• 식물조직배양학회지
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• 제28권4호
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• pp.201-204
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• 2001

Acyl-binding protein (ACBP)은 긴사슬 acyl-CoA와 결합하는 고도로 보존되어 있는 세포질 단백질이다. 인삼의 유용 유전자를 대량으로 분석하기 위하여 제작된 인삼 모상근cDNA library로부터 인삼 ACBP유전자가 분리되었다. 이 유전자는 길이가 453 bp이고 264 bp의 open reading frame (10kDa)을 가지고 있었다. 인삼 ACBP의 아미노산 서열을 다른 식물체에서 보고된 것과 비교한 결과 castor bean과 89.5%로 매우 높은 유사성을 나타내었으며, lilly, Digitalis. Arabidopsis, rape 등과 각각 81.8%, 80.7%, 73%, 71.9%의 유사성을 나타내었다. 그러나 인삼의 ACBP는 Arabidopsis 와 rape의 ACBP보다 5개의 아미노산이 적은 87개의 아미노산으로 이루어져 있었고 어떠한 signal peptide로 발견되지 않았다. 그리고 현재 보고되어 있는 다른 식물체의 ACBP와 계통분석을 한 결과 인삼의 ACBP는 Arabidopsis나 cotton 보다는 castor bean과 매우 가까운 유연관계에 있는 것으로 나타났다.

• 한국자원식물학회지
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• 제18권1호
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• pp.123-130
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• 2005

인삼포장에서 염류의 집적은 우량인삼의 생산에 많은 장애요인이 되고 있다. 본 연구는 인삼종자의 NaCl에 대한 반응정도를 조사하고, 또한 체세포배의 발생시 및 인삼모상근에서 사포닌의 생성에 미치는 반응을 조사하였다. 인삼 접합자 배를NaCl이 첨가되지 않은 배지에 접종한 결과 $84.5\%$가 발아되었으며 0.1M에서는 $3\%$ 만이 발아되었고, 0.2M이상의 처리구에서는 전혀 발아가 되지 않았다. 또한 체세포배 발생 은 미숙배를 이용할 경우 NaCl 무첨가배지에서 가장 양호하였으며 농도가 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. 반면에 성숙배에서 는 NaCl 무첨가배지보다 0.05M첨가배지에서 더 양호한 경향을 보였다. 뿌리 상태인 인삼의 모상근의 경우에는 광상태에서 NaCl를 첨가한 배지에 배양시 0.04M에서부터 안토시안이 형성되기 시작하여 0.08M에서는 눈으로 확인이 가능할 정도의 많은 량이 형성되었다. 안토시안을 함유한 세포주는 다른 세포주에 비해 crude saponin뿐만 아니라 total ginsenoside의 함량도 높은 경향을 보였으며 panaxatriol보다 panaxadiol이 2배 이상 많았다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제23권4호
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• pp.205-210
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• 1999

전자수용체인 DCPIP 처리구에서 모상근의 생장은 광상태에서 대조구 보다 약 $69\%$정도 향상되었으나 7종류의 ginsenosides함량에는 영향을 미치지 않았다. 반면, 전자전달 저해제(electron transport inhibitors) 처리구에서 CCCP와 methylarnine은 광상태에서 모상근의 생장을 각각 $71%,\;22\%$ 감소시켰다. 그러나 traizine 처리구를 제외한 모든 처리구에서 7종류의 ginsenosides함량은 오히려 암 및 광상태에서 대조구보다 $45\%$ 이상 감소하였다. 항산화제 처리구에서 propylgallic acid는 광상태하에서 인삼모상근의 생장을 대조구보다 $68\%$ 증가시켰으며, ascorbic acid와 DMF처리구에서는 각각 $23\~25\%$ 정도 증가하였다. 모든 항산화제 처리구에서는 7종류의 ginsenoside 함량 변화에 영향을 미치지 않았다. 인삼모상근의 생장 및 ginsenosides생산성 향상에 효과적인 ascorbic acid와 DMF의 처리시기는 1/2MS배지에서 4주간 배양한 후 1주간 처리하였을 때 가장 양호하였다. 따라서 인삼모상근으로부터 ginsenosides생산성을 향상을 위해서는 적절한 항산화제의 개발이 요구된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제5권1호
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• pp.1-6
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• 2003

