[논문]오미자 수집종의 생육특성 및 생리활성 분석을 통한 우수자원 선발

한신희; 장재기; 마경호; 김예진; 김선미; 이희정; 홍충의

doi:10.7783/kjmcs.2019.27.1.9

[국내논문] 오미자 수집종의 생육특성 및 생리활성 분석을 통한 우수자원 선발
Selection of Superior Resources through Analysis of Growth Characteristics and Physiological Activity of Schisandra chinensis Collection 원문보기

韓國藥用作物學會誌 = Korean journal of medicinal crop science, v.27 no.1, 2019년, pp.9 - 16

한신희 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 인삼특작부 약용작물과) , 장재기 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 인삼특작부 약용작물과) , 마경호 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 인삼특작부 약용작물과) , 김예진 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 인삼특작부 약용작물과) , 김선미 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 인삼특작부 약용작물과) , 이희정 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 인삼특작부 약용작물과) , 홍충의 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 인삼특작부 약용작물과)

Abstract ▼ AI-Helper

Background: Various Schisandra chinensis (SC) varieties grow in diverse regions in Korea. However, there is no valid scientific evidence of these varieties. This study aimed to select the excellent resources in terms of the growth characteristics, antioxidant activities, and analysis of the active compounds of the SC collection. Method and Results: In total, 154 resources of SC were collected from various regions of Korea. The growth characteristics were measured by the number of fruit bunches, fruit number, and weight of 100 fruits. The antioxidant activities were investigated by analyzing the total flavonoid and total polyphenol contents and the radical scavenging activity of DPPH and ABTS. Schizandrin A, schizandrin c, gomisin a, and gomisin N were analyzed by HPLC. Each resource showed different growth characteristics. Among the antioxidative effects, the highest 20 resources showed high antioxidant activities in selected 29 resources. Analysis of the SC lignan index showed that all resources contained more than 1.16% of active compounds. Conclusions: All of the selected 29 SC resources were shown to have excellent growth characteristics, antioxidant activities, and bioactive compound richness. Especially, SC-004, SC-007, and SC-154 showed the best growth characteristics, and SC-22, SC-40, and SC-45 showed the best antioxidant activities and bioactive compound richness.

주제어

표/그림 (5)

표 Table 1. HPLC analysis conditions for lignan.
표 Table 2. Analysis of growth characteristics in Schisandra chinensis collection.
표 Table 3. Antioxidant component and antioxidant activity of Schisandra chinensis collection.
그림 Fig. 1. Total score of antioxidant activity of Schisandra chinensis collection.
표 Table 4. Analysis of indicator compound contents in Schisandra chinensis collection.

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구는 국내에 자생 또는 재배되고 있는 다양한 오미자 자원을 수집하여 생육 적응 및 증식하여 생육특성이 우수하고, 항산화 활성 및 오미자 유효성분인 schizandrin A, gomisin A, gomisin N 및 schizandrin C의 함량이 우수한 자원을 선발하고자 수행하였으며, 이는 향후 목적하고자 하는 생육특성을 갖는 자원을 선발하고 특성화하여 계통을 만들고, 최종적으로 새로운 품종으로 육성하는데 중요한 기초자료로 활용하고자 한다.

가설 설정

05. ¹⁾ Total flavonoid content is expressed as ㎎ naringin equivalent (NE) in 1 g of dry matter, ²⁾ Total polyphenol content is expressed as ㎎ catechin equivalent (CE) in 1 g of dry matter, ³⁾Radical scavenging activity is expressed in ㎍ of dry matter per ㎖ of assay mixture. IC₅₀ amount of sample necessary to decrease by 50% the intial radical concentration.

