• 생명과학회지
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• 제31권7호
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• pp.677-685
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• 2021

대마(Cannabis sativa L.)는 삼과에 속하는 1년생 초본식물로, 바람에 의해 수정되는 풍매화이면서 자웅이주식물이다. 대마는 중독성 마리화나와 비중독성 헴프로 구분 가능하다. 대마는 인류 역사와 가장 밀접한 관련성을 가진 식물 중 하나로, 과거로부터 다양한 부위를 식용, 약용, 화장품, 섬유, 생활용품 등으로 이용하여 왔다. 그러나 대마꽃, 잎, 종실 등에 포함된 중독, 환각 성분으로 인해, 국내에서는 1977년 1월부터 시행한 [대마관리법]에 의거하여, 대마 줄기를 이용한 섬유산업 이외에는 실질적인 연구 및 산업화가 진행되지 못하였다. 최근 대마로부터 400여종의 cannabinoids 물질, terpene 및 필수지방산 등이 확인되고, 이들의 신경세포 보호, 항염증, 항혈전, 항균, 통증완화 및 뇌전증 치료 등의 유용 생리활성이 알려지고, 테트라히드로칸나비놀(tetrahydrocannabinol)로 대표되는 환각 중독성 물질의 제거 및 저감화, 비환각성 물질의 분석, 정제 기술이 빠르게 보고되면서 2018년 12월 국내 의료용 대마의 합법화 및 2020년 12월 UN 마약위원회의 대마와 대마수지의 마약목록 삭제가 확정되었다. 따라서 국내외에서 대마의 다양한 부위를 이용한 고부가가치 식품, 화장품, 의약품 개발이 시작되고 있다. 본 보에서는 국내 2021년 헴프 기반의 바이오산업 규제자유특구 지정과 함께, 국내 대마생물산업의 현황과 대마산업 활성화를 위한 필수기술, 향후 전망을 제시하여 국내 대마 생물산업의 발전방안을 제시하고자 하였다.

• 원예과학기술지
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• 제30권2호
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• pp.144-151
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• 2012

미량원소인 붕소(B)의 시비농도를 인위적으로 조절한 관비용액으로 '금향', '매향' 및 '설향' 딸기를 재배하면서 시비수준이 생육에 미치는 영향, 생육을 우수하게 유지할 수 있는 식물체의 한계농도, 그리고 B 과잉시비로 유발되는 생리장해의 특징을 구명하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 0.25mM B 시비구에서 세 종류 딸기 품종의 생체중 및 건물 중이 가장 무거웠고 관부직경도 가장 굵었지만 B 시비농도가 높아짐에 지상부 생장량이 급격하게 감소하였다. B가 과다하게 시비되면 신생엽에서는 황화현상, 중간에 위치한 잎들에서는 잎 가장자리의 갈변 및 괴사현상, 그리고 하위엽들이 괴사하면서 안쪽으로 말리는 증상이 나타났다. 하위엽에서 나타나는 증상은 '금향'의 경우 2mM 이상의 처리구, '매향'과 '설향'은 0.5mM 이상의 시비구에서 잎 선단부의 갈변 및 괴사, 그리고 잎 내부에 갈변 및 괴사현상이 나타났다. B 시비농도가 증가하여도 다량원소중 양이온인 K, Ca 및 Mg 함량에는 차이가 나타나지 않았으며, 음이온인 인산 함량이 감소하는 경향을 나타냈다. B 시비농도가 증가할 때 '금향'과 '설향' 딸기에서 Fe 함량이 감소하였으며, Zn 함량이 증가하는 경향을 보였다. 건물중에 기초한 지상부 생장량의 90%와 이 때의 B 함량을 정상생육을 위한 최대한계점으로 간주할 때 '금향', '매향' 및 '설향' 딸기에서 식물체내 B 함량이 각각 25.1, 44.2 및 $62.5mg{\cdot}kg^{-1}$ 이하를 유지하도록 B 시비농도를 조절하여야 과잉피해를 방지할 수 있다고 판단하였다.