The adventitious root of Panax ginseng C.A. Meyer is regarded as an efficient alternative to cell culture or hairy root culture for biomass production due to its fast growth and stable metabolite production. To determine optimal culture conditions for the bioreactor culture of ginseng roots, experiments have been conducted on physical and chemical factors such as bioreactor type, dissolved oxygen, gas supply, aeration, medium type, macro- and micro-elements, medium supplement during culture period, sucrose concentration, osmotic agents, medium pH and light. Elicitation is a key step to increase ginsenoside accumulation in the adventitious roots but biomass growth is severely inhibited by elicitor treatment. To obtain high ginsenoside content with avoiding biomass decrease, we applied two-stage bioreactor culture system. Ginseng adventitious roots were cultured for 40 days to maximize biomass increase followed by elicitation for 7 days to enhance ginsenoside accumulation. We also experimented on types and concentrations of jasmonate to determine optimal elicitation methods. In this paper, we discussed several factors affecting the root propagation and ginsenoside accumulation. Based on the results obtained from previous experiments we have established large-scale bioreactor system (1 ton-10 ton) for the efficient production of ginseng adventitious roots and bioactive compounds including ginsenoside. Still, experiments are on going in our laboratory to determine other bioactive compounds having effects on diet, high blood pressure, DPPH elimination and increasing memories.

• Journal of Plant Biology
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• 제39권1호
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• pp.63-69
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• 1996

인삼의 모상근 HRB-15 clone을 3L 용량의 생물반응기에서 배양하여 ginsenoside 생산량을 증진시킬 수 있는 방법을 찾고자 본 연구를 수행하였다. 모상근을 광배양하면 암배양에 비해 생장이 30% 정도 억제되지만 ginsenoside 함량(ginsenoside-Rb1, -Rb2, -Rc, -Rd, -Re, -Rg1)은 크게 증가되어 암배양시보다 2배 높은 1.10%로 나타났으며, 이때에는 ginsenoside-Re의 함량이 매우 높은 반면 다른 ginsenoside들의 함량은 암배양시 보다 다소 감소하는 경향이었다. 또한 초기 10일간 암배양한 후 20일간 광배양하는 방법을 기준으로 sodium acetate를 농도별로 처리하여 본 결과, sodium acetate의 농도가 증가할수록 모상근의 생장이 억제되고 ginsenoside 함량도 감소하였으며, 배양배지내 인산의 농도를 변화시켜 본 결과, 1.25 mM $KH_2PO_4$ 처리가 모상근의 생장과 ginsenoside 함량 모두에서 가장 높게 나타났다. 한편 모상근의 생장과 ginsenoside 함량을 증가시키기 위해 yeast elicitation과 ammonium nitrate를 이용한 2단계 배양방법(two-step culture process)을 개발하였다. Elicitor로서 $50\;\mu\textrm{g}/g$ yeast extract를 배양 20일째(광배양 10일째)에 첨가하여 본 결과, 총 ginsenoside 생산 모두에서 상승된 효과를 보여주었다. 따라서 2단계 배양방법은 인삼 모상근의 대량배양을 통해 이차대사산물인 ginsenoside 생산량을 증가시킬수 있는 하나의 좋은 방법으로 생각된다.

