01 mg/L)가 NAA처리 보다는 부정근 형성에 효과가 있었으나 위의 두 생장조절물질이 전혀 첨가되지 않은 배지가 90.0%의 부정근 형성율을 보이면서 가장 양호한 것으로 나타났다. 잎과 뿌리가 잘 발달된 재분화묘를 원예용상토 (bio-media Co., peatmoss $8{\sim}10%$, coir dust $66{\sim}70%$, zeolite $13{\sim}17%$, vermiculite $3{\sim}7%$, perlite $2{\sim}4%$)에 넣어 2주간 습도를 높게 유지시킨 후 육묘온실에서 순화시킨 결과 모든 개체가 정상적인 형태로 성장하였다. Effect of BA concentrations and culture methods on in vitro plant multiplication from shoot-tip cultures of Wasabia japonica was studied. Shoot-tips with leaf primordia and apical meristem were cultured on MS basal medium for all the experiments. Liquid medium for 2 weeks followed by semi-solid medium for 4 weeks containing 1.0 mg/L BA was the best to number of shoots (22.8) and shoot length (3.5 cm). Shoots proliferated could be divided into ca. 5 to 11 of cultures for the multiplication of plantlets. Divided plantlets showed root formation (90%) well onto MS basal medium without growth regulators like IBA and NAA. After rooting, all the plantlets transferred into the pots containing composed soil (bio-media Co., peatmoss $8{\sim}10%$, coir dust $66{\sim}70%$, zeolite $13{\sim}17%$, vermiculite $3{\sim}7%$, perlite $2{\sim}4%$) and grown well into whole plants with multiple shoots.
고추냉이 신초의 생육에 미치는 배지의 Salt Strength, Sucrose 농도 및 NH<sub>4</sub>/NO<sub>3</sub> 비율의 영향
박윤영,조문수,정종배,Park, Yun-Young,Cho, Moon-Soo,Chung, Jong-Bae 한국식물생명공학회 2007 식물생명공학회지 Vol.34 No.3
식물 세포나 조직의 배양에서 배지의 salt strength, sucrose 농도, 질소 함량과 질소원의 종류 및 그 비율 등이 세포 또는 조직의 생장에 영향을 미친다. 본 연구에서는 Agar를 함유한 MS 기본배지와 BA 1 mg/L를 첨가한 MS 기본 액체배지에서 계대배양을 통하여 생산한 다신초를 액아와 본엽이 $2{\sim}3$매 되도록 분할한 신초를 이용하여 MS 액체배지의 salt strength와 sucrose 농도 및 $NH_4/NO_3$ 비율이 고추냉이 신초의 생육에 미치는 영향을 조사하여 고추냉이 유묘의 생산에 필요한 최적 배지조건을 구명하였다. 고추냉이 신초의 증식에는 MS 액체배지의 salt strength는 기본조성이 가장 적합한 것으로 나타났으며, $1/4{\sim}1/2x$ 또는 2x MS 배지에서는 고추냉이 유묘의 생장이 크게 억제 되었다. 기본조성의 MS 액체배지에 sucrose 3%를 첨가하였을 때 고추냉이 신초의 생장이 가장 우수한 것으로 나타났으나 sucrose 농도 $1{\sim}6%$ 범위에서 신초의 수와 길이는 유의성 있는 차이를 보이지 않았다. 기본조성의 MS 액체배지에서 질소원으로 ${NH_4}^+$과 ${NO_3}^-$의 비율을 10:50으로 조절하였을 때 고추냉이 신초의 생장이 가장 우수한 것으로 나타났으며, ${NH_4}^+$의 비율이 증가할수록 생장은 억제되었다. To establish a optimum culture condition in vitro for production of seedlings in Wasabia japonica, the effects of salt strength, sucrose concentration, and $NH_4/NO_3$ ratio on the shoot growth in MS medium were investigated. The full strength of MS medium was the best condition for shoot growth, and in $1/4{\sim}1/2x$ or 2x MS medium the growth was significantly suppressed. Growth of shoots was enhanced when sucrose was added in MS medium after 2 weeks of culture, and the best result was found at 3% sucrose addition. ${NH_4}^+/{NO_3}^-$ ratio of 10:50 gave the highest biomass of shoot in the liquid culture with MS medium, and increasing the ${NH_4}^+$ ratio in the medium significantly reduced the growth of shoot.
