국내 식물자원 및 약용식물 추출물이 벼 유묘 생장에 미치는 영향 Effects of Methanolic Extracts from Some Native Plant Resources and Medicinal Plants on Early Seedling Growth of Rice(Oryza sativa L.)원문보기
국내 식물자원 및 약용식물들의 식물 생장촉진 효과를 조사하기 위하여 64종 65점의 추출물 시료를 조제하여 벼(Oryza sativa) 유묘 생장에 미치는 영향을 평가하였다. 그 결과, 11종 12점의 쑥(Artemisia princeps) 경엽, 엉겅퀴(Cirsium japonicum var. maackii) 전초, 진달래(Rhododendron mucronulatum) 가지와 잎, 갈대(Phragmites communis) 줄기, 율무(Coix lacrymajobi var. mayuen) 전초, 싸리(Lespedeza bicolor) 가지와 잎, 산수국(Hydrangea serrata f. acuminata) 전초, 속단(Phlomis umbrosa) 전초, 감초(Glycyrrhiza uralensis) 근경, 감초(G. uralensis) 경엽, 당귀(Angelica gigas) 뿌리 및 천궁(Cnidium officinale) 근경 추출물은 벼 유묘 생장을 촉진시키는 것으로 나타났다. 본 결과에 따라 상기 식물 종의 부위들은 식물 생장촉진용 농가 자가제조 액비 개발을 위한 소재로써 활용가능성이 있는 것으로 판명되었다.
국내 식물자원 및 약용식물들의 식물 생장촉진 효과를 조사하기 위하여 64종 65점의 추출물 시료를 조제하여 벼(Oryza sativa) 유묘 생장에 미치는 영향을 평가하였다. 그 결과, 11종 12점의 쑥(Artemisia princeps) 경엽, 엉겅퀴(Cirsium japonicum var. maackii) 전초, 진달래(Rhododendron mucronulatum) 가지와 잎, 갈대(Phragmites communis) 줄기, 율무(Coix lacrymajobi var. mayuen) 전초, 싸리(Lespedeza bicolor) 가지와 잎, 산수국(Hydrangea serrata f. acuminata) 전초, 속단(Phlomis umbrosa) 전초, 감초(Glycyrrhiza uralensis) 근경, 감초(G. uralensis) 경엽, 당귀(Angelica gigas) 뿌리 및 천궁(Cnidium officinale) 근경 추출물은 벼 유묘 생장을 촉진시키는 것으로 나타났다. 본 결과에 따라 상기 식물 종의 부위들은 식물 생장촉진용 농가 자가제조 액비 개발을 위한 소재로써 활용가능성이 있는 것으로 판명되었다.
This study was conducted to identify plant growth promoting effects of native plant resources and medicinal plants. 65 kinds of plant extracts from 64 species were evaluated based on two rice(Oryza sativa) seedling bioassays for gibberellins and gibberellin-like substances. 12 extracts of Artemisia ...
This study was conducted to identify plant growth promoting effects of native plant resources and medicinal plants. 65 kinds of plant extracts from 64 species were evaluated based on two rice(Oryza sativa) seedling bioassays for gibberellins and gibberellin-like substances. 12 extracts of Artemisia princeps stem and leaf, Cirsium japonicum var. maackii whole plant, Rhododendron mucronulatum branch and leaf, Phragmites communis stem, Coix lacryma-jobi var. mayuen whole plant, Lespedeza bicolor branch and leaf, Hydrangea serrata f. acuminata whole plant, Phlomis umbrosa whole plant, Glycyrrhiza uralensis Rhizome, G. uralensis stem and leaf, Angelica gigas root, and Cnidium officinale rhizome showed growth promotion of rice seedlings. Our results suggested that the parts of these plants could be the potential sources as farm-made liquid fertilizers for plant growth promotion.