• 생명과학회지
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• 제18권1호
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• pp.52-57
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• 2008

식물체 구성성분의 하나인 hemicellulose의 대부분을 차지하는 xylan은 농산 폐기물 또는 목재 성분의 약 30%를 차지하는 풍부한 자원물질이다. 이러한 xylan을 효과적으로 분해하기 위해 Bacillus에서 발현시킨 재조합 endoxylanase를 이용하여 기능성 식품소채인 xylooligosaccharide의 최적 생산 조건을 조사하였다. B. subtilis 재조합 균주 DB431/pJHKJ4를 이용한 발효조 회분배양 결과, endoxylanse의 총 활성은 857 unit/ml이며, 대부분이 세포밖으로 분비됨을 알 수 있었고, 분비효율은 92%로 나타났다. 재조합 endoxylanase를 이용하여 xylan으로부터 xylooligosaccharide 생성을 위한 최적 반응조건을 검토한 결과, xylooligosaccharide 생산을 위한 기질로는 birchwood xylan이 적합함을 알 수 있었고, 4%의 xylan 농도에서 가장 많은 xylooligosaccharide 을 생산하며, xylobiose와 xylotriose가 주생성물임을 알았다. 효소의 농토와 반응시간의 영향은 10 unit의 endoxylanase를 첨가하여 1시간 반응시켰을 때 가장 많은 양의 xylooligosaccharide을 생산할 수 있었고, 반응온도는 $40^{\circ}C{\sim}50^{\circ}C$가 적합함을 알았다. 결론적으로 재조합 endoxylanase을 이용한 xylooligosaccharide생성에는 10 unit endoxylanase과 4% birchwood xylan을 기질로 이용하여 $50^{\circ}C$에서 1시간 반응시키는 것이 최적반응 조건임을 알았다.

• 한국자원식물학회지
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• 제26권2호
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• pp.284-288
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• 2013

'망종화'에서 콜히친 처리에 의한 효율적인 4배체 식물을 유도하고자 적정 식물체 부위, 적정농도 및 침지시간을 검토하였다. 종자의 발아율은 콜히친의 농도가 높을수록 또한 침지시간이 길수록 저하되었다. 대조구를 제외한 16개의 처리구에서 총 453개체가 발아된 반면 4배체는 유도되지 않았다. 기내 배양 중인 줄기 절편체의 식물체 재생율은 콜히친 처리농도 0.01%에서 최고를 나타내다가 0.1% 농도 이상으로 높아질수록 낮았다. 적정식물체 부위는 줄기 절편체로 나타났다. 4배체 식물은 콜히친을 0.05% 이상으로 6시간 침지처리 하였을 때 얻을 수 있었고, 특히 0.05%, 12시간 침지처리에서 식물체의 재생수 대비 약 42%의 높은 획득율을 보였다. Flowcytometry에 의해 DNA함량의 배가여부를 확인한 결과, G1 phase의 DNA 함량 peak가 2배체에서 94.5, 4배체는 192.5로, DNA가 배가됨을 확인할 수 있었다. 또한 공변세포 당 엽록체 수는 2배체가 약 10개인 것에 비해 4배체는 17~19개로 2배체보다 약 1.7~1.9배 정도 많았다.

• 생명과학회지
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• 제18권10호
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• pp.1390-1394
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• 2008

선행연구에서 Arabidopsis thaliana $Ca^{2+}/H^+$ 역수송체 유전자인 CAX 1 ($\underline{ca}tion$ $e{\underline{x}}changer$ 1)이 도입된 벼 형질전환체의 $T_3$ 종자는 대조구에 비해 $2.7{\sim}7.5$배 정도 높은 칼슘을 함유하고 있음을 확인한 바 있다. 이 $T_3$ 종자 유래 현미의 생리학적 안전성을 조사하기 위해, 일품현미를 대조구로 하여 생쥐 식이 실험을 수행하고 체중 및 말초 백혈구 수의 변화를 조사하였다. 일 개월 동안의 식이의 결과, $T_3$ 현미의 경우는 체중의 변화량 혹은 말초 백혈구의 수에 있어서 대조구인 일품현미의 경우와 거의 차이가 없었다. 체액성 면역능의 지표인 플라크-형성능, 복강 대식세포의 수, 그리고 NK 세포의 활성도 등을 비롯한 면역기능에 대한 영향에 있어서도 대조구와 유사하였다. 아울러 혈액의 생화학적 분석조사에서도 두 실험군 사이에 별다른 차이가 나타나지 않았다. 이상의 연구결과는 GMO 벼 유래의 $T_3$ 현미가 생리학적으로 안전하며 또한 칼슘함량이 강화된 동물사료 혹은 식품으로 적용될 수 있는 잠재능이 있음을 시사한다. 한편 장기적 안전성에 대한 평가를 위해서는 좀 더 연구가 진행되어야 할 것으로 사료된다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제30권1호
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• pp.77-88
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• 2010

