본 연구에서는 질소 시비수준이 생육시기별 식물체 및 종실에서 isoflavone함량에 미치는 영향을 구명하기 위하여 고속액체크로마토그래피(HPLC)를 이용하여 생육시기에 따른 식물체에서 isoflavone을 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 질소시비 수준에 따른 일반생육은 50%증비구가 다른 처리에 비하여 가장 좋았는데, 엽수 및 엽면적이 표준비의 72.7개, $619.7cm^{2}$에 비하여 81.9개와 $723cm^{2}$으로 증가하였다. 2. 수량 관련 형질 중에서 협수 및 종실수는 50%증비에서 개체당 31.9개와 72.3개로 가장 많았으며, 수량도 246 kg/10a로 다른 시비구에 비하여 가장 높았다. 무비와 N무비구에서는 협수가 24.9개/개체와 25.1개/개체, 립수는 60.3개/개체과 51.1개/개체, 수량은 181.0 kg/10a과 178.0 kg/10a으로 낮았다. 3. 생육시기에 따른 isoflavone 함량은 잎, 줄기, 뿌리에서 개화이후부터 립비대기(R5)까지는 감소하다가 이후 수확기(R7)까지 다시 증가하였다. 4. 식물체 부위별 isoflavone 함량은 뿌리에서 가장 높은 값을 나타내었다. 5. 시비수준에 따른 종실의 isoflavone 함량은 무비, N무비 및 50% 감비의 경우가 표준비나 증비보다 다소 높은 함량을 나타내었다.
본 연구에서는 질소 시비수준이 생육시기별 식물체 및 종실에서 isoflavone함량에 미치는 영향을 구명하기 위하여 고속액체크로마토그래피(HPLC)를 이용하여 생육시기에 따른 식물체에서 isoflavone을 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 질소시비 수준에 따른 일반생육은 50%증비구가 다른 처리에 비하여 가장 좋았는데, 엽수 및 엽면적이 표준비의 72.7개, $619.7cm^{2}$에 비하여 81.9개와 $723cm^{2}$으로 증가하였다. 2. 수량 관련 형질 중에서 협수 및 종실수는 50%증비에서 개체당 31.9개와 72.3개로 가장 많았으며, 수량도 246 kg/10a로 다른 시비구에 비하여 가장 높았다. 무비와 N무비구에서는 협수가 24.9개/개체와 25.1개/개체, 립수는 60.3개/개체과 51.1개/개체, 수량은 181.0 kg/10a과 178.0 kg/10a으로 낮았다. 3. 생육시기에 따른 isoflavone 함량은 잎, 줄기, 뿌리에서 개화이후부터 립비대기(R5)까지는 감소하다가 이후 수확기(R7)까지 다시 증가하였다. 4. 식물체 부위별 isoflavone 함량은 뿌리에서 가장 높은 값을 나타내었다. 5. 시비수준에 따른 종실의 isoflavone 함량은 무비, N무비 및 50% 감비의 경우가 표준비나 증비보다 다소 높은 함량을 나타내었다.
The nitrogen fertilization effect on growth characteristics and isoflavone content was investigated in this study, and isoflavone analyzed by HPLC with photodiode array (PDA) detector and reverse-phase $C_{18}$ column. Fertilization levels were no-fertilization, no nitrogen, 50% decreased...
The nitrogen fertilization effect on growth characteristics and isoflavone content was investigated in this study, and isoflavone analyzed by HPLC with photodiode array (PDA) detector and reverse-phase $C_{18}$ column. Fertilization levels were no-fertilization, no nitrogen, 50% decreased in nitrogen, standard and 50% increased in nitrogen fertilization. The 50% increased nitrogen fertilization showed the highest growth characteristics then other fertilization level and the number of pod and seed showed maximum value 31.9 and 72.3, respectively, and seed yield was 2,460 kg/ha. During growth stages, isoflavone content in leaf, stem and root of soybean plants decreased to R5 stage then increased to R7 stage. Isoflavone content according to various nitrogen fertilization condition, in case of none fertilization, no nitrogen, 50% decreased nitrogen fertilization showed higher value than those of standard and 50% increased nitrogen fertilization levels. Aglycon content among the isoflavone isomers showed much higher in plant than in seed. The highest isoflavone content was found in the root of soybean plant parts. Isoflavone content of seed was higher in none, no nitrogen, 50% decreased nitrogen than those of standard and 50% increased nitrogen fertilization.
The nitrogen fertilization effect on growth characteristics and isoflavone content was investigated in this study, and isoflavone analyzed by HPLC with photodiode array (PDA) detector and reverse-phase $C_{18}$ column. Fertilization levels were no-fertilization, no nitrogen, 50% decreased in nitrogen, standard and 50% increased in nitrogen fertilization. The 50% increased nitrogen fertilization showed the highest growth characteristics then other fertilization level and the number of pod and seed showed maximum value 31.9 and 72.3, respectively, and seed yield was 2,460 kg/ha. During growth stages, isoflavone content in leaf, stem and root of soybean plants decreased to R5 stage then increased to R7 stage. Isoflavone content according to various nitrogen fertilization condition, in case of none fertilization, no nitrogen, 50% decreased nitrogen fertilization showed higher value than those of standard and 50% increased nitrogen fertilization levels. Aglycon content among the isoflavone isomers showed much higher in plant than in seed. The highest isoflavone content was found in the root of soybean plant parts. Isoflavone content of seed was higher in none, no nitrogen, 50% decreased nitrogen than those of standard and 50% increased nitrogen fertilization.
