[논문]재배지 환경에 따른 참당귀 생육 및 지표성분 함량 비교

김남수; 정대희; 정충렬; 김현준; 전권석; 박홍우

doi:10.7732/kjpr.2019.32.5.448

재배지 환경에 따른 참당귀 생육 및 지표성분 함량 비교
Comparison of Growth and Contents of Active Ingredients of Angelica gigas Nakai under Different Cultivation Areas 원문보기

韓國資源植物學會誌 = Korean journal of plant resources, v.32 no.5, 2019년, pp.448 - 456

김남수 (국립산림과학원 산림약용자원 연구소) , 정대희 (국립산림과학원 산림약용자원 연구소) , 정충렬 (국립산림과학원 산림약용자원 연구소) , 김현준 (국립산림과학원 산림약용자원 연구소) , 전권석 (국립산림과학원 산림약용자원 연구소) , 박홍우 (국립산림과학원 산림약용자원 연구소)

초록
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참당귀(Angelica gigas Nakai)는 미나리과(Apiaceae) 당귀속(Angelica L.)에 속하는 다년생 식물로, 뿌리에 효능이 많아 약용 목적으로 재배된다. 본 연구에서는 주로 생산되는 참당귀 재배지의 특성에 대한 연구와 이에 따른 참당귀의 생장 및 지표성분 함량과의 상관관계를 구명하여 참당귀의 안정적인 한약재 수급을 위한 생산량 및 유용성분 함량 증가에 적합한 재배 환경에 대한 정보를 제공하는데 있다. 참당귀의 근직경은 평창 두일리가, 지근 개수는 평창 탑동리가 가장 많았다. 생중량은 평창 탑동리가 가장 높았으며, 건중량도 이와 같은 경향을 보였다. 재배지의 토성은 사질식양토(Sandy Clay Loam)였으며, 유기물 함량은 탑동리에서 3.63%로 가장 높은 함량을 보였다. 전 질소 함량은 봉화 남회룡리에서 0.19%로 가장 높았으며, 유효인산 함량은 고선리에서 높았다. 총 decursin 함량은 두일리에서 5.31%로 가장 높았다. 결과적으로 평창 두일리에서 참당귀의 생육이 가장 우수하였으며, decursin 함량 또한 높았다. 당귀의 수량이나 성분은 재배지역의 환경조건에 크게 영향을 받는데, 해발이 높은 지역에서 재배하는 것이 지표성분 함량과 생산량 증가에 유리하다고 사료되며, 환경조건과 생육 및 지표성분 함량과의 상관관계에 대한 기초자료가 될 것이라고 판단된다. 또한, 최적의 재배환경의 확립과 식물의 생리작용에 대한 연구의 기초가 될 수 있을 것이라고 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Angelica gigas Nakai (Korean danggui), a member of the Umbelliferae family, is a Korean traditional medicinal plant whose roots have been used for treating gynecological diseases. In this study, the growth characteristics and decursin contents of Angelica gigas Nakai were compared according to the difference of cultivation area. As a result, the root diameter of A. gigas Nakai was the highest in the Duil-ri, and the number of the root of A. gigas was the highest in Topdong-ri. The fresh weight and dry weight of Angelica gigas Nakai was the highest in the Topdong-ri. The soil properties of cultivation area was Sandy Clay Loam and the content of organic matter was the highest in Topdong-ri. The total content of decursin was 5.31% the highest in Duil-ri. And 4.96% in Namhoeryong-ri, 4.41% in Kosun-ri, 4.25% in topdon-ri, 3.96% in Gugok-ri, and 3.64% in Gongjeon-ri was accumulated.