In order to ensure good animal health and performance, it is essential to produce forages with high feeding value and good hygienic quality. However, huge amounts of forages consumed by ruminants are contaminated with mold prior to harvest or during storage as hay, straw or silage. These mold can grow in forages only when nutrients are available, correct temperature exist, oxygen is present, and unbound water is available. Fungal 'species can be divided into two groups: field fungi and storage fungi. Field fungi invade the forages while the crop is still in the field, require high moisture conditions, and are such as species of Fusarium, Alternaria, Clodosporium, Diplodia, Gibberrella and Helminthosporium. Storage fungi invade forages during storage and need less moisture than field fungi. These such as species of Aspergillus and Penicillium usually do not occur any problem before harvest. Mold growth can spoil the nutritional aspects of the forages and also results in secondary metabolites that are highly toxic to animal, humans and plants. Moldy feeds are less palatable and may reduce dry matter intake. This, in turn, leads to a reduction of nutrition intake, reducing weight gains or milk production. Performance losses of 5 to 10 percent are typical with moldy feeds. Mycotoxins are toxic substances produced by fungi (molds) growing on crops in the field or storages. While greater than 400 mycotoxins have been chemically identified, the biological or veterinary medical impact of only several mycotoxins is known. Mycotoxins have attracted considerable attention as potential causes for poor performance and health disorders in domestic livestock. They can be carcinogenic, hepatotoxic, hematotoxic, immunosuppressive, estrogenic, or mutagenic. So, feeding moldy forages has adverse effects on animal health and milk consumers. Also, this author reported that rice straw hay was contaminated mycotoxigenic fungi such as Penicillium roqueforti and Fusarium culmorum in Korea. Therefore, it is an urgent need to develop an improved post harvest storage method to reduce nutrient loss and mycotoxin contamination of forages, which will have a positive impact on human health.

• 생명과학회지
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• 제21권9호
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• pp.1219-1225
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• 2011

파이토케미칼은 식물유래의 비 영양 성분으로서 항염증, 항산화, 및 화학적 암 예방 등의 생리활성을 가지고 있는 물질이다. 본 연구에서, 우리는 다섯 가지의 다른 파이토케미칼(resveratrol, genistein, epicatechin gallate, diallyl disulfide, caffeic acid phenethyl ester)이 대장암 세포주의 성장과 유전자 발현에 미치는 영향을 연구하였다. 세포 생존율 연구결과, 처리한 ECG를 제외한 모든 파이토케미칼에 의해 농도의존적으로 세포생존율이 감소함을 확인하였다. 또한, oligo DNA microarray 실험을 통해 다섯 종류의 파이토케미칼에 의해 공통적으로 증가 되는 유전자 6개와 공통적으로 발현이 감소되는 유전자 7개를 선별하였다. 공통적으로 발현이 증가되는 유전자를 선택하여 RT-PCR 방법을 통해 발현을 증명하였다. 또한, 파이토케미칼에 의한 NAG-1 단백질의 발현 증가도 확인하였다. 이러한 연구결과는 파이토케미칼에 의해 중재되어 지는 화학적 암 예방법의 일반적인 분자 기전을 이해하는데 도움을 줄 것으로 생각된다.

• 한국조리학회지
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• 제21권6호
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• pp.280-290
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• 2015

