세계 각국은 유전자원의 확보 및 고부가 산업화 자원으로 이용하기 위해 경쟁하고 있다. 현재 잠상 유전자원에 대한 가치와 활용도를 높이기 위해 형태적, 유전적 특성을 분석평가하여 데이터베이스를 구축 중에 있으며, 기능성 성분이나 효능에 대한 소비자들의 관심이 높아짐에 따라 기초정보 외에 이들의 항목에 대한 정보를 추가할 필요성이 제기되었다. 따라서 우리나라 620계통(품종)의 뽕나무 유전자원 중 재배환경 및 재배법이 동일한 363계통의 춘기 5개엽기 뽕잎을 채취한 후 동결건조 및 분말로 제조하여 뽕나무 유전자원의 계통별 1-DNJ 함량을 분석하였다. 그 결과, 뽕나무 유전자원 363계통의 1-DNJ 평균함량은 $0.176{\pm}0.077%$이었으며, 변이계수(CV)는 43.5%로서 계통간 변이가 매우 심한 것으로 나타났다. 이 중 'C1D89/29'은 0.47%로서 가장 높았으며, '품보24', '터키 E'은 각각 0.05%로 가장 낮은 함량을 나타냈다. 뽕나무 유전자원 중 누에사육용 16품종의 1-DNJ 함량을 비교하였다. 평균 함량은 $0.17{\pm}0.04%$이었으며, 변이계수(CV)는 22.8%로서 계통간 변이가 크지 않았다. 한편 뽕나무 유전자원 중 1-DNJ 고함유 계통을 선발하였다. 'C1D89/29', '희학', '적아십문자', '권칠', '보통십문자', '적축', '불국상', '근소옥고조', '부상금', '국상20호' 및 '태광' 11계통으로서 전체 평균 함량의 2배 이상 되는 계통들이다.
세계 각국은 유전자원의 확보 및 고부가 산업화 자원으로 이용하기 위해 경쟁하고 있다. 현재 잠상 유전자원에 대한 가치와 활용도를 높이기 위해 형태적, 유전적 특성을 분석평가하여 데이터베이스를 구축 중에 있으며, 기능성 성분이나 효능에 대한 소비자들의 관심이 높아짐에 따라 기초정보 외에 이들의 항목에 대한 정보를 추가할 필요성이 제기되었다. 따라서 우리나라 620계통(품종)의 뽕나무 유전자원 중 재배환경 및 재배법이 동일한 363계통의 춘기 5개엽기 뽕잎을 채취한 후 동결건조 및 분말로 제조하여 뽕나무 유전자원의 계통별 1-DNJ 함량을 분석하였다. 그 결과, 뽕나무 유전자원 363계통의 1-DNJ 평균함량은 $0.176{\pm}0.077%$이었으며, 변이계수(CV)는 43.5%로서 계통간 변이가 매우 심한 것으로 나타났다. 이 중 'C1D89/29'은 0.47%로서 가장 높았으며, '품보24', '터키 E'은 각각 0.05%로 가장 낮은 함량을 나타냈다. 뽕나무 유전자원 중 누에사육용 16품종의 1-DNJ 함량을 비교하였다. 평균 함량은 $0.17{\pm}0.04%$이었으며, 변이계수(CV)는 22.8%로서 계통간 변이가 크지 않았다. 한편 뽕나무 유전자원 중 1-DNJ 고함유 계통을 선발하였다. 'C1D89/29', '희학', '적아십문자', '권칠', '보통십문자', '적축', '불국상', '근소옥고조', '부상금', '국상20호' 및 '태광' 11계통으로서 전체 평균 함량의 2배 이상 되는 계통들이다.
Countries of the world are competing for the collection and utilization of genetic resources, which is a resource of value-added industrialization. We are building database of silkworm and mulberry resources with morphological, genetic characteristics data etc. Moreover, recent bioactive compound ha...