주제어

표/그림 (10)

그림 Fig. 1. The map of collected A. gigas cultivation area.
그림 Fig. 2. The structure of A. gigas and investigate of growth characteristics. (A) Length of root, (B) Diameter of root, (C) Supporting root.
그림 Fig. 3. Structures of the three coumarins. (A) decursin, (B) decursinol angelate, (C) nodakenin.
표 Table 1. The geographical and meteorological information of A. gigas cultivation area
표 Table 2. Growth characteristics of A. gigas root among different cultivation area
표 Table 3. Edaphic characteristics of A. gigas among different cultivation area
표 Table 4. The content of exchangeable cation and cation exchange capacity of A. gigas among different cultivation area
표 Table 5. Root development of A. gigas among different cultivation area
표 Table 6. Correlation coefficient between the meteorological and edaphic characteristics and active compounds in A. gigas
그림 Fig. 4. Graph of regression analysis of the production of decursin and meteorological and edaphic characteristics. A; decursin and altitude (m), B; decursin and precipitation (㎜, C; decursin and organic matter (%), D; decursin and electric conductivity (ds/m).

AI 본문요약
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문제 정의

또한 기후의 변화로 인해 평균기온의 상승과 참당귀의 재배 적지가 점점 북쪽으로 이동함에 따라 재배 면적과 생산량이 점차 줄어들 것으로 예상된다. 따라서 본 연구는 주로 생산되는 참당귀 재배지의 특성에 대한 연구와 이에 따른 참당귀의 생장 및 지표성분 함량과의 상관관계를 규명하여 참당귀의 안정적인 한약재 수급을 위한 생산량 및 유용성분 함량 증가에 적합한 재배 환경에 대한 정보를 제공하는데 있다.
)에 속하는 다년생 식물로, 뿌리에 효능이 많아 약용 목적으로 재배된다. 본 연구에서는 주로 생산되는 참당귀 재배지의 특성에 대한 연구와 이에 따른 참당귀의 생장 및 지표 성분 함량과의 상관관계를 구명하여 참당귀의 안정적인 한약재 수급을 위한 생산량 및 유용성분 함량 증가에 적합한 재배 환경에 대한 정보를 제공하는데 있다. 참당귀의 근직경은 평창 두일리가, 지근 개수는 평창 탑동리가 가장 많았다.

