봄철 더덕순 채취(採取)가 더덕의 수량(收量) 및 품질(品質)에 미치는 영향(影響)을 구명(究明)하기 위하여 1992년부터 1994년까지 3년간 시험한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 더덕순 채취별(採取別) 생육(生育)은 채취회수(採取回數)가 많을수록 생육은 부진하였으며, 종자에서도 중량(重量)이 가벼워지는 경향이었다. 2. 더덕순 채취수량(採取收量)은 3회(回) 채취구(採取區)에서 3년간 29.5MT/ha으로 가장 높았고, 가식률(可食率)은 1회 채취구(採取區)가 100%로 가장 높게 나타났다. 3. 더덕뿌리에 있어서 더덕순 채취(採取)는 무채취(無採取)에 비(比)하여 오히려 품질(品質) 및 수량(收量)의 감소(減少)를 나타내었으며, 채취가능(採取可能) 회수(回數)는 1회(回) 채취(採取)정도였고 그 이상(以上)은 수량(收量) 및 품질저하(品質低下)로 채취(채취)가 불가능하였다.
우리나라 더덕의 주 재배지인 전라남북도, 경상북도, 경기도, 강원도, 제주도, 울릉도 등 15지역 116개 재배포장을 대상으로 한 식물기생선충의 분포와 피해를 조사하였다. 분포가 확인된 9속의 선충 중 Ditylenchus citri, Meloidogyne hapla, M. incognita, Pratylenchus neglectus, Tylenchorynchus claytoni 등 5종이 동정되었다. 이들 중 M. hapla의 포장검출률이 61.9%로 가장 높았고, Tylenchu spp. 16.1%, Pratylenchus neglecrus 7.8%, Ditylenchus citri 5.1%, Helicotylenchus sp. 5.1%순이었다. 더덕 2년생을 대상으로 한 지역별 당근뿌리혹선충에 의한 피해는 포장감염률과 감염주율이 각각 67.0%, 60.2%였으며 평균 감수율은 10%였다. 전북지역 더덕 재배지에서 당근뿌리혹선충에 의한 피해는 재배년수가 길어질수록 많았고, 평야지가 산간지나 중산간지보다 많은 경향이었다.
더덕의 재배는 수익성이 높고 재배면적도 증가하지만 수요를 만족시킬 만큼 공급이 따르지 못하고 있다. 또한 재 배 상의 어려운점은 병충해, 기계수확에 의한 대규모 재배를 더욱더 곤란하게 하고 있는 실정이다. 이러한 문제점 및 환경적 스트레스에 저항하여 자랄 수 있는 식물체를 얻기 위해 더덕의 cDNA를 분석하여 스트레스 관한 유전자 Nucleoside diphosphates kinase 1(NDK 1)을 분리하여 분석하여 148개의 아미노산 서열과 다른 식물체들의 NDK 1과 높은 유사성을 가진다는 것을 알았고, 더덕의 각 조직에서 나타나는 ClNDK1의 발현을 알아보기 위해 캘러스, 잎, 줄기, 뿌리 조직의 전체 RNA를 추출하여 cDNA를 합성하고 PCR을 수행하였다 RTPCR 분석 결과, ClNDK1은 조직 특이성 없이 캘러스, 잎, 줄기, 뿌리 조직에 대해서 모두 발현이 되었으며, 발현량, 역시 큰 차이 없이 모든 조직에서 동일하게 발현되었다. NDKs 는 환경 스트레스에 저항성을 가진다고 알려져 있지만 NDK 1 대한 연구는 아직까지 부족한 상태이다. 우리는 더덕에서 분리한 ClNDK1의 스트레스 저항성에 대해서 지속적으로 연구를 수행 할 것이다.
더덕은 예로부터 약용으로 사용 되어 왔으며, 더덕의 뿌리에는 약용으로 가치가 높은 여러 종류의 triterpenoid 사포닌이 포함되어 있다. 본 연구에서는 더덕의 모상근 생육과 methyl jasmonate (MeJA)처리에 의한 사포닌 합성의 효과를 연구하였다. 더덕 모상근에 MeJA를 처리한 결과 주사포닌인 lancemaside A, B, E의 축적은 MeJA 무처리 모상근 보다 약 15% 정도 감소하였다. 반면 마이너사포닌(foetidissimoside A와 aster saponin Hb)의 함량은 무처리 모상근 보다 약15% 정도로 증가하였다. 이 결과를 통해 MeJA처리가 triterpene 사포닌의 생산조절을 위해 사용될 수 있는 것으로 판단된다.