Countries of the world are competing for the collection and utilization of genetic resources, which is a resource of value-added industrialization. We are building database of silkworm and mulberry resources with morphological, genetic characteristics data etc. Moreover, recent bioactive compound has been receiving increasing attention. So we analyzed 1-deoxynojirimycin(1-DNJ) content as a this item in addition to the basic information using 363 strains(varieties) of mulberry genetic resources. They were grown under the same environment and conditions. Mulberry leaves were collected and then freeze-dried and powdered for 1-DNJ test. As a result, 1-DNJ mean content of 363 mulberry strains was $0.176{\pm}0.077%$, and the coefficient of variation (CV) was 43.5%. The variation between the strains was greatly severe. Among the tested strains, 'C1D89/29' was showed the highest content of 0.47%, whereas 'Pumbo 24' and 'Turkey E' were showed the lowest content of 0.05% respectively. The content of 1-DNJ of 16 mulberry varieties for silkworm rearing were compared. Average concentration was $0.17{\pm}0.04%$, and the coefficient of variation (CV) was 22.8%. Variation among cultivars was not significant. Finally we selected 1-DNJ high-containing 11 strains. They are as follows. 'C1D89/29', 'Hiihak', 'Jeokasibmunja', 'Gweonchil', 'Botongsibmunja', 'Jeokchuk', 'bulguksang', 'Geunsookgojo', 'Busanggeum', 'Guksang 20' and 'Taekwang' which are more than twice of the overall average content.
Countries of the world are competing for the collection and utilization of genetic resources, which is a resource of value-added industrialization. We are building database of silkworm and mulberry resources with morphological, genetic characteristics data etc. Moreover, recent bioactive compound has been receiving increasing attention. So we analyzed 1-deoxynojirimycin(1-DNJ) content as a this item in addition to the basic information using 363 strains(varieties) of mulberry genetic resources. They were grown under the same environment and conditions. Mulberry leaves were collected and then freeze-dried and powdered for 1-DNJ test. As a result, 1-DNJ mean content of 363 mulberry strains was $0.176{\pm}0.077%$, and the coefficient of variation (CV) was 43.5%. The variation between the strains was greatly severe. Among the tested strains, 'C1D89/29' was showed the highest content of 0.47%, whereas 'Pumbo 24' and 'Turkey E' were showed the lowest content of 0.05% respectively. The content of 1-DNJ of 16 mulberry varieties for silkworm rearing were compared. Average concentration was $0.17{\pm}0.04%$, and the coefficient of variation (CV) was 22.8%. Variation among cultivars was not significant. Finally we selected 1-DNJ high-containing 11 strains. They are as follows. 'C1D89/29', 'Hiihak', 'Jeokasibmunja', 'Gweonchil', 'Botongsibmunja', 'Jeokchuk', 'bulguksang', 'Geunsookgojo', 'Busanggeum', 'Guksang 20' and 'Taekwang' which are more than twice of the overall average content.
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문제 정의
일반적으로 1-DNJ는 분자내에 발색단이 부족하고 극성이 높기 때문에 분석하기 어렵다. 따라서 많은 연구자들은 FMOC-Cl로 시료를 유도체화 하여 시료를 전처리하거나(Kim et al., 2003) ELSD-MS 같은 분석기기 개발(Kimura et al., 2004; Nuengchamnong et al., 2007) 및 효소 고정화한 자기구슬을 이용하여 신속하게 검색하거나(Tao et al., 2012) 경구투여한 뽕잎의 쥐 혈장내 DNJ 함량을 분석하는 방법(Nakagawa et al., 2007) 등을 개발하여 이러한 문제점을 해결하고자 하였다. 이와 같은 분석방법의 개발에 힘입어 정량분석 결과들이 보고되고 있으나 대부분 보유 유전자원의 수에 비해 극히 제한적인 계통을 대상으로 분석하였다.