제안 방법

토양 시료 채취는 각 재배지에서 무작위로 100 g씩 표토를 제거 하고 채취하였다. 3반복으로 진행하였으며, 시료를 건조한 토양을 2 ㎜로 체별한 시료를 분석에 사용하였다. 토양 내 모래, 미사, 점토의 함량을 분석하기 위해 미국 농무성(USDA)에 의한 입도 분류를 실시하였으며, 토양 내 유기물 함량은 WalkleyBlack법(Walkley and Black, 1934), 전질소는 Kjeldahl 황상분해증류법(Konen et al.
UV파장은 330 ㎚로 PDA 검출기를 사용하였다. Methanol에 nodakenin, decursin, decursinol angelate 표준품을 각 농도(200, 100, 50, 25, 12.5, 6.25 ㎍/mL)별로 녹여 분석을 진행 한 후, 면적에 대한 농도로 calibration curve를 작성하였다. 각각의 calibration curve을 토대로 시료에 함유된 3가지 성분의 함량을 정량하였다.
각 재배지 토양의 특성을 비교하기 위하여 10월 하순에 참당귀를 수확할 때 같이 채취하여 분석을 실시하였다(Table 3). 분석한 결과, 재배지 모두 모래 45%이상, 미사 28%이하, 점토 20-35%인 사질식양토(Sandy Clay Loam)의 토성을 보였다.
25 ㎍/mL)별로 녹여 분석을 진행 한 후, 면적에 대한 농도로 calibration curve를 작성하였다. 각각의 calibration curve을 토대로 시료에 함유된 3가지 성분의 함량을 정량하였다.
그 후 50 ℃의 건조기(DY-420H, Lassele, Korea)에 7일간 건조시켜 건중량을 측정하였다. 건조된 뿌리는 유용성분의 함량을 분석하기 위해 사용되었으며, 같은 시기에 토양 특성을 조사하기 위해 각 재배지 별 토양을 채취하였다.
1), GPS를 이용하여 위치와 고도를 조사하였고, 기상청에서 제공하는 기후 통계분석 데이터를 이용하여 지하부 생육시기인 8월부터 10월까지의 평균 기온과 누적 강수량을 확인하였다(Table 1). 그리고 2018년 10월 하순에 각 재배지별로 참당귀를 수확하여 지하부의 근직경, 근장, 지근 수, 생중량과 같은 생장특성조사를 실시하였다(Fig. 2). 생육특성조사는 각 15개체씩 진행되었다.
이동상은 1% formic acid가 함유된 증류수 (용매 A)와 1% formic acid의 Acetonitrile (용매 B)을 80 : 20의 비율로 시작하여 5분 동안 유지 후, 40 : 60의 비율로 13분 동안 조정 후 같은 비율로 9분 동안 유지하였다. 다시 80 : 20의 비율로 0.1분 동안 조정 후, 7분간 유지하는 분석을 실시하였다. 분석은 3반복으로 진행되었으며, Colum 온도는 40 ℃, 유속은 1.
45 ㎛ filter로 여과하여 분석 시료로 사용하였다. 분석은 Shiseido nanospace SI-2 HPLC system (Shiseido Co., Ltd, Tokyo, Japan)을 사용하여 실시하였고, 컬럼은 Shiseido Capcell Pak C18 MG II column (Particle size 5 ㎛ 4.6 x 250㎜, Shiseido Co., Ltd, Tokyo, Japan)을 사용하였다. 이동상은 1% formic acid가 함유된 증류수 (용매 A)와 1% formic acid의 Acetonitrile (용매 B)을 80 : 20의 비율로 시작하여 5분 동안 유지 후, 40 : 60의 비율로 13분 동안 조정 후 같은 비율로 9분 동안 유지하였다.
, Ltd, Tokyo, Japan)을 사용하였다. 이동상은 1% formic acid가 함유된 증류수 (용매 A)와 1% formic acid의 Acetonitrile (용매 B)을 80 : 20의 비율로 시작하여 5분 동안 유지 후, 40 : 60의 비율로 13분 동안 조정 후 같은 비율로 9분 동안 유지하였다. 다시 80 : 20의 비율로 0.
재배지 차이에 따른 지표성분의 함량을 비교하기 위하여 nodakenin, decursin, decursinol angelate의 함량을 분석하였다(Table 5). 그 결과, 총 함량은 두일리에서 5.
참당귀의 nodakenin, decursin, decursinol angelate의 함량을 알아보기 위해 건조된 시료를 미세한 가루 형태로 분쇄하였다(Fig. 3). 그 후, 0.
2 g을 정량하여 2 mL의 100% MeOH을주입 후 항온수조에서 80 ℃로 1시간 동안 추출을 진행하였다. 추출된 용액을 뷰흐너 깔때기를 이용해 여과한 후 회전증발농축기로 농축을 실시하였다. 농축된 시료에 100% MeOH을 2 mL로 정용하여 0.
토양 시료 채취는 각 재배지에서 무작위로 100 g씩 표토를 제거 하고 채취하였다. 3반복으로 진행하였으며, 시료를 건조한 토양을 2 ㎜로 체별한 시료를 분석에 사용하였다.

대상 데이터

0 mL/min, 시료 주입량은 5 μL로 설정하였다. UV파장은 330 ㎚로 PDA 검출기를 사용하였다. Methanol에 nodakenin, decursin, decursinol angelate 표준품을 각 농도(200, 100, 50, 25, 12.
본 연구에서 재배지 차이에 따른 참당귀의 특성을 비교하기 위해 주산지인 강원도 평창군, 충청북도 제천시, 경상북도 봉화군에서 각 2개 소지의 재배 농가를 선정하고(Fig. 1), GPS를 이용하여 위치와 고도를 조사하였고, 기상청에서 제공하는 기후 통계분석 데이터를 이용하여 지하부 생육시기인 8월부터 10월까지의 평균 기온과 누적 강수량을 확인하였다(Table 1). 그리고 2018년 10월 하순에 각 재배지별로 참당귀를 수확하여 지하부의 근직경, 근장, 지근 수, 생중량과 같은 생장특성조사를 실시하였다(Fig.
2). 생육특성조사는 각 15개체씩 진행되었다. 그 후 50 ℃의 건조기(DY-420H, Lassele, Korea)에 7일간 건조시켜 건중량을 측정하였다.