• 한국인삼전략화협의회:학술대회논문집
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• 한국인삼전략화협의회 2003년도 제4차 한국인삼약초산업 전략화 세미나
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• pp.54-63
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• 2003

"Korea ginseng (Panax ginseng C.A Meyer) is an important medicinal plant. Its root has been used as an herbal medicine that provides resistance to stress and disease, and prevents exhaustion since the ancient time. Ginsenosides, glycosylated triterpene (saponin), are considered to be the main active compounds of the ginseng root. Despite of considerable commercial interests of ginsenosides, very little is known about the genes and their biochemical pathways for ginsenoside biosynthesis. This work will focus on the identification of genes involved in ginsenoside biosynthesis and the dissection of ginsenoside biosynthetic pathway using a functional genomics tool. Expression sequence tags (ESTs) provide a valuable tool to discovery the genes in secondary metabolite biosynthesis. We generated over 21,155 ginseng ESTs that is now sufficient to facilitate discovering the genes involved in ginsenoside biosynthesis such as oxidosqualene cyclase(OSC), cytochrome P450 and glycosyltransferase. With ESTs information, microarray technology will be used for the analysis of gene expression, and the identification of genes including transcription factors expressed in tissues under given experimental condition. Heterogous system such as yeast and plants will allow us to do the functional analysis. And selected ginseng hairy root which show variation in ginsenoside production will be used as a material for functional analysis of candidate gene. Functional genomics approach will successfully accelerate gene discovery, and also provide promises of metabolic engineering for the ginsenoside production."

• 한국식물생명공학회:학술대회논문집
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• 한국식물생명공학회 2005년도 추계학술대회 및 한일 식물생명공학 심포지엄
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• pp.88-94
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• 2005

Plant tissue culture studies have been done for the preservation of medicinal plant resources and efficient production of pharmaceutically important secondary metabolites. Micropropagation methods for Cephaelis ipecacuanha have been established and these methods enabled much more efficient propagation of the plants than the conventional methods using seedling or layering. The C. ipecacuanha plants derived from tissue culture grew uniformly in the field and they showed higher alkaloid contents compared to the plants grown from seedlings. Hairy root cultures of C. ipecacuanha and Panax ginseng have been established by infection with Agrobacterium rhizogenes, and the production of important pharmaceuticals by these cultures have been successfully demonstrated. In the case of C. ipecacuanha, the highest alkaloid yields from the hairy roots cultured for 8 weeks were 2.75-fold cephaeline (5.5 mg) and one third emetine (0.7 mg) compared with those from the roots of one-year old plant propagated through shoot-tip culture and cultivated in a greenhouse (2.0 mg cephaeline and 2.0 mg emetine). In the case of P. ginseng, ginsenoside contents in the hairy roots optimally cultured for 4 weeks were much higher than those in the roots of 4-year old field-grown plant. Thus our medicinal plant tissue cultures demonstrate desirable properties. However, they are always exposed to danger of microbial contamination or unexpected trouble of culture facilities. Cryopreservation of plant tissue cultures is a reliable method for long-term preservation. Cryopreservation studies on these cultures are also presented.

• Journal of Ginseng Research
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• 제23권1호
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• pp.44-49
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• 1999

유해산소제거효소는 세포내에서 생성되는 유해산소를 산소와 과산화 수소로 바꿈으로서 유해산소의 농도를 낮은 수준으로 유지하여 세포를 유해산소의 독성으로부터 보호하는 기능을 담당하고 있다. 이전의 연구에서 파낙사다이올(PD)와 진세노사이드 $Rb_2$가 전사조절인자 AP2를 유도하여 유해산소 제거효소의 전사조절부위 내의 AP2결합부위를 통해 유해산소제거효소의 함량증대를 유도함을 보고한 바 있다. 이를 토대로 본 연구에서는 인삼의 각부위에서 추출된 조사포닌으로 panaxadiol(PD)와 panaxatriol(PT)의 성분함유비가 다른 시료를 이용하여 이들이 유해산소제거효소의 발현 유도성에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 조사하기위해 유해산소제거효소의 전사조절부위를 클로람페니콜 아세틸트란스퍼라제의 구조유전자와 융합시킨 벡터를 인간의 간세포에 도입하여 활성도를 측정하였다. 그 결과, PD 성분의 함량비증가에 비례적으로 유해산소제거효소의전사가 증대 되었다. 또한 동일한 결과로서, PD 대 PT의 함량비가 약 2.6으로 PD의 함량이 가장높은 세세미 (finely-hairy root) 추출분획에서 유해산소제거 효소의 전사촉진이 대조군에 비해 3배이상 촉진됨을 관찰할수 있었다. 이상의 결과는 PD계의 분획이 유해산소제거효소의 유도성효과를 나타냄을 시사하고 있으며, 유해산소제거효소의 유도물질로서 PD분획과 세세미 추출물이 유용하게 이용될수있음을 제시하고 있다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제26권4호
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• pp.219-225
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• 2002