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문제 정의
, 2002)되고 있으나 생육시기나 시비수준에 따른 함량변화에 대한 연구결과는 비교적 많지 않은 실정이다. 본 연구에서는 생육시기별 콩 과 콩 식물체의 isoflavone 함량변화를 알아보고, 질소시비 수준이 콩의 생육, 수량 및 isoflavone 함량에 미치는 영향을 검토하여 특수목적 콩 및 고품질 콩 품종육성을 위한 기초 자료로 활용하고자 수행하였다.
본 연구에서는 질소 시비수준이 생육시기별 식물체 및 종실에서 isoflavone함량에 미치는 영향을 구명하기 위하여 고속액체크로마토그래피(HPLC)를 이용하여 생육시기에 따른 식물체에서 isoflavone을 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다.
제안 방법
Isoflavone 분석에 사용한 고속액체크로마토그래피 (HPLC)는 Waters Allience 2996 system으로 다음과 같은 조건에서 photodiode array(PDA) 검출기로 분석하였다. 컬럼은 XTerra™ RP18 column (4.
6, v/v), solvent B는 phase A와 acetonitrile(20:80)을 이용하였다. 이때 분리도를 양호하게 하기 위하여 시간에 따른 이동상 조건은(% solvent A/% solvent B; 0 min (82:18) 0.9 me/min, 2 min (77:23) 0.8 mℓ/min, 8 min (70:30) 0.8 mℓ/min, 10 min (67:33) 0.7 mℓ/min, 13 min (67:33) 0.6 mℓ/min, 16 min (63:37) 0.7 mℓ/min, 17 min (55:45) 0.8 mℓ/min, 23 min (50:50) 0.9 mℓ/min, 26 min (0:100) 1.0 mℓ/min, 35 min (82:18) 0.9 mℓ/min에 따라 기울기 용리하여 분석하였다. 시료 주입량은 25 μℓ로 하여 PDA 검출기 254 nm에서 검출하였다.
주요 생육시기인 R3, R5, R7 시기에 시료를 채취하여 초장, 경태, 분지수 등의 생육특성과 100립중, 협수, 립수 등의 수량특성을 조사하였으며, 이들에 대하여 isoflavone 분석을 실시하였다.
25 jwi nylon membrane filter로 여과한 후 HPLC로 분석하였다. Isoflavone 추출과 분석에 사용한 모든 용매는 LC grade(Fisher)였으며 11개의 isoflavone 표준시약(Fujicco Co. Ltd.)을 구입하여 사용하였다.
본 시험에 사용한 시험재료는 2002, 2003년에 호남농업 연구소에서 재배된 도레미콩을 사용하였고, 질소 시비수준에 따른 콩 생육 및 isoflavone 함량 변화를 검토하기 위하여 6월 11일 파종하였고, 재식거리는 70 cm X 10 cm이었 으며, 시비량은 N-P2O5-K2O, 30-30-34 kg/ha를 표준시비로 하여 무시비(NO)와 질소무시비(NN), 50% 감비(50% DN), 표준시비(ST), 50% 증비(50% IN)로 처리하였다. 시험구 배치는 난괴법 3반복으로 수행하였으며 시험 전 토양화학성은 Table 1과 같다.
Isoflavone 분석에 사용한 고속액체크로마토그래피 (HPLC)는 Waters Allience 2996 system으로 다음과 같은 조건에서 photodiode array(PDA) 검출기로 분석하였다. 컬럼은 XTerra™ RP18 column (4.6 x 250 mm, 5-㎛ particle size) 을 사용하였으며, 이동상으로 solvent A는 water와 acetic acid(900:52.6, v/v), solvent B는 phase A와 acetonitrile(20:80)을 이용하였다. 이때 분리도를 양호하게 하기 위하여 시간에 따른 이동상 조건은(% solvent A/% solvent B; 0 min (82:18) 0.
이론/모형
-K2O, 30-30-34 kg/ha를 표준시비로 하여 무시비(NO)와 질소무시비(NN), 50% 감비(50% DN), 표준시비(ST), 50% 증비(50% IN)로 처리하였다. 시험구 배치는 난괴법 3반복으로 수행하였으며 시험 전 토양화학성은 Table 1과 같다.
성능/효과
1. 질소시비 수준에 따른 일반생육은 50% 증비구가 다른 처리에 비하여 가장 좋았는데, 엽수 및 엽면적이 표준비의 72.7개, 619.7 cn?에 비하여 81.9개와 723 cn?으로 증가하였다.