더덕뿌리의 향기성분을 분석코저 SDE법에 의해 휘발성정유성분을 분리한 다음 GC 및 GC-MS에 의해 성분을 확인한 결과 terpene 및 terpene alcohol류 16종, hydrocarbon류 13종, alcohol류 5종, aldehyde 및 ketone류 6종, acid류 6종, ester류 2종 및 기타 2종 등 총 50개 성분이 확인되었다. 그중 n-hexanal(7.3%), trans-2-hexenal (24.9%), n-hexanol(19.8%), cis-3-hexen-1-ol (5.6%) 및 trans-2-hexen-1-ol(29.4%)이 전체 성분의 85.0%를 차지하였으며, 관능평가에 있어서도 이와 같은 5종의 $C_6$ 화합물들이 더덕의 특징적인 향기와 밀접한 관련이 있는 것으로 추정되었다.
더덕 뿌리에서 유래한 EST 라이브러리로부터 dehydrin 유전자와 높은 상동성 을 나타내는 full clone cDNA를 얻었다. 더덕의 dehydrin, ClDhn1은 893 bp의 cDNA로 159개의 아미노산을 코딩하는 480 bp의 ORF를 가지고 있다. ClDhn1의 아미노산을 분석해 보면, 전체적으로 높은 친수성을 나타내며, lysine이 풍부한 K 반복구간(KIKEKLPG)을 카르보닐기 쪽에 2개 가지고 있다. 또한, 여러 dehydrin들의 공통적인 특징인 7개의 연속적인 serine잔기가 첫 번째 K반복 구간 앞에 위치한다. 그러나, 아미노기쪽의 DEYGNP보존 구간은 변형(DEHGNP)되어 있다. ClDhn1 유전자는 전사 단계에서 더덕의 뿌리에서 가장 높은 발현 양상을 보이며, 줄기와 잎에서는 적은 양이 발현되었다.
더덕 뿌리 내에 함유되어 있는 항산화효소를 생육환경에 따라 조사하기 위하여 경북 서벽지역의 1 2년생 밭더덕, 야생더덕 및 논에서 재배되는 1 2년생 더덕을 채취하여 사용하였고, 부위별 비교는 각 더덕 뿌리를 upper, middle, low로 나누어서 사용하였다. 이들을 O radical caseade인 SOD, POD, CAT activity를 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. SOD 활성은 밭재배조건의 경우 1년생보다는 2년생이, 논재배시는 1년생이 2년생보다는 높은 활성을 나타내었으며, 야생종의 비활성이 96069u/mg protein으로 가장 높은 활성을 나타내었다. 부위별로 비교해보면 재배종은 upper>middle>lower 순으로 논재배시는 low>upper>middle 순으로 야생종은 middle>lower, upper 순으로 생육환경에 따라 차이를 나타내었다. 2. POD 비활성(u/mg protein)은 년근수가 높을수록 활성은 증가하며, 야생지역이 68 u/mg protein로 가장 높은 활성을 나타내었다. 부위별로는 middle>lower>upper 순으로 활성이 나타났으며, 서벽야생의 middle 부분이 85 u/mg protein를 나타내었다. 3. CAT 활성은 POD 활성과는 달리 년근수가 낮을수록 높게 나타났으며 밭재배지와 야생지의 활성은 비슷하며 논재배지는 상대적으로 그 활성이 낮았다. 부위별로는 upper>low>middle 순으로 upper 부위가 상당히 높은 활성을 나타내며, 서벽재배 1년생의 upper가 53.59 u/mg protein으로 가장 높게 나타났다. 4. MS1D(MS+2.4-D 1ppm)에 배양한 배양세포의 항산화효소의 활성은 CAT는 1564, POD는 30, SOD는 22200 u/mg protein로 생체에 비해 낮은 활성을 나타내었다.
본 실험은 더덕의 향기성분 향상과 식물정유의 함량을 높이기 위하여 토양환경가운데 pH를 인위적으로 조절하여 자생지에서 야생더덕이 가지는 고방향성의 특성을 노지에 재배할 경우 밭더덕에서도 고방향성을 갖는 재배기술을 확립하기 위하여 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 토양 pH 4.5에서 만장은 247cm로 가장 짧았고 토양 pH 6.5는 299cm로 생육이 가장 촉진되었으며 뿌리의 무게는 토양 pH 5.5와 6.5에서는 각각 17.9g과 15.6g으로 무거웠다. 2. 조단백질은 토양pH가 알칼리 토양으로 진행될수록 함량이 감소되었고 조회분은 토양 pH와는 무관하게 회분함량이 최저 2.99%에서 최고 3.85%로 대한약전 생약규격에 명시된 더덕의 회분함량 허용치인 4.0%이하였다. 3. 식물정유함량은 토양 pH 5.5에서 0.007%로 토양 pH 7.5보다 더 높은 함량을 보였다. 4. 토양 pH에 따른 더덕 뿌리의 향기성분은 총 48종이 확인되었으며 이중에서 1-hpxanol, cis-3-hexanol 및 trans-2-hrxanol의 화합물이 큰 변화를 보였다. 5. trans-2-hexanol은 토양 pH 6.5에서 1.87 % area로 가장 높았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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