[논문]자생식물 미치광이풀의 모상근배양에 의한 Tropane alkaloids 생산

정희영; 강민정; 강영민; 강승미; 박우진; 윤대진; 박정동; 최명석

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정희영 (경상대학교 산림과학부) , 강민정 (경상대학교 산림과학부) , 강영민 (경상대학교 산림과학부) , 강승미 (경상대학교 산림과학부) , 박우진 (경상대학교 산림과학부) , 윤대진 (경상대학교 응용생물공학부) , 박정동 (경상대학교 응용생물공학부) , 최명석 (경상대학교 산림과학부)

Growth and tropane alkaloids(hyoscyamine and scopolamine) contents were studied in root cultures from Scopolia paruiflora. All excised roots grew well, even without an addition of a growth regulators. Scopolia roots could be divided scopolamine-rich species. Among the culture media, SH medium was the best for tropane alkaloids production from the hairy roots, whereas the growth increased in SH medium. In precusor experiments, feeding of hyoscyamine was promotive for scopolamine formation. Abiotic elicitors made a slightly production promotion effect.

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문제 정의

등에 야생하는 멸종위기식물로 생육적온 등 재배가 매우 곤란하다. 본 연구는 자생식물인 미치광이풀의 뿌리배양을 통한 대량생산을 위한 전단계로 배양조건을 구명하기 위해 행하였다.

제안 방법

이용해 모상근을 유도하였다.(그림 1) 미치광이풀 지하경을 2-3 cm 절취하여 표면살균한 후 3% sucrose, IBA 1.0 mg/1, 0.3% gelite가 첨가된 B5에 치상하여 모상근을 유도하였다. 유도된 모상근은 유도시와 같은 배지에 게대베양하였으며 25X；, 암상태로 배양하였다.
7종류의 abiotic elicitor를 미 치 광이 풀으I 모상근에 치 리 하여 tropane alkaloids 생 산에 효과적인 elicitor를 구명하였다. 그 중 Chitosan 처리는 Chitosan 처리구는 무처리구에 비해 Scopolamine의 함량이 급격히 증가하였으며, 특히 30mg 치리구에서 4배의 생산증대 효과가 있었다.
용화였다. HPLC분석은 TSK gel 0DS(15cm x 4.6mm, 5 ㎛, Tosho), 0.8 砒/min의 유속, 215 nm UV detector로 행하였다. Hyoscyamine과 scopolamine의 확인은 chromatography의 retention time 및 표준물질과의 co-chromatography로 행하였다.
8 砒/min의 유속, 215 nm UV detector로 행하였다. Hyoscyamine과 scopolamine의 확인은 chromatography의 retention time 및 표준물질과의 co-chromatography로 행하였다.
등 물 질 싱산성 을 증진시 킬 수 있는 조건을 확 립 하였다. 각 치리구의 생장량 측정은 4주간 베양한 모상근에 비양배지를 완전히 제거한 후 신선중랑 (fersh weight)을 측정하였다. 전건중량(dry weight)은 배양된 모상근을 50℃ 긴조기에 넣고 24시간 동안 둔 뒤 무게를 측정하있다.
미치광이풀 모상근을 8종의 베양비지, 생장조절물질 등의 베양조건과 elicitor, 진구체 등 물 질 싱산성 을 증진시 킬 수 있는 조건을 확 립 하였다. 각 치리구의 생장량 측정은 4주간 베양한 모상근에 비양배지를 완전히 제거한 후 신선중랑 (fersh weight)을 측정하였다.

대상 데이터

본 연구에 사용된 미치광이풀은 2000년 9월 국립 수목원으로 분양 받은 재료로 이용해 모상근을 유도하였다.(그림 1) 미치광이풀 지하경을 2-3 cm 절취하여 표면살균한 후 3% sucrose, IBA 1.

성능/효과

11종의 배양배지에 모상근을 배양하였을 때 생장에 가장 양호한 배지는 SH배지로 나타났으며 B5, 2B5, 4B5, MS비 지 순으로 나타났다 (그림 3A). 미 치 광이풀 모상근의 tropane alkaloids 생산 양상은 scopolamine0] hyoscyamine 보다 월등히 많았다.
미 치 광이풀 모상근의 tropane alkaloids 생산 양상은 scopolamine0] hyoscyamine 보다 월등히 많았다. Hyoscyamine 함량이 가장 높은 베지로는 1/2B5, 1/4B5, MS배지 순이었으며, 반면 LP, 4B5, SH 등은 함량이 메우 낮았다. Scopolamine의 함량이 가장 높았던 처리구로는 1/2B5 배지, White 비I지, 1/4B5 배기 등으로 나타났으며, SH, LP, WPM 배지에서는 함량이 매우 낮았다.
Hyoscyamine 함량이 가장 높은 베지로는 1/2B5, 1/4B5, MS배지 순이었으며, 반면 LP, 4B5, SH 등은 함량이 메우 낮았다. Scopolamine의 함량이 가장 높았던 처리구로는 1/2B5 배지, White 비I지, 1/4B5 배기 등으로 나타났으며, SH, LP, WPM 배지에서는 함량이 매우 낮았다.
않았다. 가장 생장이 좋았던 처리구는 NAA 1.0 mg/1 로 나타났다. 알칼로이드 함량은 생장조절물질을 처리하지 않은데서 높았으며, 농도가 증가할수록 다소 감소하는 경향을 보였다.
elicitor를 구명하였다. 그 중 Chitosan 처리는 Chitosan 처리구는 무처리구에 비해 Scopolamine의 함량이 급격히 증가하였으며, 특히 30mg 치리구에서 4배의 생산증대 효과가 있었다. 이상의 연구결과를 종합해보면 멸종 위기에 의한 미치광이풀로부터 유도된 모상근은 자생식물의 알칼로이드 함량 보다는 비교적 낮지만, 고생산세포주 등을 선발하지 않은 것을 감안하면 Tropane alkaloid 생산 산업하.
측근이 계속 발생되었다. 모상근을 추출하여 HPLC 분석을 행한 결과 hyoscyamine의 함량은 g 건물중 당 200 ~ 800“g이었으며, scopolamine의 함량은 500 — 2500“g으로 scopolamine형 식물로 분류되었다.
0 mg/1 로 나타났다. 알칼로이드 함량은 생장조절물질을 처리하지 않은데서 높았으며, 농도가 증가할수록 다소 감소하는 경향을 보였다.
여러가지 싱장조질물질이 미치광이풀 모상근의 생장에 미치는 영향을 살펴본 결과 가장 생장이 좋은 처리구는 NAA로 나타났으며, IBA 처리구가 가장 생장이 좋지 않았다. 가장 생장이 좋았던 처리구는 NAA 1.
그 중 Chitosan 처리는 Chitosan 처리구는 무처리구에 비해 Scopolamine의 함량이 급격히 증가하였으며, 특히 30mg 치리구에서 4배의 생산증대 효과가 있었다. 이상의 연구결과를 종합해보면 멸종 위기에 의한 미치광이풀로부터 유도된 모상근은 자생식물의 알칼로이드 함량 보다는 비교적 낮지만, 고생산세포주 등을 선발하지 않은 것을 감안하면 Tropane alkaloid 생산 산업하.에 기여할 것으로 보인다,

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