제안 방법

35 ㎖로만든 후, 실온에서 1 시간 방치하고 3,000 rpm에 10 분간 원심 분리하였다. 상층액을 취해 725 ㎚에서의 흡광도를 측정한 후, catechin을 이용하여 작성한 표준곡선으로부터 총폴리페놀 함량을 구하였다.
오미자 우량자원의 성분분석을 대한민국약전 (2018)에 명시된 방법으로 유효성분인 schizandrin A, gomisin A, gomisin N 및 schizandrin C를 HPLC로 분석하였다.
SC-022 자원의 경우 모든 항산화 평가 실험에서 가장 우수한 항산화능이 있음을 확인되었다. 우량자원들의 항산화 활성을 비교하기 위해 각 항산화 측정 실험에서 가장 우수한 자원을 100%로 하고, 이를 비례해 다른 자원들을 우수자원 100% 대비 %로 환산한 후 이들 합을 점수화 하여 항산화능의 정도를 평가한 결과를 Fig. 1에 나타내었다.
정량분석을 위해 각 표준물질을 6, 12.5, 25, 50, 100 ppm 의 농도에서 분석을 실시하여 schizandrin A는 y = 16.942x -36.275, R² = 0.9996, gomisin A는 y = 21.543x - 51.596, R² = 0.9999, gomisin N y = 12.856x - 19.442, R²= 0.9993, schizandrin C는 y = 10.956x - 4.6792, R² = 0.9996의 검량선 식을 확인하였고, 이 식을 이용하여 오미자 우량자원에 들어 있는 schizandrin A, gomisin A, gomisin N 및 schizandrin C를 정량분석 실시하였다.
총폴리페놀의 함량 측정은 Stanojević 등 (2009) 방법을 변형시켜 실시하였다. 시료 0.
총플라보노이드의 함량 측정은 Stanojević 등 (2009) 방법을 변형시켜 에탄올 추출물 0.1 ㎖ 에 90% diethylene glycol 1 ㎖을 첨가하고, 다시 1N NaOH을 0.1 ㎖을 넣고 37℃ 수조에 넣어서 1 시간 동안 반응시킨 후 420 ㎚ 에서의 흡광도를 측정한 후, naringin을 이용하여 작성한 표준곡선으로부터 총플라보노이드 함량을 구하였다.
항산화 효능의 대조구는 일반적으로 많이 알려져 있는 ascorbic acid와 비교실험 하였다.

대상 데이터

HPLC 분석에 사용한 acetonitrile, D.W., acetic acid는 HPLC 등급의 시약을 사용하 였으며, 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl, ascorbic acid, 2,2′-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt, Folin-ciocalteau's phenol ragent, soium carbonate, catechin, naringin 시약은 Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)사의 것을 사용하였다.
대조구는 일반적으로 많이 알려져 있는 ascorbic acid로 비교실험 하였다.
실험에 사용된 오미자 [Schizandra chinensis (Turcz.) Baillon] 는 국립원예특작과학원 약용작물과 시험포장에서 2014년도부터 자생종 및 전국에서 수집한 154 종의 오미자 수집종을 년차 별로 생육 적응 및 증식하여 최종 2016년부터 2017년까지 생육조사된 것을 사용하였다.
오미자 [Schizandra chinensis (Turcz.) Baillon] 우량자원 SC-003 - C-072는 전라북도 장수에서, SC-082 - SC-127은 강원도 횡성에서, SC-144 - SC-154는 전라북도 무주에서 수집하였으며, 이들을 시험포장에서 생육 적응 및 증식하여 생육특성을 조사한 결과는 Table 2와 같다.

데이터처리

Significance differences were analyzed with Duncan’s Multiple Range Test (DMRT) as means ± SD at p < 0.05.
Significance differences were analyzed with Duncan’s Multiple Range Test (DMRT) as means±SD at p < 0.05.
실험결과는 SAS Version 9.3 (SAS Institute, Cray, NC, USA)로 분석하였으며, 시료간의 유의적 차이는 Duncan’s Multiple Range Test (DMRT)로 유의수준 5% (p < 0.05)에서 검증 하였다.
실험은 3번 반복한 결과 값을 평균치 ± 표준편차 (Means ± SD)로 나타내었다.

이론/모형

ABTS⁺ radical을 이용한 항산화력 측정은 ABTS⁺ decolourisation assay 방법에 의하여 시행하였다 (Re et al., 1999).
대한민국약전 (2018)의 오미자의 지표물질 정량법에 따라 시료 0.5 g을 정밀하게 달아 메탄올 20 ㎖을 넣고 20 분간 초음파 추출하여 여과한 후, 잔여물에 메탄올 20 ㎖ 을 넣어 같은 방법으로 조작하였다. 여액에 메탄올을 넣어 50 ㎖ 로 정용하여 Table 1에 명시한 조건으로 HPLC를 이용하여 분석하였다.
오미자 우량계통의 생육특성조사는 농림축산식품부 국립종자관리소에서 발간하는 ‘신품종 심사를 위한 작물별 특성조사 요령-오미자’ (KSVS, 2005) 방법에 따라 열매송이 수, 열매 수, 열매 100 과립 중을 조사하였다.

