• 제목/요약/키워드: ginseng hairy roots

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인삼 모상근의 생장과 Ginsenoside 생합성에 미치는 석결명의 영향 (The Effect of Haliotidis Concha on the Growth and Ginsenoside Biosynthesis of Korean Ginseng Hairy Root)

  • 정대영;김유진;심주선;이정혜;정석규;김세영;인준교;이범수;양덕춘
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제33권3호
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    • pp.206-211
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    • 2009
  • 인삼 모상근의 생장과 ginsenosides의 함량을 증가시키기 위하여 생장조절제가 첨가되지 않은 1/2 MS 배지에 석결명의 농도와 처리시기를 달리하여 인삼 모상근 KGHR-8 세포주를 30일간 배양하였다. 실험 결과, 고체배양에서 10 mg/L 석결명을 첨가하였을 때 생장량이 가장 높으며, 300 mg/L 이상 처리구는 대조군에 비해 생장이 낮았다. 액체배양시 10, 15 mg/L 석결명을 첨가하였을 때 생장량이 증가하였고 ginsenoside 함량은 10, 15 mg/L 처리구에서 각각 8.8%, 11.8% 증가를 보였다. 석결명의 최적 처리시점을 구명하고자 첨가시점을 달리하여 인삼 모상근의 생장량을 조사한 결과, 대조군보다 14일 후 10 mg/L 석결명을 접종한 처리구에서 생체중량 22.9%, 건조중량 20.7%으로 가장 높은 인삼 모상근의 생장 증가를 보였다. 또한, 광조사 효과를 조사하기 위해 암실과 광조사 처리구로 나누어 30일간 배양한 결과, 대조군과 비교하여 광조사 처리구에서는 18% 정도 생장량이 증가하였고 암실 처리구에서 거의 차이가 없었다. RT-PCR 결과에서는 10, 20 mg/L 석결명 처리구가 대조군에 비해 사포닌 생합성 관련 유전자인 squalene synthase, squalene epoxidase, dammarenediol synthase, cycloartenol synthase 및 $\beta$-amyrin synthase의 전사량이 증가하였다. Bioreactor (2L)를 이용하여 인삼 모상근을 배양한 결과 처리구가 대조군에 비해 5% 증가를 보였으며, ginsenosides 함량도 2.63 g으로 대조군에 비해 증가하였다. 따라서 석결명은 이차 대사산물인 사포닌의 생산에 영향을 미치는 elicitor로써 역할을 하는 것으로 판단된다.

Isolation and characterization of LHT-type plant amino acid transporter gene from Panax ginseng Meyer

  • Zhang, Ru;Zhu, Jie;Cao, Hong-Zhe;Xie, Xiao-Lei;Huang, Jing-Jia;Chen, Xiang-Hui;Luo, Zhi-Yong
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제37권3호
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    • pp.361-370
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    • 2013
  • A lysine histidine transporter (LHT) cDNA was isolated and characterized from the roots of Panax ginseng, designated PgLHT. The cDNA is 1,865 bp with an open reading frame that codes for a protein with 449 amino acids and a calculated molecular mass of 50.6 kDa with a predicted isoelectric point of 8.87. Hydropathy analysis shows that PgLHT is an integral membrane protein with 9 putative membrane-spanning domains. Multiple sequence alignments show that PgLHT shares a high homology with other plant LHTs. The expression profile of the gene was investigated by real-time quantitative polymerase chain reaction during various chemical treatments. PgLHT was up-regulated in the presence of abscisic acid, salicylic acid, methyl jasmonate, NaCl, and amino acids. To further explore the function of PgLHT gene, full-length cDNA of PgLHT was introduced into P. ginseng by Agrobacterium rhizogenes A4. The overexpression of PgLHT in the hairy roots led to an obviously increase of biomass compared to the controls, and after addition of the amino acids, the overexpressed-PgLHT hairy roots grew more rapidly than untreated controls during early stage of the culture cycle. The results suggested that the PgLHT isolated from ginseng might have role in the environmental stresses and growth response.