본 연구는 인삼(Panax ginseng C. A. Meyer)의 모상근에 $^{60}$Co ${\gamma}$-ray의 조사에 따른 영향을 구명하고자 수행되었다. 0.5~4 Krad의 다양한 방사선을 조사한 결과 모상근은 3Krad이상에서 생장이 억제되었다. 2 Krad이하의 방사선을 조사한 모상근의 정단을 제거한후 자라난 측근을 하나의 세포주로 하여 생장과 형태가 다양한 206개의 모상근 세포주를 선발하고 1/2 MS 호르몬 무첨가 배지에서 배양하였다. 206개의 세포주 중 생장이 우수한 10개의 세포주를 선발하였는데 특히 대조구에 비해 ${\gamma}$-GHR 70과 ${\gamma}$-GHR 94의 생장이 각각 34.5%, 44.7% 으로 가장 높음을 확인하였다. 생장이 우수한 10개 세포주의 형태적 특징을 주근의 굵기와 측근의 돌기형성, 측근의 생장정도에 따라 관찰하였던 바, 생장이 우수한 세포주는 1차근이 가늘며 왕성한 생장을 나타남을 확인하였다. Ginsenoside의 함량에 있어서 생장이 우수한 10개의 세포주 중 8개의 모상근 세포주가 대조구보다 함량이 높았으며 특히 ${\gamma}$-GHR 59와 ${\gamma}$-GHR 94는 각각 19%와 16.9%로 가장 높은 함량을 나타내었다. 따라서 ${\gamma}$-ray를 조사한 모상근 세포주 중 총 ginsenoside 함량이 우수하고 생장 또한 우수한 세포주로 ${\gamma}$-GHR 70, ${\gamma}$-GHR 94를 선발하였다. 특정 ginsenoside의 함량별로 보면 항암에 효과적인 Rb$_2$는 ${\gamma}$-GHR 57가 7.6%, Rc는 ${\gamma}$-GHR 69가 16.2%의 함량 증가를 나타내어 특정 ginsenoside 생산에 효율적일 것으로 보인다. 돌연변이와 관련된 유전자(VNTRP)분석은 현재 진행 중에 있다.

• 식물병연구
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• 제24권4호
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• pp.332-338
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• 2018

2011년 8월 경상북도 봉화군 재산면 농가포장 5년생 인삼포장에서 잎이 푸른색을 띈 채 급격하게 마르는 증상이 발견되었다. 잎이 시든 직후 인삼의 뿌리를 채취하였으나, 뿌리나 줄기에서 특별한 병징은 없었으며, 뿌리의 수분이 약간 빠져나간 상태였다. 이러한 증상이 발생된 지 10일이 경과된 뿌리에서는 뿌리가 물러지면서 썩는 증상이 나타났다. 이러한 병징과 건전부의 경계부위에서 세균이 분리되었으며, 이 세균에 의한 뿌리썩음병이 의심되었다. 세균을 배양한 후 건전 인삼에 접종하자, 동일한 썩음 증상이 발현되었으며, 병반으로부터 동일한 세균이 재분리되었다. 이 세균을 BioLog system에 의한 탄소원 이용여부, Vitek 2 system을 이용한 생화학적 반응, GC-MIDI Sherlock system을 이용한 지방산 조성, 16S rRNA 염기서열을 분석한 결과, 모두 Serratia plymuthica로 동정되었다. 이에 따라 인삼 뿌리에 발생하는 이 병을 Serratia plymuthica에 의한 인삼 세균뿌리썩음병으로 명명하여 보고하고자 한다.