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문제 정의
- 본 실험의 목적은 우리나라 자생식물 중 살초활성을 나타내는 식물 종을 선발하여 향후 살초활성물질 의 분리 . 동정에 활용하는데 있다.
- 동정에 활용하는데 있다. 저자들은 현재까 지 국내의 자생식물 436 종을 무작위로 채집하였고 이들의 살초활성검정을 지속적으로 진행하고 있는데, 본 논문에서는 73과 200 종의 자생식물로부터 얻은 결과를 보고하는 바 이다.
제안 방법
- 건조시료의 마쇄도가 추출효율에 미치는 영향을 알 기 위하여 살초효과가 확인된 할미꽃의 건조시료를 0.25, 0.50, 0.60, 2.00, 3.35 mml로 각각 마쇄하고 MeOH로 추출 . 건조시킨 후, 추출물의 회수율을 조사 한 결과 0.
- 국내의 자생식물 73과 200 종을 채집건조하였고, 그 건조시료를 MeOH로 추출한 다음, MeOH 조추출 물을 24-well plate에서 유채(Brassica napus L.)에 대하여 살초효과를 검정한 결과는 표 1에 나타내었다.
- Flask 내의 건조물을 #를 이용하여 잘 용해시킨 다음 동결건조기(ILSHIN LAB)를 이용하여 건조시켰다. 동결건조된 시료를 실온의 암조 건에서 보관하면서 MeOH 추출물의 살초활성검정에 사용하였다.
- 실험에 사용된 200 종의 식물시료는 2001년 3월부터 2002년 10월까지 전국에서 채집하였다. 채집된 식 물은 이(1980)와 이(1996a)의 도감과 이(1996b)의 책을 참조하여 분류하였고, 채집된 식물의 잎 부위를 음건 한 후 분쇄기를 이용하여 0.6 mm 이하로 마쇄하였다 (그림 1 참조).
- ) 종자가 치상되어 있는 24-well tissue culture plate에 처 리하였고, plate를 온도 25℃, 습도 70%, 광도 250 11E m'2 s1 조건의 식물생장상에 놓고 생장시켰다. 처리 7 일 후 유채의 생체중을 측정하여 각 시료에 대한 GR5o 값(식물의 생장을 50% 저해할 수 있는 약량)을 구하였다(최 등 2003).
- 이 되게 stock solution을 '제조하였고, 이 stock solution으 로부터 농도를 달리하는 처리액을 제조하였다. 처리 액을 모래 1 g 위에 5립의 유채 (Brassica napus L.) 종자가 치상되어 있는 24-well tissue culture plate에 처 리하였고, plate를 온도 25℃, 습도 70%, 광도 250 11E m'2 s1 조건의 식물생장상에 놓고 생장시켰다. 처리 7 일 후 유채의 생체중을 측정하여 각 시료에 대한 GR5o 값(식물의 생장을 50% 저해할 수 있는 약량)을 구하였다(최 등 2003).
대상 데이터
- 본 연구에서 저자들은 우리나라 자생식물의 살초활 성에 대한 민속식물학적 정보의 부재와 연구 발표된 살초활성식물(권 등, 1997; 김 등, 2003b) 의 정보노출 기간 장기화로 인한 신규 살초활성물질 탐색에의 어 려움 때문에 식물시료를 무작위로 채집하였다. 채집 된 시료들은 73 과의 200 종이었는데 1 과당 채집된 식물은 평균 2.
- 실험에 사용된 200 종의 식물시료는 2001년 3월부터 2002년 10월까지 전국에서 채집하였다. 채집된 식 물은 이(1980)와 이(1996a)의 도감과 이(1996b)의 책을 참조하여 분류하였고, 채집된 식물의 잎 부위를 음건 한 후 분쇄기를 이용하여 0.