데이터처리

참당귀의 건중량과 유효성분의 함량(%)를 이용하여 참당귀 개체당 유효성분의 생산량을 계산한 후, 고도, 기온, 강수량 및 토양환경과 같은 입지환경과의 상관관계에 대한 통계적 유의성을 검정하기 위해 Spearman’s rank 상관관계분석을 진행하였다(Table 6).
통계분석은 SAS(Statistical Analysis System ver. 7.1) software을 이용하여 일원배치분산분석(one-way ANOVA)과 Duncun’s Multiple Range Test (DMRT)로 유의수준 5% (p < 0.01)으로 검증하였으며, 분석한 데이터 값은 평균치 ± 표준편차(means ± SD)로 나타내었다.

이론/모형

, 2002), 전기전도도(EC)와 토양 pH는 토양과 증류수 비율을 1:5 (v/v)가 되도록 혼합하여 1시간 후에 상등액의 전기전도도와 pH를 측정하였다. 유효인산은 Lancaster침출법으로 분광광도계를 이용하여 분석하였으며, 치환 성양이온인 칼륨, 칼슘, 마그네슘은 pH가 7.0인 1N의 ammonium acetate를 가하여 원자방출분광광도계(ICP)를 이용하여 분석하였다.
3반복으로 진행하였으며, 시료를 건조한 토양을 2 ㎜로 체별한 시료를 분석에 사용하였다. 토양 내 모래, 미사, 점토의 함량을 분석하기 위해 미국 농무성(USDA)에 의한 입도 분류를 실시하였으며, 토양 내 유기물 함량은 WalkleyBlack법(Walkley and Black, 1934), 전질소는 Kjeldahl 황상분해증류법(Konen et al., 2002), 전기전도도(EC)와 토양 pH는 토양과 증류수 비율을 1:5 (v/v)가 되도록 혼합하여 1시간 후에 상등액의 전기전도도와 pH를 측정하였다. 유효인산은 Lancaster침출법으로 분광광도계를 이용하여 분석하였으며, 치환 성양이온인 칼륨, 칼슘, 마그네슘은 pH가 7.