This study was conducted to identify plant growth promoting effects of native plant resources and medicinal plants. 65 kinds of plant extracts from 64 species were evaluated based on two rice(Oryza sativa) seedling bioassays for gibberellins and gibberellin-like substances. 12 extracts of Artemisia princeps stem and leaf, Cirsium japonicum var. maackii whole plant, Rhododendron mucronulatum branch and leaf, Phragmites communis stem, Coix lacryma-jobi var. mayuen whole plant, Lespedeza bicolor branch and leaf, Hydrangea serrata f. acuminata whole plant, Phlomis umbrosa whole plant, Glycyrrhiza uralensis Rhizome, G. uralensis stem and leaf, Angelica gigas root, and Cnidium officinale rhizome showed growth promotion of rice seedlings. Our results suggested that the parts of these plants could be the potential sources as farm-made liquid fertilizers for plant growth promotion.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 식물자원으로부터 식물 생장촉진 활성을 보유한 식물 종들을 탐색하고 선발하여 착과증진을 위한 농가 자가제조 액비 개발의 소스로 활용하고자 하였으며, 그 일환으로 64종의 자생식물, 작물, 약용식물로부터 추출물 시료를 조제하여 gibberellin류 및 gibberellin 유사물질의 생장촉진 활성을 조사·검토하기로 하였다.
제안 방법
Gibberellin류의 활성 검정을 위해 벼 제2엽초장 신장 검정법(Murakami, 1970)을 사용하였으며, 피검액을 1,000, 2,000, 4,000ppm의 농도로 조제하여 처리하였다. 대조구에 비해 10% 이상 제2엽초장이 신장된 추출물 시료들은 갈대 줄기 2,000ppm(21.
벼 종자를 무수 에탄올에 2분간 침지한 후 1% sodium hypochlorite 용액에 30분간 살균하여 흐르는 물에 깨끗이 씻은 후 32℃ growth chamber에서 2일간 최아시켜 시료용액을 처리하였다. Petri dish를 사용한 벼 유묘 생장촉진 활성 검정을 위해 methanol 3ml로 시료를 용해하여 직경 9㎝ petri dish 내의 Whatman No. 2 여지에 균일하게 흡착시킨 후 fume hood에서 1시간 이상 방치하여 methanol을 완전히 증발시켰다. Petri dish에 7mL의 증류수를 첨가하고 최아시킨 삼광벼 종자를 petri dish 당 10립씩 3반복으로 파종하였으며, 32℃, 3,000 lux 하의 growth chamber에 치상하였다.
Petri dish에 7mL의 증류수를 첨가하고 최아시킨 삼광벼 종자를 petri dish 당 10립씩 3반복으로 파종하였으며, 32℃, 3,000 lux 하의 growth chamber에 치상하였다.
국내 식물자원 및 약용식물들의 식물 생장촉진 효과를 조사하기 위하여 64종 65점의 추출물 시료를 조제하여 벼(Oryza sativa) 유묘 생장에 미치는 영향을 평가하였다. 그 결과, 11종 12점의 쑥(Artemisia princeps) 경엽, 엉겅퀴(Cirsium japonicum var.
공시 17종 약용식물은 경북농업기술원 봉화약초시험장 전시포에서 채취하였고, 감초, 당귀, 육계, 작약 및 천궁은 한약재 유통업체에서 구입하였다. 자생식물 38종, 작물 4종(Table 1) 및 약초 22종(Table 2)에 대해 식물체를 부위별로 나누어 실온에서 음건하였고, 분쇄된 시료를 80% methanol에 침지하여 5일 동안 12시간 간격으로 교반하면서 3회 추출하였다. Büchner funnel에 Whatman No.
벼 제2엽초장 신장 검정법에서는 최아 종자 중 균일한 개체를 선별해서 1% 한천배지에 50ml 비이커당 7립씩 파종한 뒤 32℃, 3,000 lux 하에 2일간 생육시켰다. 초엽과 제1본엽 사이에 마이크로 피펫으로 50% acetone에 용해된 피검용액을 2㎕ 처리하였으며, 상기의 생육 환경에서 3일간 경과 후 생육이 고른 유묘 10개체의 제2엽초장 및 근장을 조사하여 대조구에 대한 생장율을 산출하였다.
Petri dish에 7mL의 증류수를 첨가하고 최아시킨 삼광벼 종자를 petri dish 당 10립씩 3반복으로 파종하였으며, 32℃, 3,000 lux 하의 growth chamber에 치상하였다. 파종 5일 후 균일하게 자란 20개의 유묘를 선발하여 초장 및 근장을 조사하였고, 대조구에 대한 생장율을 산출하였다.