성능/효과
- 이었는데, 그 식물들은 갈퀴 덩굴(Galium spurium), 느티나무(ZeZva serraia), 능소 화(Campsis grandiflora), 덩굴딸기 (Rms oldhamii), 두 중(Ewcommia ulmoides), 마가목(Sc", s commixta), 물참 대(De迎"a glabrata), 박새(【有am仞 patulum), 벽오동 (Firmiana simplex), 비자나무(Torreya nucifera), 사시나 무 (Populus davidiana), 산돌배 ussuriensis.), 산오 리(# hirsuta), 산초나무(#), 상수리나무 (Q"ercs acutissima), 아까시나무 (# pseudoacacia), 조록싸리 (Lespec/eza tnaximowiczii), 주엽 나무(# japonica), 죽단화(Kerria japonica), 쪽동 백나무obassia), 측백나무(# orientalis), 할미 꽃(Pulsatilla ream) 이었다(표 1). 김과 백 (2003b)은 국내의 자생식물 171 종으로부터 제초활성이 있는 식 물을 탐색하였는데 제초활성이 있는 식물 중에는 본 연구에서 중정도의 살초력이 나타난 할미꽃이 포함되어 있어 저자들의 결과와 유사하였다.
- 본 실험에 사용된 200 종의 식물 중 22 종의 GRS0 값은 1,000 - 2,000 pg #이었는데, 그 식물들은 갈퀴 덩굴(Galium spurium), 느티나무(ZeZva serraia), 능소 화(Campsis grandiflora), 덩굴딸기 (Rms oldhamii), 두 중(Ewcommia ulmoides), 마가목(Sc", s commixta), 물참 대(De迎"a glabrata), 박새(【有am仞 patulum), 벽오동 (Firmiana simplex), 비자나무(Torreya nucifera), 사시나 무 (Populus davidiana), 산돌배 ussuriensis.), 산오 리(# hirsuta), 산초나무(#), 상수리나무 (Q"ercs acutissima), 아까시나무 (# pseudoacacia), 조록싸리 (Lespec/eza tnaximowiczii), 주엽 나무(# japonica), 죽단화(Kerria japonica), 쪽동 백나무obassia), 측백나무(# orientalis), 할미 꽃(Pulsatilla ream) 이었다(표 1).
- 35 mml로 각각 마쇄하고 MeOH로 추출 . 건조시킨 후, 추출물의 회수율을 조사 한 결과 0.25 mm부터 0.60 mm로 입자크기가 증가할수록 회수율이 증가되었던 반면, 0.60 mm 이상으로 증가하면 회수율이 오히려 감소되는 경향을 보였다 (그림 1). 이 결과를 바탕으로 식물시료는 0.
- 정부에서는 오랜 기간 동안 부가가치가 농약산업의 육성을 위하여 프론티어 사업과 같은 연구개발사업에 막대한 연구비를 지원하였다. 그 결과 신규의 제초제(피안커, 선봉)와 살균제 (가디언)를 개발하였고, 국가 이미지 제고에 많은 도 움이 되었다. 살초활성물질은 앞서 언급한 바와 같이 새로운 제초제 개발을 위한 모화합물 제공, 상호대립 억제 작용성을 갖는 작물품종 개발에의 응용, 친환경 유기농업용 잡초방제에의 활용이 가능하기에 농약산 업, 종자산업 농업생명산업에 미치는 파급효과가 대 단히 크다고 할 수 있다.
- 본 연구에 사용된 200 종 식물 가운데 6 종 식물 - 고추나무, 등나무, 산마늘, 소리쟁이, 이팝나무, 참느 릅나무로부터 얻는 MeOH 추출물의 GR50 값은 < 1,000 Jig #로 높은 살초활성을 나타내었다(표 1). 본 연구에서 활성이 있었던 산초나무의 열매에서 김과 백(2003a)은 살초활성이 강한 분획물을 분리하는데 성 공하였다.