2. 수량 관련 형질 중에서 협수 및 종실수는 50%증비에서 개체당 31.9개와 72.3개로 가장 많았으며, 수량도 246 kg/10a로 다른 시비구에 비하여 가장 높았다. 무비와 N무비 구에서는 협수가 24.
3. 생육시기에 따른 isoflavone 함량은 잎, 줄기, 뿌리에서 개화이후부터 립비대기(R5)까지는 감소하다가 이후 수확기 (R7)까지 다시 증가하였다.
4. 식물체 부위별 isoflavone 함량은 뿌리에서 가장 높은 값을 나타내었다.
5. 시비수준에 따른 종실의 isoflavone 함량은 무비, N무 비 및 50% 감비의 경우가 표준비나 증비보다 다소 높은 함량을 나타내었다.
1. Changes of total isoflavone content in leaf stem and root of Doremikong according to various fertilization level during growth period (No : none fertilization, NN : no nitrogen fertilization, 50% DN : 50% nitrogen decreased fertilization, ST : standard fertilization, and 50% IN : 50% increased fertilization).
11 μg/g 범위였으며, 무비, N무비 및 50% 감비의 경우가 표준비나 증비보다 다소 높은 함량을 나타내었다. Glyciteine 검출이 안 되었으며, daidzein과 genistein도 낮았다. Kim & Kim(1996)은 콩의 부위별 isoflavone 함량을 분석한 결과 배축은 자엽보다 높은 농도의 isoflavone을 함유한다고 보고하였고, isoflavone 함량은 품종 및 재배환경에 따라 큰 차이를 나타내며, 생육단계에 따라서도 차이를 보이고, 등숙기의 온도에 따라 isoflavone 함량에 영향을 미친다고 보고하였다.
, 1991). 본 시험결과 무시비, N무시 비 및 50% 감비의 경우 isoflavone 함량이 증가하였으며, 특히, 질소무비나 50% 감비의 경우가 더 많은 isoflavone함 량 증가를 나타내었다. 이는 Richard et al.
본 시험결과 종실에서 의 isoflavone함량은 시비수준에 따라 일정한 경향을 나타내지는 않았지만 시비수준별 유의성이 있어 Kim & Kim (1996)이 보고한 바와 같이 재배환경에 따른 차이를 나타내었다. 식물체에서의 isoflavone 분석값과 비교하면 항암 효과나 다른 의학적 효과가 좋은 것으로 알려진 aglycon의 함량이 식물체에 비하여 10배 정도 낮은 것으로 나타났다 (Table 6). 즉, 총 isoflavone 함량은 뿌리를 제외하고는 종실에서 높았으나 aglycon함량은 식물체에서 훨씬 높은 함량을 나타내었다.
부터 잎비대기(R5)인 9월 4일까지는 감소하는 경향을 나타내었으며, 이후 성숙기(R7)까지 다시 증가하였다. 줄기의 isoflavone 함량은 개화 이후 일부 시비수준에서 감소하였지만 성숙기까지 지속적으로 증가하는 경향을 나타내었으며, 뿌리에서는 개화 이후 9월 4일까지는 급격히 감소하였고, 이후 성숙기까지 완만한 증가를 나타내었지만 개화기 때의 함량보다는 훨씬 적은 함량을 나타내었다. Isoflavone 은 phenylpropanoid pathway 에 의해 합성되는 것으로 알려져 있다.
식물체에서의 isoflavone 분석값과 비교하면 항암 효과나 다른 의학적 효과가 좋은 것으로 알려진 aglycon의 함량이 식물체에 비하여 10배 정도 낮은 것으로 나타났다 (Table 6). 즉, 총 isoflavone 함량은 뿌리를 제외하고는 종실에서 높았으나 aglycon함량은 식물체에서 훨씬 높은 함량을 나타내었다. 그러므로 이러한 isoflavone의 aglycon 함량이 높은 식물체를 이용하기 위해서는 종실이외에도 콩잎을 이용한 식품개발이 isoflavone 섭취에 좋은 방법이 될 것으로 생각된다.
Table 5는 여러가지 시비수준에서 재배된 도레미콩 종실에서의 isoflavone 함량을 분석한 결과이다. 총 isoflavone함량은 4262.85-4532.11 μg/g 범위였으며, 무비, N무비 및 50% 감비의 경우가 표준비나 증비보다 다소 높은 함량을 나타내었다. Glyciteine 검출이 안 되었으며, daidzein과 genistein도 낮았다.
후속연구
콩과식물의 생장시기에 따른 isoflavone함량은 비성숙 종실(R6 stage)보다도 성숙종실(R8 stage)에서 더 높은 함량을 나타내었다고 보고되었으나 식물체에서 의 isoflavone 함량에 대한 보고는 거의 이루어지지 않았다. 그러므로 시기별 잎, 줄기, 뿌리에서 isoflavone 함량변화를 볼 때 식물체 내에서 isoflavone의 생성과 전이를 설명하기 위해서는 앞으로 이에 대한 많은 연구가 이루어져야 할 것으로 사료 된다.
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