대상 데이터
본 실험에 사용된 38종 자생식물은 경북 북부지역의 산야지에서 채취하였으며, 국가표준식물목록(Korea National Arboretum and The Plant Toxonomic Society of Korea, 2007)에 따라 식물 종을 분류하였다. 공시 17종 약용식물은 경북농업기술원 봉화약초시험장 전시포에서 채취하였고, 감초, 당귀, 육계, 작약 및 천궁은 한약재 유통업체에서 구입하였다. 자생식물 38종, 작물 4종(Table 1) 및 약초 22종(Table 2)에 대해 식물체를 부위별로 나누어 실온에서 음건하였고, 분쇄된 시료를 80% methanol에 침지하여 5일 동안 12시간 간격으로 교반하면서 3회 추출하였다.
본 실험에 사용된 38종 자생식물은 경북 북부지역의 산야지에서 채취하였으며, 국가표준식물목록(Korea National Arboretum and The Plant Toxonomic Society of Korea, 2007)에 따라 식물 종을 분류하였다.
자생식물, 약용식물 및 작물에 함유된 식물생장촉진물질의 탐색을 위한 생물검정용 재료로써 삼광벼 종자를 사용하였다. 벼 종자를 무수 에탄올에 2분간 침지한 후 1% sodium hypochlorite 용액에 30분간 살균하여 흐르는 물에 깨끗이 씻은 후 32℃ growth chamber에서 2일간 최아시켜 시료용액을 처리하였다.
성능/효과
22종 23점의 약용식물과 한약재 methanol 추출물에 대한 벼 유묘 생장율을 검정한 결과 (Table 5), 벼 유묘 신초와 뿌리 생장을 촉진한 식물 종은 감초 경엽 1,000ppm(신초 1.57%; 뿌리 72.77%), 구기자나무 가지와 잎 2,000ppm(신초 6.40%; 뿌리 19.09%), 사상자 전초 1,000ppm(신초 4.76%; 뿌리 35.21%) 및 속단 전초 1,000ppm(신초 12.46%; 뿌리 55.56%)이었다. 한편 벼 유묘 신초를 약 10% 전후로 억제시키면서 뿌리의 신장을 촉진한 시료는 감초 근경 1,000ppm(66.
국내 식물자원 및 약용식물들의 식물 생장촉진 효과를 조사하기 위하여 64종 65점의 추출물 시료를 조제하여 벼(Oryza sativa) 유묘 생장에 미치는 영향을 평가하였다. 그 결과, 11종 12점의 쑥(Artemisia princeps) 경엽, 엉겅퀴(Cirsium japonicum var. maackii) 전초, 진달래(Rhododendron mucronulatum) 가지와 잎, 갈대(Phragmites communis) 줄기, 율무(Coix lacrymajobi var. mayuen) 전초, 싸리(Lespedeza bicolor) 가지와 잎, 산수국(Hydrangea serrata f. acuminata) 전초, 속단(Phlomis umbrosa) 전초, 감초(Glycyrrhiza uralensis) 근경, 감초(G. uralensis) 경엽, 당귀(Angelica gigas) 뿌리 및 천궁(Cnidium officinale) 근경 추출물은 벼 유묘 생장을 촉진시키는 것으로 나타났다. 본 결과에 따라 상기 식물 종의 부위들은 식물 생장 촉진용 농가 자가제조 액비 개발을 위한 소재로써 활용가능성이 있는 것으로 판명되었다.