- 본 연구에서 활성이 있었던 산초나무의 열매에서 김과 백(2003a)은 살초활성이 강한 분획물을 분리하는데 성 공하였다. 산초나무 열매에 함유되어 있는 살초활성 분획물은 식용피와 cress 유묘에 대해 각각 76%와 66%의 생장억제효과가 있었으며, 이에 함유되어 있는 화합물은 psoralen(그림 2)과 bergaptene(그림 2)인 것으로 동정되었다. 국내의 자생식물 중에는 고추, 귀리, 냉이, 두충, 둥근잎가정큰나무, 라일락, 메밀, 미국자 리공, 박하, 보리, 삽주, 소나무, 쇠비름, 수수, 신갈나 무, 쑥, 알팔파, 은행, 음나무, 해바라기 Rumex dentatus, 그리고 수종의 약용식물이 살초활성이 있는 것으로 보고된 바 있으나(김 등, 2003b), 이에 함유되어 있는 살초활성물질의 정체에 대해서는 현재까지 구명되고 있지 않다.
- 본 연구에서 저자들은 우리나라 자생식물의 살초활 성에 대한 민속식물학적 정보의 부재와 연구 발표된 살초활성식물(권 등, 1997; 김 등, 2003b) 의 정보노출 기간 장기화로 인한 신규 살초활성물질 탐색에의 어 려움 때문에 식물시료를 무작위로 채집하였다. 채집 된 시료들은 73 과의 200 종이었는데 1 과당 채집된 식물은 평균 2.73 종으로 제한적이었기에 살초활성이 있는 특정한 과를 선발할 수는 없었다. 향후 특정 과 에 속하는 식물들이 고활성의 살초활성이 있는 것으로 판명될 경우 살초활성물질의 탐색은 더욱 신속하게 이루어질 수 있을 것이라 예상된다.
후속연구
- 넷째, 살초활성물질의 효율적인 탐색을 위하여 산 학연 합동의 연구체계가 구축되어야 한다. 살초활성 물질의 탐색 및 산업화를 위해서는 다양한 연구-생물 학, 화학, 농학 연구가 이루어져야 하므로 농약산업계 -학계-국가 연구소 간의 다중분할된 공동연구체계가 구축되어야 한다.
- 다섯째, 살초활성물질의 효율적인 확보를 위해서는 식물학자-잡초연구자-천연물학자-농약학자의 공동연구가 수행되어야 하며, 이를 뒷받침하려는 정부의 의지가 있어야 한다. 현재까지의 국내에서 발표된 자생식 물 함유 살초활성물질에 관련된 연구결과를 종합해보면 자생식물의 살초력 검정이 주를 이루고 있었을 뿐 (김 등, 2003b), 이에 함유되어 있는 살초활성물질의 분리 및 동정 연구는 극히 제한되어 있음을 알 수 있다.
- 본 연구를 통하여 얻은 살초활성이 있는 자생식물 로부터 살초활성물질의 분리 . 동정에 대한 지속적인 연구를 수행할 경우, 현재까지 국내외에서 밝혀진 식 물기원 살초활성물질-anemonin(그림 2), artemisinin, caffeine, chiysophanic acid(그림 2), 1, 4-cineole, coumarin, dehydrazaluzanin C, dhurrin, DIBOA & BOA, ferulic acid, juglone, kaempferol, psoralen, quassinoids, quercetin, scopolamine, scopoletin, sesquiterpene, sorgoleone, a-tertienyl(김 등, 2001; 김 등, 2003b), psoralen과 bergaptene(김과 백, 2003a in 그림 2) 과는 전혀 다른 살초활성물질을 탐색할 수 있을 것이다.