따라서 본 연구에서는 우리나라 보유 뽕나무 유전자원에 대해 광범위하게 뽕잎의 1-DNJ 함량을 비교 분석함으로써 정확한 뽕잎의 계통별 1-DNJ 함량정보를 제시함은 물론 1-DNJ 고함유 계통을 선발하였기에 보고하는 바이다.
따라서 춘기 5개엽기 뽕잎을 채취한 후 동결건조 및 분말로 제조하여 뽕나무 유전자원의 계통별 1-DNJ 함량을 분석하고자 하였다. 그 결과, 뽕나무 유전자원 363계통의 1-DNJ 평균 함량은 0.
제안 방법
뽕나무 유전자원 중 누에사육용 16품종의 1-DNJ 함량을 비교하였다(Table. 2). ‘개량뽕’, ‘청일뽕’, ‘신일뽕’, ‘수성뽕’, ‘수계뽕’, ‘수원뽕’, ‘용천뽕’, ‘검설뽕’, ‘수봉뽕’, ‘신광뽕’, ‘청운뽕’, ‘밀성뽕’, ‘상일뽕’, ‘대륙뽕’, ‘청올뽕’ 및 ‘홍올뽕’으로서 평균 함량은 0.
우리나라 상주와 영천에서 채취한 ‘수성뽕’, ‘청일뽕’, ‘용천뽕’ 및 ‘개량뽕’의 뽕잎을 대상으로 열풍건조하여 1-DNJ 함량을 비교한 Chae et al.
대상 데이터
공시재료의 1-DNJ 정량 분석을 위해 사용한 기기는 HPLC(SHISEIDO SP3023)로서, fluorescence detector(Em 254, EX 322)와 C18(100 × 4.6 mm, ID 3 um) column을 사용하였으며, flow rate는 1 ㎖/min가 되도록 하였다.
본 시험에 공시한 계통은 뽕나무 유전자원 중 재배환경 및 재배법이 동일한 363계통으로서, 국립농업과학원 농업 생물부 유전자원 시험포장(수원시 권선구 서둔동 소재)에서 누에사육용 뽕나무 재배방법에 근거하여 매년 낮추베기 하벌하는 방식으로 보존하고 있는 뽕나무이다. 즉 전년도 하벌 후 새로 자란 가지로 겨울을 나고 이듬해 새로 눈이 터서 자란 춘기 5개엽기의 뽕잎을 채취하였다.
형광 검출기는 여기파장 254 ㎚ 및 방사파장 322 ㎚를 사용하였다. 표준물질은 1-Deoxynojirimycin hydrochloride (SIGMA, 10 ㎎)를 구입하여 사용하였다(Fig. 1). 각 시료의 1-DNJ 함량은 면적계산법을 이용하였다.
한편 뽕나무 유전자원 중 1-DNJ 고함유 계통을 선발하였다(Table. 3). ‘C1D89/29’(0.
6 mm, ID 3 um) column을 사용하였으며, flow rate는 1 ㎖/min가 되도록 하였다. 형광 검출기는 여기파장 254 ㎚ 및 방사파장 322 ㎚를 사용하였다. 표준물질은 1-Deoxynojirimycin hydrochloride (SIGMA, 10 ㎎)를 구입하여 사용하였다(Fig.
이론/모형
1). 각 시료의 1-DNJ 함량은 면적계산법을 이용하였다.
성능/효과
(2008)은 토양으로부터 α-glucosidase에 대해 강력한 저해능을 나타내는 9균주를 대상으로 이 중에서 DNJ 생산성이 가장 우수한 한 개 균주를 최종 선발하였고, 이 균주를 16S rDNA 염기서열분석으로 균주동정을 하여 Bacillus subtilis S10이라 명명하였다. S10균주 배양액은 누에분말과 같은 수준의 고혈당 억제 및 완화효과가 있음을 확인하였다. Kim(2009)은 각지에서 수집한 볏짚으로부터 Bacillus subtilis에 속하는 균주 Bacillus subtilis DC-15를 선발하고 최적배양 조건 구명 및 배양을 통해 α-glucosidase 저해활성을 갖는 청국장을 개발하였으며, 주요활성 성분은 1-deoxynojirimycin라고 하였다.