Gibberellin류의 활성 검정을 위해 벼 제2엽초장 신장 검정법(Murakami, 1970)을 사용하였으며, 피검액을 1,000, 2,000, 4,000ppm의 농도로 조제하여 처리하였다. 대조구에 비해 10% 이상 제2엽초장이 신장된 추출물 시료들은 갈대 줄기 2,000ppm(21.23%), 감국 경엽 4,000ppm(26.45%), 광대싸리 가지와 잎 2,000ppm(26.08%), 누린내풀 경엽 2,000ppm(26.89%), 댑싸리 전초 2,000ppm(15.95%), 등나무 가지 2,000ppm(15.17%), 복분자 경엽 2,000ppm(13.32%), 산구절초 전초 2,000ppm(20.08%), 산뽕나무 가지와 잎 2,000ppm(14.82%), 소리쟁이 뿌리 2,000ppm(14.70%), 싸리 가지와 잎 2,000ppm(15.57%), 쑥 경엽 2,000ppm(30.21%), 아까시나무 잎 2,000ppm(21.20%), 진달래 가지와 잎 2,000ppm(40.71%) 및 풋고추 2,000ppm(20.08%)이었으며, 이들 중 풋고추를 제외한 모든 식물 종에서 뿌리의 신장을 촉진하였다(Table 4).
31%)가 벼 유묘 신초와 뿌리 신장을 모두 촉진한 것으로 나타났다(Table 3). 또한 벼 유묘 신초 신장에 대한 억제율이 미약하면서 벼 유묘 뿌리의 신장을 촉진한 식물 종은 감국 경엽 1,000ppm(46.80%), 꿀풀 전초 1,000ppm(44.90%), 누린내풀 경엽 1,000ppm(28.90%), 싸리 가지와 잎 1,000ppm(36.84%), 쑥 경엽 2,000ppm(83.09%) 및 진달래 가지와 잎 1,000ppm(33.85%)이었다.
54%)이었다. 또한 육계, 맥문동 잎, 독활 경엽은 1,000ppm에서 약 80% 내외로 벼 유묘 뿌리의 생장을 현저하게 억제하였다.
uralensis) 경엽, 당귀(Angelica gigas) 뿌리 및 천궁(Cnidium officinale) 근경 추출물은 벼 유묘 생장을 촉진시키는 것으로 나타났다. 본 결과에 따라 상기 식물 종의 부위들은 식물 생장 촉진용 농가 자가제조 액비 개발을 위한 소재로써 활용가능성이 있는 것으로 판명되었다.
상기 실험 결과들을 비교·검토한 결과(Table 3, Table 4), 갈대 줄기는 벼 유묘의 생장과 제2엽초장 신장을 모두 촉진하였으며, 감국 경엽, 광대싸리 가지와 잎, 누린내풀 경엽, 등나무 가지, 싸리 가지와 잎, 쑥 경엽, 아까시나무 잎, 진달래 가지와 잎은 벼 제2엽초장 신장 및 유묘 뿌리의 생장을 함께 촉진하였다.
약용식물 및 한약재 추출물에 대한 벼 제2엽초장 신장 검정 결과(Table 6)로부터 뿌리 생장에 있어서 약 6% 이하의 미약한 억제를 나타내었으나, 제2엽초장이 신장된 시료들은 감초 근경 2,000ppm(6.57%), 감초 경엽 2,000ppm(4.19%), 당귀 뿌리 2,000ppm(4.69%), 속단 전초 2,000ppm(13.32%), 시호 전초 2,000ppm(29.72%), 인삼 경엽 2,000ppm(8.89%), 천궁 근경 2,000ppm(9.94%) 헛개나무 가지와 잎 2,000ppm(8.07%) 및 황기 전초 2,000ppm(9.19%)로 확인되었다. 한편 작약 뿌리의 경우 추출물은 동일 농도에서 신장촉진 활성을 보여주지 않았으나, 이는 벼 유묘 생장 검정법(Lee, 1989)과 벼 제2엽초장 신장 검정법(Murakami, 1970)에서 피검약량 및 피검용액에 노출된 기간의 상이함에 기인한 것으로 생각된다.
자생식물 38종, 작물 4종의 methanol 추출물을 1,000ppm과 2,000ppm의 농도로 조제하여 대조구에 대한 벼 유묘 생장율을 검정(Lee, 1989)한 결과, 갈대 줄기 2,000ppm(신초 5.95%; 뿌리 42.46%), 목화 경엽 1,000ppm(신초 7.84%; 뿌리 13.99%), 산수국 전초 1,000ppm(신초 2.97%; 뿌리 60.30%), 엉겅퀴 전초 1,000ppm(신초 3.48%; 뿌리 47.81%) 및 율무 전초 1,000ppm(신초 5.52%; 뿌리 93.31%)가 벼 유묘 신초와 뿌리 신장을 모두 촉진한 것으로 나타났다(Table 3). 또한 벼 유묘 신초 신장에 대한 억제율이 미약하면서 벼 유묘 뿌리의 신장을 촉진한 식물 종은 감국 경엽 1,000ppm(46.