성능/효과

4개로 제천시나 봉화군보다 높았다. 각 재배지의 생중량과 건중량은 탑동리에서 각각 598.4 g, 60.6 g 으로 가장 높았다. 광량, 해발고도, 토양수분과 같은 기상환경은 식물체 개체의 생장 특성에 큰 영향을 준다는 다양한 연구가 진행되어 왔다(Hautier et al.
31%로 가장 높았다. 결과적으로 평창 두일리에서 참당귀의 생육이 가장 우수하였으며, decursin 함량 또한 높았다. 당귀의 수량이나 성분은 재배지역의 환경조건에 크게 영향을 받는데, 해발이 높은 지역에서 재배하는 것이 지표성분 함량과 생산량 증가에 유리하다고 사료되며, 환경조건과 생육 및 지표성분 함량과의 상관관계에 대한 기초자료가 될 것이라고 판단된다.
재배지 차이에 따른 지표성분의 함량을 비교하기 위하여 nodakenin, decursin, decursinol angelate의 함량을 분석하였다(Table 5). 그 결과, 총 함량은 두일리에서 5.31%로 가장 높았으며, decursin 함량이 nodakenin, decursinol angelate 보다 많았다. Lee et al.
(2010)은 토양 유기물로부터 미생물이 이용할 수 있는 에너지원 (C)과 영양원 (N)을 동시에 얻을 수 있기 때문에 토양 미생물 바이오매스가 증가하며 식물에 영향을 준다고 한다. 또한 유효성분 생산량이 모래와는 음의 상관관계, 미사와는 양의 상관관계를 나타났다. Park et al.
각 재배지 토양의 특성을 비교하기 위하여 10월 하순에 참당귀를 수확할 때 같이 채취하여 분석을 실시하였다(Table 3). 분석한 결과, 재배지 모두 모래 45%이상, 미사 28%이하, 점토 20-35%인 사질식양토(Sandy Clay Loam)의 토성을 보였다. 토양의 pH는 모두 약 산성을 보이는데, 남회룡리에서 6.
(2009)는 해발고도와 참당귀 묘의 decursin 함량과의 관계를 연구하였는데, 고도가 높아질수록 함량이 증가하는 경향을 보였고, decursinol angelate도 같은 경향을 보였으며 통계적으로 유의한 차이를 나타냈다고 하였다. 상관분석 결과, 이와 일치하게 해발고도와는 강한 양의 상관관계를 가지며 통계적으로 유의하였다(Fig. 4A). 이는 고도가 생육간의 관계 뿐 아니라, 유효성분의 생산량에도 상관이 있음을 확인 할 수 있었다.
수확한 참당귀의 생육 특성을 조사한 결과, 근직경은 봉화군 남회룡리와 평창군 두일리에서 각각 72.1 ㎜, 71.8 ㎜로 다른 재배지의 참당귀 보다 더 높은 값을 보였다(Table 2). 지근 개수는 평창군 탑동리에서 31.
17로 가장 낮았다. 유기물 함량은 탑동리에서 3.63%로 가장 높은 함량을 보였으며, 유기물 함량이 높은 재배지에서 참당귀의 근직경, 근장, 생육이 우수한 경향을 보였다. 또한 decursin과 decursinol angelate 함량도 같은 경향을 보였다.
(2009)은 해발에 따른 참당귀의 묘의 생육 특성을 조사하였는데, 지대가 높아질수록 활착률, 초장이 높았으며 지하부에서도 지대가 높아질수록 근장과 근직경의 생육과 수량이 우수하였다. 이번 실험에 이용된 재배지의 해발고도는 평창 두일리와 탑동리의 경우 해발 700 m 이상, 봉화 고선리와 남회룡리는 해발 400-500 m, 제천 공전리와 구곡리의 해발은 약 250 m이며, 선행연구와의 결과와 같이 평창에서 재배된 참당귀의 지근수, 생중량 건중량이 봉화, 제천보다 높음을 보였다.
생중량은 평창 탑동리가 가장 높았으며, 건중량도 이와 같은 경향을 보였다. 재배지의 토성은 사질식양토(Sandy Clay Loam)였으며, 유기물 함량은 탑동리에서 3.63%로 가장 높은 함량을 보였다. 전 질소 함량은 봉화 남회룡리에서 0.
전 질소 함량은 봉화 남회룡리에서 0.19%로 가장 높은 함량을 보였으며, 유효인산 함량은 고선리 > 남회룡리 > 탑동리 > 공전리 > 두일리 > 구곡리 순으로 높았다.
19%로 가장 높았으며, 유효인산 함량은 고선리에서 높았다. 총 decursin 함량은 두일리에서 5.31%로 가장 높았다. 결과적으로 평창 두일리에서 참당귀의 생육이 가장 우수하였으며, decursin 함량 또한 높았다.
분석한 결과, 재배지 모두 모래 45%이상, 미사 28%이하, 점토 20-35%인 사질식양토(Sandy Clay Loam)의 토성을 보였다. 토양의 pH는 모두 약 산성을 보이는데, 남회룡리에서 6.41로 가장 높게 나타났으며, 탑동리에서 4.17로 가장 낮았다. 유기물 함량은 탑동리에서 3.
토양의 양이온치환 용량은 탑동리에서 12.7 cmolc⁺/㎏ 로 가장 높은 결과를 보였으나, 토양의 양이온치환 용량은 탑동리에서 12.7 cmolc⁺/㎏ 로 가장 높은 결과를 보였으나, 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다(Table 4). 또한 고선리에서 K⁺은 1.