성능/효과

SC-022 자원의 경우 모든 항산화 평가 실험에서 가장 우수한 항산화능이 있음을 확인되었다. 우량자원들의 항산화 활성을 비교하기 위해 각 항산화 측정 실험에서 가장 우수한 자원을 100%로 하고, 이를 비례해 다른 자원들을 우수자원 100% 대비 %로 환산한 후 이들 합을 점수화 하여 항산화능의 정도를 평가한 결과를 Fig.
Schizandrin C의 평균함량은 0.17 ± 0.07%를 나타냈으며, 가장 높은 함량을 나타낸 것은 횡성에서 수집한 SC-082 자원으로 0.847 ± 0.00%, 가장 낮은 함량을 나타낸 것은 무주에서 수집한 SC-154 자원으로 0.09 ± 0.00%의 함량을 보였다.
SC-003 - SC-72; collected from Jangsu of Jeollabuk-do, SC-82 - SC-127; collecting from Hoengseong of Gangwon-do, SC-144 – SC-154; collecting from Muju of Jeollabuk-do. Score were measured the most excellent resources were taken as 100% vs the other resources were proportionally converted to 100% of excellent resources.
각 유효성분을 합한 총 함량의 평균값은 1.67 ± 0.32%를 나타냈으며, SC-013 자원이 2.49%로 가장 높은 총 함량을 나타냈다.
그리고 모든 자원의 각 항목별 항산화 평가 결과가 다른 항목의 항산화 평가 결과와 반드시 일치하는 것은 아니지만 대부분 각 항목에서 높은 항산화 효과를 보인 자원들인 장수에서 수집한 SC-003, SC-010, SC-020, SC-022, SC-023, SC-040, SC-042, SC-045, SC-046, SC-055, SC-066, SC-069, 횡성에서 수집한 SC-086, 무주에서 수집한 SC-151, SC-153이 다른 항산화 평가 항목에서도 높은 항산화 효과를 보여 선발된 자원들이 매우 우수한 항산화 활성을 가진 것으로 판단된다.
특히 SC-004는 송이당 열매 수, SC-007는 열매송이 수, SC-154는 송이당 열매 수와 열매 100 과립 중의 생과와 건과무게에서 우수한 생육특성을 나타냈다. 또한 SC-022, SC-045, SC-040 자원의 경우는 선발된 29 종의 우수자원들 중에서 항산화 활성은 평균 264.04 점 대비 400.00, 304.00, 283.05 점으로 매우 우수한 항산화 활성을 보였고, 기능성 물질의 함량은 평균 1.67% 대비 2.15%, 2.11%, 2.13%로 다른 우수자 원들 중에서도 상위를 차지하는 함량우위를 나타냈다. 따라서 SC-004, SC-007, SC-022, SC-040, SC-045, SC-154 자원은 선발된 29 종의 우수자원들 중에서도 뛰어난 생육특성과 항산화 활성 및 기능성 물질을 함유하고 있기 때문에 이들 자원을 이용한 육종연구가 향후 진행이 되어 우수한 품종 개발 및 농가에 보급이 된다면 농가는 물론이고 관련 식·의약 산업에 큰 도움이 될 것이라 생각한다.
또한 SC-154 자원의 열매 100 과립 중의 생과와 건과 무게가 87.0 ± 28.3 g, 20.0 ± 7.1 g으로 가장 우수한 열매 100 과립 중의 생과와 건과 무게 생육특성을 나타냈다.
또한 오미자에서 분리된 각 리그난의 농도에 따라 유식물체당 총 생체중과 건물중이 증가 또는 감소를 보여 오미자의 리그난이 종자발아 또는 유묘의 생장을 조절할 수 있는 생장조 절제로 기능성이 있음을 보였다.
SC-154 자원은 송이당 열매 수 및 열매 100 과립 중의 생과와 건과 무게 우위를 나타냈지만 열매송이 수는 평균보다 낮은 생육특성을 보였다. 반면 열매송이 수 우위를 보였던 SC-007 자원은 송이당 열매 수에서는 평균보다는 낮은 생육특성을 보였다. 이처럼 Table 2의 결과는 다양한 생육특성을 가지는 우량자원들을 목적하고자 하는 생육특성별로 선발하고 특성화하여 계통을 만들고, 최종적으로 새로운 품종 으로 육성하는데 중요한 기초 자료로 활용될 것으로 사료된다.
00%의함량을 보였다. 상위 1, 2 위인 SC-013과 SC-022는 각각 1.21%의 함량을 나타냈으나, SC-013이 1.212%의 값을 보인 반면에 SC-022는 1.205%의 함량을 보여 SC-013이 SC-022 보다 약간 높은 함량 우위를 나타냈다.
00%의 함량을 보였다. 상위 1, 2인 SC-013과 SC-045의 함량은 0.848%, 0.864%로 SC-013이 SC-045 보다 약간 높은 함량 우위를 나타냈다.
열매송이는 장수에서 수집한 SC-007 자원이 31.0 ± 8.5 개로 가장 많은 수량을 보였으나, 횡성과 무주에서 수집된 자원 들은 상대적으로 평균보다 낮은 열매송이 수량을 나타냈다.
오미자에 대한 다양한 연구로 최근 식물에서 종자발아 또는유묘의 생장을 조절할 수 있는 생장조절제로서의 기능도 가지고 있는 것이 확인되었다. Park 등 (2012a)의 연구에서 오미 자에서 분리한 schizandrin, schizandrin C, gomisin A 및 gomisin N 용액에 종자를 1 시간 침지 후 발아율을 비교한결과, 4 종의 오미자 리그난류 처리는 대조구에 비해 발아속도가 빨랐으나 48 시간 후에는 농도가 올라 갈수록 억제되는 결과를 보였다.
항산화 평가에서 높게 평가된 20 종의 자원이 유효성분 총함량의 20 위 안에 드는 자원은 15 종으로 항산화 효과와 유효성분의 함량의 상관관계가 높음을 알 수 있었다. 이는 항산화 평가의 순위와 유효성분 총 함량의 순위가 반드시 일치하는 것은 아니지만 유효성분의 총 함량이 많은 자원이 역시 상당히 높은 항산화 효과가 있음을 확인하였으며, 이는 이들 유효성분이 상당한 항산화 효과가 있음을 말해주고 있고, 선발된 자원들이 우수한 자원이라는 것을 확인할 수 있었다.
전국에서 수집한 자원에서 선발된 29 종의 우수자원들은 모두 우수한 생육특성과 항산화 효과 및 기능성 유효성분을 함유하고 있음을 확인하였다. 또한 대한민국 약전의 기준을 모두 상회하여 매우 우수한 자원들이라고 판단이 된다.
항산화 평가에서 높게 평가된 20 종의 자원이 유효성분 총함량의 20 위 안에 드는 자원은 15 종으로 항산화 효과와 유효성분의 함량의 상관관계가 높음을 알 수 있었다. 이는 항산화 평가의 순위와 유효성분 총 함량의 순위가 반드시 일치하는 것은 아니지만 유효성분의 총 함량이 많은 자원이 역시 상당히 높은 항산화 효과가 있음을 확인하였으며, 이는 이들 유효성분이 상당한 항산화 효과가 있음을 말해주고 있고, 선발된 자원들이 우수한 자원이라는 것을 확인할 수 있었다.