- 본 실험을 통하여 얻은 자생식물의 살초활성검정 결과는 향후 살초활성물질의 분리 . 동정을 위한 자료 로 활용되고 또한 이를 통하여, 앞서 언급한 바와 같 이, 새로운 제초제 개발을 위한 모화합물 탐색, 상호 대립억제 작용성을 갖는 작물품종 개발 혹은 개량, 그리고 친환경 유기농업용 잡초방제에 활용될 수 있 기를 기대해 본다. 현재 저자들은 또 다른 200 종의 국내 자생식물 추출물의 살초활성을 검정 중에 있으며, 본 연구를 통하여 높은 살초활성을 나타난 6 종 식물로부터 살초활성물질을 탐색 중에 있다.
- 둘째, 자생식물로부터 활성물질을 탐색하기 위한 식물재료를 국가차원에서 확보하는 대책이 요구된다. 자생식물 중 목본류는 야생에서 비록 서식밀도가 낮 다고 하더라도 다량 채취가 용이하지만 초본류는 야 생에서 서식밀도가 낮아 대량 채취가 쉽지 않을 뿐만 아니라 이에 함유된 살초활성물질의 함량이 매우 낮 기에, 예를 들면 할미꽃에 함유된 살초활성물질 anemonin의 수득률은 0.
- 본 실험을 통하여 얻은 자생식물의 살초활성검정 결과는 향후 살초활성물질의 분리 . 동정을 위한 자료 로 활용되고 또한 이를 통하여, 앞서 언급한 바와 같 이, 새로운 제초제 개발을 위한 모화합물 탐색, 상호 대립억제 작용성을 갖는 작물품종 개발 혹은 개량, 그리고 친환경 유기농업용 잡초방제에 활용될 수 있 기를 기대해 본다.
- 셋째, 살초활성물질의 탐색을 위해서 정부의 체계 적인 연구지원이 요구된다. 정부에서는 오랜 기간 동안 부가가치가 농약산업의 육성을 위하여 프론티어 사업과 같은 연구개발사업에 막대한 연구비를 지원하였다.
- 살초활성 물질의 탐색 및 산업화를 위해서는 다양한 연구-생물 학, 화학, 농학 연구가 이루어져야 하므로 농약산업계 -학계-국가 연구소 간의 다중분할된 공동연구체계가 구축되어야 한다. 이러한 연구 콘소시움의 형성을 통하여 다양한 국내 자생식물에 함유된 살초활성물질을 효율적으로 탐색할 수 있을 것이라 본다.
- 이었다. 이와 유사한 결과를 아까시나무와 느티나무의 MeOH 추출물로부터 얻었는데, 본 연구의 결과는 상이한 지역에서 채집한 식물간의 살초활성에는 차이가 없다는 것을 나타내는 자료로서 향후 식물의 중복 채취 및 검정을 예방할 수 있는 자료라고 할 수 있다.
- 73 종으로 제한적이었기에 살초활성이 있는 특정한 과를 선발할 수는 없었다. 향후 특정 과 에 속하는 식물들이 고활성의 살초활성이 있는 것으로 판명될 경우 살초활성물질의 탐색은 더욱 신속하게 이루어질 수 있을 것이라 예상된다.
- 000000396%, 연구수행을 위해서는 막대한 양의 자생식물을 야생에서 다량 채집해 야 하는 어려움이 있다. 현재 자생식물이용기술개발 사업단에서는 일부 식물에 대한 추출물을 공급해주는 체계를 갖추고 있는 만큼 향후 이 사업단을 적극 활 용하는 것도 효율적으로 살초활성물질을 개발하는 방 안 중 하나가 될 것이다.
- 자생식물로부터 신규 살초활성물질을 탐색하기 위해서는 첫째, 국내 자생식물에 대한 포괄적이고도 광 범위한 민속식물학(ethnobotany)에 대한 서지학적 정보를 확보해야 한다. 현재까지 국내에서는 살초활성식 물에 대한 민속식물학 정보가 고문서로부터 전혀 발 굴이 되지 않았기에 고문서를 통한 정보는 새로운 살 초활성물질 개발을 효율적으로 탐색하는데 도움을 줄 수 있을 것이다.
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