공시품종 중 ‘수계뽕’의 함량은 0.24%로 가장 높았으며, ‘청올뽕’은 0.11%로 가장 낮았다.
그 결과, 뽕나무 유전자원 363계통의 1-DNJ 평균 함량은 0.176 ± 0.077%이었으며, 변이계수(CV)는 43.5%로서 계통간 변이가 매우 심하게 나타났다.
후속연구
1-DNJ 함량이 높은 뽕잎을 이용하여 성인병 예방 등의 생리효과를 얻기 위해서는 채취시기 및 부위를 고려하여 뽕잎 채취, 고함유 계통의 뽕잎 이용, 농가 수준에서 응용할 수 있는 보다 손쉬운 1-DNJ 함량 증강 방법의 개발 및 뽕잎차, 음료, 아이스크림, 국수, 비타민제 이외의 다양한 식품 개발을 통해 꾸준히 이용되어야 할 것이다.
GABA는 혈당강하 효과보다는 혈압의 정상화를 유도하고, 혈액 내 콜레스테롤 및 중성지방의 증가를 억제시키며, 뇌의 혈류를 좋게 하여 뇌세포 대사에 관여하여 뇌졸중 후유증 개선에 도움이 되며, 비만 방지, 알코올 대사 촉진, 대장암 억제 작용, 성장호르몬 분비 촉진 등의 효능을 갖는 물질이다. 따라서 GABA 성분이 혈당강하 효과가 있는지를 추후 검토해 보아야 할 것이다.
또한 1-DNJ 함량을 증가시키거나 대량 생산하는 방법에 대해서도 검토가 이루어져 할 것이다. 한편 DNJ 생합성 관련 효소들을 이용한 DNJ 대량 생산 가능성에 착안하여, DNJ 생합성 관련 효소의 유전자 탐색에 관한 연구들이 이루어지고 있다(Kang et al.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
뽕나무 유전자원 중 대부분은 어디서 수집된 자원들인가?
현재 우리나라 뽕나무 유전자원은 620 계통(품종)으로서 누에사육용 뽕품종과 오디생산용 뽕품종을 포함한 장려품종과 육성계통 및 수집자원이 포함되어 있다. 이 중 대부분은 수집자원으로 우리나라 전국 각지에서 수집된 것들과 일본, 인도, 이란, 터키, 프랑스 등 해외에서 수집된 자원들이다.
식물유전자원의 중요성이 날로 부각되는 이유는 무엇인가?
뽕나무를 포함한 식물유전자원은 수집, 보존 및 이용 방법에 따라 그 자체로 이용하거나 새로운 품종 및 물질 등을 개발하여 막대한 경제적 이익을 창출할 수 있다는 점에서 그 중요성은 날로 부각되고 있다. 특히 최근에는 생명공학 기술의 발달로 유전자원이 온난화와 가뭄 등 기후변화에 대응하여 우리의 식량문제를 해결하고 더 나아가 고부가가치의 신약, 바이오에너지 등을 제공하는 미래성장동력의 핵심으로 새롭게 각광받고 있다.
현재 우리나라 뽕나무 유전자원은 무엇인가?
현재 우리나라 뽕나무 유전자원은 620 계통(품종)으로서 누에사육용 뽕품종과 오디생산용 뽕품종을 포함한 장려품종과 육성계통 및 수집자원이 포함되어 있다. 이 중 대부분은 수집자원으로 우리나라 전국 각지에서 수집된 것들과 일본, 인도, 이란, 터키, 프랑스 등 해외에서 수집된 자원들이다.
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