식물 조직 배양에 의한 다당체 생산

  • 정귀택;우제창;황백;박돈희
    • 한국생물공학회:학술대회논문집
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    • 한국생물공학회 2002년도 생물공학의 동향 (X)
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    • pp.333-336
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    • 2002
  • The root of Panax ginseng C. A. Meyer is the one of traditional medicines used for many therapeutic purpose in the orient for many years. Polysaccharides isolated from ginseng root were known for mitogenic, antitumor and hypoglycemic activities. We studied the production of ginseng polysaccharides from ginseng hairy roots and compared with natural ginseng root.

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60Co γ 를 조사한 인삼모상근 돌연변이 세포주의 생장과 Ginsenoside의 생산 (Production of Ginsenoside in the Hairy Roots Irradiated by 60Co γ on Panax ginseng C.A Meyer)

  • 최규명;권정희;반성희;양덕조
    • 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$${\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.

인삼모상근 배양에서 Ginsenoside R $b_2$ 및 Rc 생성과 무기이온 흡수 (Ginsenoside R $b_2$ and Rc Formation and Inorganic Elements Uptake in Ginseng Hairy Roots Cultures)

  • 양덕조;윤길영;최규명;유승희
    • 식물조직배양학회지
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    • 제27권6호
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    • pp.461-468
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    • 2000
  • 인삼 (Panax ginseng C.A. Meyer)의 뿌리로부터 유도 인삼모상근을 이용한 무기이온 흡수과정의 상승 및 길항작용에서 phosphorus (P $O_{4}$$^{-}$)와 nitrogen source (N $H_{4}$$^{+}$, N $O_{3}$$^{-}$)의 증가는 조직 내에 $Mg^{2+}$ 및 F $e^{2+}$ 의 흡수를 증가시키는 원인으로 확인되었다 특히, ammonium의 농도를 4배 높일 경우 F $e^{2+}$의 흡수는 13 mg/L, C $u^{2+}$의 흡수는 0.32mg/L이 증가하여 각각 47.5%와 123.1%로 현저한 이온흡수의 상승효과를 초래하였다. 이러한 결과는 인삼포장에서 인산과 질소원의 과도한 시비는 생장을 다소 증가시키고 뿌리의 철이온과 2가 무기이온 흡수도 증가시킴을 알 수 있다 유리당의 함량은 유리당의 종류에 따라 인산과 질소원의 최적 농도가 다르게 나타났다. 반면에 ginsenoside함량은 인산과 질소원 모두 가장 낮은 농도에서 가장 높았다. 인산의 경우에는 1/2 MS배지의 농도 (0.62 mM)보다 낮은 0.31 mM에서 R $b_2$는 44.7%, Rc는 29.9%가 높았다. Ammonium은 1/2 MS 배지 (10.30 mM)보다 낮은 5.15 mM에서 R $b_2$와 Rc를 각각 21.7%와 31.9% 그리고 nitrate 역시 1/2 MS배지 (9.4mM)보다 낮은 4.70 mM 에서 각각 17.6%와 25.5%의 뚜렷한 함량증가를 나타냈다. 질소원에 따른 ginsenoside 함량 증가에서는 N $H_{4}$$^{+}$가 N $O_{3}$$^{-}$보다 다소 효과적이었다. 따라서 인삼모상근의 ginsenoside생산을 높이기 위해서는 인산과 질소원의 농도를 조절한 새로운 배지가 적합한 것으로 확인되었다.

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인삼 사포닌 생산을 위한 대사공학 (Metabolic engineering for production of ginsenosides in Panax ginseng)

  • 김태동;김윤수;한정연;임순;최용의
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제36권4호
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    • pp.352-359
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    • 2009
  • Panax ginseng roots produce triterpene saponins called ginsenosides, which are high value secondary metabolites and has been used as drugs, detergents, sweeteners, and cosmetics. In the recent years plant cell, tissue and organ cultures have developed as important alternative sources for the saponin production in Panax ginseng. Adventitious roots and hairy roots have been successfully induced and cultured for the improvement of saponin contents. Genetic and metabolic engineering to regulate saponin biosynthesis in P. ginseng might be important way to improve the medicinal values of P. ginseng. Here we introduced the protocol of genetic transformation and recent progress of functional characterization of genes involved in saponin biosynthesis in P. ginseng.