후속연구

따라서 SC-004, SC-007, SC-022, SC-040, SC-045, SC-154 자원은 선발된 29 종의 우수자원들 중에서도 뛰어난 생육특성과 항산화 활성 및 기능성 물질을 함유하고 있기 때문에 이들 자원을 이용한 육종연구가 향후 진행이 되어 우수한 품종 개발 및 농가에 보급이 된다면 농가는 물론이고 관련 식·의약 산업에 큰 도움이 될 것이라 생각한다.
, 2017). 따라서 선발된 오미자 우수자원들은 위와 관련된 기능성에 대해 상당히 보호 및 치료 효과가 클 것으로 기대된다.
또한 대한민국 약전의 기준을 모두 상회하여 매우 우수한 자원들이라고 판단이 된다. 따라서 이들 우수한 오미자 자원을 육성화여 농가에 보급하면 농가의 수익창출에 도움이 되며, 이를 이용한 건강기능식품과 관련 가공제품의 개발에도 도움이 되어 국민보건 증진과 국가위상 제고에 도움이 되리라 생각한다.
반면 열매송이 수 우위를 보였던 SC-007 자원은 송이당 열매 수에서는 평균보다는 낮은 생육특성을 보였다. 이처럼 Table 2의 결과는 다양한 생육특성을 가지는 우량자원들을 목적하고자 하는 생육특성별로 선발하고 특성화하여 계통을 만들고, 최종적으로 새로운 품종 으로 육성하는데 중요한 기초 자료로 활용될 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	대한민국약전에 따른 오미자 규격 기준은 무엇인가?	, 2004). 또한 대한민국약전 (2018)에서의 오미자 규격은 schizandrin, gomisin A, gomisin N의 합 0.7% 이상 함유하는 기준으로 하고 있다.
	오미자의 생약명은 무엇인가?	오미자 [Schizandra chinensis (Turcz.) Baillon]는 목련과 (Magnoliaceae)의 식물인 오미자의 잘 익은 과실로 생약명은 Schizandrae Fructus이다 (Ko et al., 2004; MFDS, 2008).
	오미자 씨의 생김새는 어떠한가?	바깥 면은 어두운 붉은색에서 적자색으로 주름이 있고, 때론 흰 가루가 묻어 있기도 하며, 과육은 유연하고 이것을 벗기면 콩팥 모양의 씨가 1 - 2 개 들어 있다. 씨는 길이 2 - 5 ㎜ 이고, 바깥 면은 광택이 있는 황갈색에서 어두운 적갈색이며 등 쪽에는 봉선이 뚜렷하다. 그리고 냄새가 약간 있으며 맛은 처음에 시고 후에 떫으면서 쓴 특징을 가지고 있다 (MFDS, 2018).

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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