후속연구

결과적으로 평창 두일리에서 참당귀의 생육이 가장 우수하였으며, decursin 함량 또한 높았다. 당귀의 수량이나 성분은 재배지역의 환경조건에 크게 영향을 받는데, 해발이 높은 지역에서 재배하는 것이 지표성분 함량과 생산량 증가에 유리하다고 사료되며, 환경조건과 생육 및 지표성분 함량과의 상관관계에 대한 기초자료가 될 것이라고 판단된다. 또한, 최적의 재배환경의 확립과 식물의 생리작용에 대한 연구의 기초가 될 수 있을 것이라고 판단된다.
당귀의 수량이나 성분은 재배지역의 환경조건에 크게 영향을 받는데, 해발이 높은 지역에서 재배하는 것이 지표성분 함량과 생산량 증가에 유리하다고 사료되며, 환경조건과 생육 및 지표성분 함량과의 상관관계에 대한 기초자료가 될 것이라고 판단된다. 또한, 최적의 재배환경의 확립과 식물의 생리작용에 대한 연구의 기초가 될 수 있을 것이라고 판단된다.
토양의 환경은 재배농가별 비료 처리를 어떻게 하느냐에 따라 크게 변하기 때문에, 뚜렷한 변화를 찾기 힘들다고 사료된다. 이를 구명하기 위해서는 토양의 환경을 독립적으로 설정하여 추가 연구가 필요하다고 생각된다.
(2019)은 점봉산 자생지 8개 집단에서 참당귀를 수집하여 토양특성과 생장 특성 및 지표성분 함량 간의 상관분석을 수행한 결과, 토양의 K⁺, Mg ²⁺, Na⁺이 뿌리 생장과 높은 양의 상관관계를 보였다고 한다. 이번 연구에서는 뚜렷한 상관관계를 파악하지 못하였는데, 토양의 환경은 재배농가에서의 시비에 따라 크게 변하기 때문에 토양의 환경을 독립적으로 설정하고 연구할 필요가 있다고 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	참당귀는 무엇인가?	참당귀(Angelica gigas Nakai)는 미나리과(Apiaceae) 당귀속(Angelica L.)에 속하는 다년생 식물로, 뿌리에 효능이 많아 약용 목적으로 재배된다. 본 연구에서는 주로 생산되는 참당귀 재배지의 특성에 대한 연구와 이에 따른 참당귀의 생장 및 지표성분 함량과의 상관관계를 구명하여 참당귀의 안정적인 한약재 수급을 위한 생산량 및 유용성분 함량 증가에 적합한 재배 환경에 대한 정보를 제공하는데 있다.
	참당귀가 해발 300 m 이상인 지역에서 주로 재배되는 이유는?	2% 증가하였다. 참당귀는 강원도 평창, 충청북도 제천, 경상북도 봉화지역과 같은 중북부 해발 300 m 이상인 지역에서 주로 재배되고 있는데, 이는 참당귀가 서늘한 기후에서 생육이 우수한 특징을 갖고 있기 때문이다(Yu et al., 2004).
	산형과 참당귀에 함유된 Decrsin 과 decursinol angelates의 알려진 효능은?	, 2019). Decursin과 decursinol angelates는 참당귀의 지표성분으로 중국당귀와 일본당귀에는 없는 성분이며, 이 성분은 당뇨합병증 개선, 기억력 개선, 항산화, 항균 등의 효능이 있는 것으로 보고되고 있다(Kang et al., 2003; Lee et al., 2003; Park et al., 2011; Yoon et al., 2011). 뿐만 아니라 폐암, 전립선암과 같은 항암에도 효능이 있으며(Yim et al., 2005; Bae et al., 2016; Kim et al., 2016), 참당귀를 추출하여 미백효과, 자외선 차단효과와 같은 효과를 확인하기도 하여 화장품이나 건강기능식품 원료로 이용하려는 연구가 많이 진행되고 있다(Kim et al., 2008; Lee et al.

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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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