후속연구
한편 작약 뿌리의 경우 추출물은 동일 농도에서 신장촉진 활성을 보여주지 않았으나, 이는 벼 유묘 생장 검정법(Lee, 1989)과 벼 제2엽초장 신장 검정법(Murakami, 1970)에서 피검약량 및 피검용액에 노출된 기간의 상이함에 기인한 것으로 생각된다. 따라서 벼 유묘 생장 검정법에서 뿌리의 생장을 억제시킨 시호 전초, 인삼 경엽 및 헛개나무 가지와 잎 추출물도 보다 낮은 농도에서 검토할 필요성이 제기되었다.
31%)는 벼 유묘 뿌리의 생장을 크게 촉진하였다. 따라서 이들 식물 종들에는 gibberellin류를 위시한 식물 생장촉진에 관여된 생리활성 물질들이 함유되어 있는 것으로 추정되었으며, 주변 산야지에서 쉽게 채취할 수 있는 초종들은 착과촉진을 위한 농가 자가제조 액비(An et al., 2012) 개발 소재로써의 이용가능성이 있을 것으로 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
현존하는 식물들이 생합성하는 물질의 종류는 몇가지인가?
현존하는 약 300,000여 종의 식물들이 생합성하는 물질은 20,000여 종으로서 이들로부터 매년 약 1,500여 종의 물질이 추출․분리되고 있으며, 그 중 300여종은 인간에게 유용한 물질로서 개발 가능한 생리활성을 지닌 것으로 평가되고 있다(Allan and Fowler, 1985). 식물은 종별로 다양한 allelochemical을 생산하여 자연 생태계에서 타 동․식물 및 미생물에 대해 상호적인 화학적 제어를 통해 자신의 생존영역을 방어하는 메커니즘을 가지고 있으며, alkaloids, flavonoids, terpenoids, phenolic compounds, quinones 및 volatile oil 등의 이차대사산물이 allelopathic agent로 인정되고 있다(Rice, 1984).
식물들이 생합성하는 물질중 인간에게 유용한 물질의 종류는 몇가지인가?
현존하는 약 300,000여 종의 식물들이 생합성하는 물질은 20,000여 종으로서 이들로부터 매년 약 1,500여 종의 물질이 추출․분리되고 있으며, 그 중 300여종은 인간에게 유용한 물질로서 개발 가능한 생리활성을 지닌 것으로 평가되고 있다(Allan and Fowler, 1985). 식물은 종별로 다양한 allelochemical을 생산하여 자연 생태계에서 타 동․식물 및 미생물에 대해 상호적인 화학적 제어를 통해 자신의 생존영역을 방어하는 메커니즘을 가지고 있으며, alkaloids, flavonoids, terpenoids, phenolic compounds, quinones 및 volatile oil 등의 이차대사산물이 allelopathic agent로 인정되고 있다(Rice, 1984).
이차대사산물이 주목받고 있는 분야는 무엇인가?
식물은 종별로 다양한 allelochemical을 생산하여 자연 생태계에서 타 동․식물 및 미생물에 대해 상호적인 화학적 제어를 통해 자신의 생존영역을 방어하는 메커니즘을 가지고 있으며, alkaloids, flavonoids, terpenoids, phenolic compounds, quinones 및 volatile oil 등의 이차대사산물이 allelopathic agent로 인정되고 있다(Rice, 1984). 이들은 현재까지 항산화, 항암(Jang et al., 2011), 항생제(Kim et al., 2005) 등 의약을 개발하기 위한 소재로 주목받고 있으며, 관련 연구들이 집중되고 있다. 또한 식물에 생리활성을 가지는 식물 기원 물질들을 대상으로 생장억제물질을 이용한 농약 개발(Lee et al.
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