고추냉이 부위별 Sinigrin 함량과 추출액의 항균 활성
박윤영(Yun Young Park),조문수(Moon Soo Cho),박신(Shin Park),이영득(Young Deuk Lee),정병룡(Byeong Ryong Jeong),정종배(Jong Bae Chung) 한국원예학회 2006 원예과학기술지 Vol.24 No.4
고추냉이의 근경, 엽병 그리고 잎 중의 sinigrin 및 allyl isothiocyanate 함량을 HPLC를 이용한 동시분석방법으로 측정하였다. 본 연구에서 측정된 총 sinigrin 함량은 sinigrin을 allyl isothiocyanate로 전환시킨 후 allyl isothiocyanate만을 측정한 기존의 연구 결과에 비하여 근경, 엽병, 잎에서 최소 5.9,3.9, 1.8배 이상 높았다. 분석에 사용된 고추냉이의 품종이나 재배환경의 차이도 있을 수 있지만 기존의 분석방법에서는 불완전한 sinigrin의 가수분해나 휘발성인 allyl isothiocyanate의 손실로 인해 총 sinigrin 함량을 정확히 측정하지 못한 것으로 판단된다. Staphylococcus aureus, Streptococcus agalatiae, Listeria monocytogenes, Escherichia coli 그리고 Streptococcus mutans에 대한 고추냉이 부위별 추출물의 항균 활성을 조사한 결과를 보면 일부 차이는 있었으나 Streptococcus mutans를 제외한 모든 균에 대하여 생육저해 효과를 나타내었다. 특히 근경 추출물은 24시간까지 지속적으로 이들 미생물의 생육을 저해하였다. 이러한 미생물 생육저해효과는 allyl isothiocyanate를 포함한 각종 isothiocyanate의 함량에 따라서 결정되며, 근경 추출물의 항균효과가 큰 이유는 엽병이나 잎에 비하여 isothiocyanate 화합물의 함량이 높기 때문이다. 고추냉이 추출물의 처리가 Streptococcus mutans의 생육을 억제하지 못한 것은 다른 균에 비하여 isothiocyanate에 대한 Streptococcus mutans의 저항력이 크기 때문이다. 고추냉이의 엽병과 잎 중의 sinigrin 또는 isothiocyanate 화합물의 함량은 근경에 비하여 낮았다. 그러나 sinigrin 또는 isothiocyanate 화합물을 추출하여 상업적으로 활용하는데 있어서는 근경보다 생산량이 많고 지속적으로 채취가 가능한 엽병과 잎이 훨씬 유리할 것으로 판단된다. Total sinigrin contents in rhizome, leaf petiole and leaf blade of wasabi (Wasabia japonica) were determined by simultaneous measurement of sinigrin and allyl isothiocyanate using HPLC. The antimicrobial activity of water extracts of the different tissues were also examined against Staphylococcus aureus, Streptococcus agalatiae, Listeria monocytogenes, Escherichia coli and Streptococcus mutans. The contents of total sinigrin including allyl isothiocyanate were 15.22, 1.85, 1.95 ㎎ㆍg⁻¹ in rhizome, leaf petiole and leaf blade of wasabi, respectively. The contents were much higher than those found by other researchers, who determined sinigrin and isothiocyanates by measuring content of allyl isothiocyanate after the conversion of sinigrin to allyl isothiocyanate. During the conversion, the loss of the volatile compound iosthiocyanates and the incomplete conversion of sinigrin to allyl isothiocynate might be possible, and these factors may be related to the differences in the total sinigrin measurements. Water extracts of wasabi rhizome, leaf petiole and leaf blade showed anti-microbial activity against Staphylococcus aureus, Streptococcus agalatiae, Listeria monocytogenes and Escherichia coli, and the highest activity was found in the rhizome extract, where the total sinigrin content was much higher than those found in leaf petiole and leaf blade. Although the contents of sinigrin and isothiocyanates in leaf petiole and leaf blade of wasabi are relatively lower than that in rhizome, the biomass of leaf petiole and leaf blade are greater than that of rhizome and also can be continuously harvested from the same root and rhizome system. Therefore, the aboveground parts of wasabi can be used in the extraction of sinigrin and isothiocyanates as commercial antimicrobial compounds.