본 연구에서는 고품질의 곤드레 제품을 얻기 위한 방법으로 데치기 처리에 따른 곤드레의 품질 특성을 비교 분석함으로써 건제품 개발을 위한 전처리 조건 및 가공기술에 대한 기초자료를 제시하고자 수행하였다. 데치기 조건과 식염 첨가량에 따른 곤드레에 대한 색도의 변화는 데치기를 실시하는 동안 곤드레의 색도는 온도에 영향을 나타내었고, 데치기 온도가 증가할수록 a값과 b값은 감소하는 경향을 나타내었으나, L값은 증가하는 경향을 나타내었다. 또한, 첨가되는 식염에 따른 표면 색도는 b값은 높아짐을 나타내었으며, a값은 낮아지는 수치를 나타내었지만 유의적인 차이를 나타내지 않았다. L값은 식염 첨가에 따라 변화를 나타내지 않았다. 데치기 온도가 높아질수록, 시간이 길어질수록 곤드레의 경도가 감소하므로 데치기 처리에 의해 곤드레 조직이 부드럽게 되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 식염의 첨가에 의해서 경도가 증가하는 경향을 보였으나, 유의수준(p<0.05)에서 차이를 나타내지 않았다. 온도가 증가함에 따라 총 chlorophyll 함량은 증가하는 반면, chlorophyll a 및 b의 비율(Ca/Cb)은 감소하는 경향을 나타내었다. 총 폴리페놀함량은 신선한 곤드레에 비하여 데치기 온도가 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었지만, 첨가되는 염의 양에 따라 약간의 증가를 나타내었으나 유의적인 차이는 없는 것으로 나타났으며, 전반적인 관능검사는 데치기 처리 온도가 높아짐에 따라 기호특성이 증가하는 경향을 나타내었다. 따라서 우수한 곤드레의 생산을 위해서는 관능적인 기호특성이 가장 우수한 것으로 나타난 데치기 공정($100^{\circ}C$, 3% 염첨가)에서 실시하는 것이 좋을 것으로 판단된다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제29권2호
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• pp.95-102
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• 2009

유채(Brassica napus L.)에서 외생적 황 공급이 $SO_4^{2-}$ 흡수와 동화에 대한 영향을 알아보고자 $SO_4^{2-}$ 농도를 세가지 수준(1 mM $SO_4^{2-}$, 대조구; 0.1mM $SO_4^{2-}$, 결핍; 0 mM $SO_4^{2-}$, 무공급)으로 25시간 처리한 후 식물조직내에서의 $SO_4^{2-}$ 농도, ATP sulfurylase와 APS reductase 활성을 측정하였다. $SO_4^{2-}$의 흡수와 식물조직내에서의 $SO_4^{2-}$의 농도는 결핍과 무공급 조건하에서 현저하게 감소하였다. ATP sulfurylase 활성은 외부 황 공급의 감소에 따라 증가한 반면 APS reductase 활성은 감소하였다. 황 무공급에 따른 이 두 효소 활력의 유의적인 차이는 어린잎과 중간잎에서만 고찰되었다. 이러한 결과는 한정된 황 조건하에서 특히 어린잎에서 $SO_4^{2-}$ 동화는 더욱 민감하게 반응한다는 것을 제시한다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제53권2호
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• pp.65-70
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• 2010

중쇄지방산은 탄소수가 8-12개로 구성된 포화지방산으로, 장쇄지방산과 달리 인체내 흡수가 빠르고 분해가 빨리 일어나 체지방으로 축적되지 않으면서 열효율이 높아 소화장애환자의 식이요법에 이용된다. 또한 최근 의료분야의 위장침투향상기술에 중쇄지방산 또는 중쇄지방산 유도물질이 사용되며, 이 기술은 최첨단 약물전달시스템 분야에 매우 중요하게 적용되고 있다. 이처럼 효용가치가 높은 중쇄지방산 기름은 아열대작물인 코코넛, 팜 그리고 쿠페아 종자에서 주로 생산되고 있는데, 기름함량이 적고 재배가 까다로워 상업적 이용의 어려움이 있다. 이러한 이유로 재배지역이 넓고 재배가 용이한 유채의 종자에서 중쇄지방산을 생산하고 함량을 증대시키기 위해 그 동안 많은 연구가 수행되어 왔다. 지금까지 밝혀진 중쇄지방산 생산에 관여하는 유전자는 크게 Thioesterase(지방산 사슬 길이), KAS(지방산 사슬 연장), 그리고 Acyltransferase(지방산 전이)로 알려져 있다. 이러한 유전자를 단독 또는 동시에 유채에 형질전환 한후, 여기에서 얻어진 형질전환체 계통을 이용하여 고전육종과 분자육종의 병행을 통해 유채 종자에서 중쇄지방산인 Laurate함량이 60 mol%까지 축적되는 결과를 얻었다. 또한 Caprylate와 Caprate함량은 각 각 8 mol%와 27 mol%까지 축적되었다. 비록 유채 종자에서 일부 중쇄지방산의 생산이 성공적으로 생산되는 결과를 얻었다 할지라도 실제 상업적으로 이용하려면 중쇄지방산 함량이 더 많이 생산되어야 한다. 본 총설에서는 지금까지 유채 종자 내에서 중쇄지방산이 생산된 연구결과를 면밀히 살펴보았고, 향후 연구방향에 대해 간략하게 논하였다.