초록 ▼

본 연구의 연차별 주목표는, 1차년의 경우 은행나무 엽내 유용추출물 함량의 지역간, 개체간 차이 및 물질생산구조를 구명하고 2차년도에는 추출물의 함량이 많은 개체를 대상으로 시기별 차이를 밝히며 목재가공성에 필요한 제반 물리적 특성을 조사하며 3차년도에는 우량개체의 증식에 의한 추출물 대량생산 가능성과 시업관리 및 적정목재 용도를 구명하는 것 등으로 정한다. 기술개발의 최종목표는 은행나무의 우량개체 선발과 대량증식에 의한 계획적이고도 지속적인 유용물질의 생산체계 확립과 더불어 물질생산과 양분순환이 엽 내 유용 추출물의 성분과 함량에

본 연구의 연차별 주목표는, 1차년의 경우 은행나무 엽내 유용추출물 함량의 지역간, 개체간 차이 및 물질생산구조를 구명하고 2차년도에는 추출물의 함량이 많은 개체를 대상으로 시기별 차이를 밝히며 목재가공성에 필요한 제반 물리적 특성을 조사하며 3차년도에는 우량개체의 증식에 의한 추출물 대량생산 가능성과 시업관리 및 적정목재 용도를 구명하는 것 등으로 정한다. 기술개발의 최종목표는 은행나무의 우량개체 선발과 대량증식에 의한 계획적이고도 지속적인 유용물질의 생산체계 확립과 더불어 물질생산과 양분순환이 엽 내 유용 추출물의 성분과 함량에 미치는 영향을 연구하여 인위적 시업에 의해 유용물질의 생산을 증대시킬 수 있는 방안을 강구하는 것이다. 또한 목재의 기초재질 및 제반 가공성을 구명하여 은행나무 목재의 적정 용도를 제시함으로써 향후 축적의 증가가 예상되는 은행나무 목재의 합리적인 가공 및 이용자료를 제공하고 그 경제적 이용도를 증가시키고자 한다. 한편 경제성분석방법을 이용하여 은행나무 조림을 통한 임산농가의 소득증대와 산지이용을 극대화하고자 한다.
2. 연구개발의 범위
유전육종증식 분야
1차년도에는 추출물 함량이 월등한 우량개체의 선발을 위하여 전국 각지에서 다양한 영급을 가진 282개체로부터 잎을 채취하여 추출물 함량을 분석하였으며, 은행나무 유전자원의 관리·보존을 위한 기초 자료의 확보 및 개체별 유전적 특성을 구명하기 위한 기초실험으로 종자의 배유조직을 사용하여 동위효소 표지자의 분석조건을 결정하였다. 또한 우량개체의 대량증식을 위한 기초 실험으로 은행 종자내의 성숙배와 성숙목 어린가지의 정단부 및 액아로부터 부정아를, 잎조직으로부터 callus를 유도하는 실험을 수행하였다. 2차년도에는 전년도에 성분이 분석된 개체 가운데서 성적이 월등한 우량개체와 중간 및 하위의 성적을 보인 개체를 42본 선발, 다시 한 번 잎을 채취하여 추출물 함량을 반복적으로 분석하여 전년도의 성적과 비교하였으며, 이와 별도로 인접한 남산 지역에서 수형의 변이가 뚜렷한 35본의 개체를 선발하여 이들의 엽 추출물 함량을 분석하였다. 개체별 동위효소 유전변이 분석은 1차년도에 시험된 적정 분석 조건에 의거, 다형성을 보이는 유전자좌의 표현형 분리비 검정을 통해 각 유전자좌의 유전양식을 구명하였다. 우량개체의 대량증식 방법 개발을 위해 조직배양묘의 발근시험과 녹지 삽목에 의한 영양증식 방법이 병행되었다. 3차년도에는 2차년도에 조사된 남산 지역 가로수 35개체의 추출물 함량을 반복분석하여 그 결과를 전년도의 결과와 비교하였으며, 이들의 평균값을 개체별 수형의 특성과 연관지어 분석하였다. 또한 계절별, 월별 시기에 따른 추출물의 함량 차이를 구명하기 위해 따로 4지역에서 표준목을 선정하여 정기적으로 함량을 분석하였다. 유전변이 분석은 기존의 동위효소 표지자 이외에 종자의 배유조직으로부터 추출한 total DNA를 이용하여 PCR을 수행, RAPD 표지자 를 확보하고 이들을 이용하여 개체별 유전적 변이와 특성을 확인하고 유전자형과 추출물 함량과의 관계를 비교·분석하는 작업이 수행되었다.
생리생태시업관리 분야
생리생태시업관리 분야에서는 은행나무 자원의 이용을 위한 기초연구 및 잎에서의 추출물 농도를 높일 수 있는 시업방안을 연구하는 것을 주 목표로 설정하였다. 연차별로는 1차년도에 우선 은행나무 물질생산량을 추정하기 위한 회귀식을 개발하며, 생태계 구성 부위 즉 임목, 낙엽층, 토양별로 양분의 분포량을 조사하는 것이며, 2차년도에는 시비를 통하여 잎에서의 추출물 농도 변화 상태를 파악하고 적정한 시비량 산정을 위한 자료를 구축하며, 시비 후 묘목의 생장 변화 상태를 파악하는 것이다. 3차년도에는 2차년도에 얻은 시비결과를 확대하여 실행함으로써 시비가 추출물 농도에 미치는 효과를 구명하며 시비 이외의 다른 처리방법 예를 들면 잎 절단, 가지절단, 차양등과 추출물 농도간의 관계를 밝히고, 둥시에 잎에서 양분의 계절적 변화를 파악하여 양분 관리의 자료를 구축하는 것 등이다.
목재이용가공분야
목재이용가공 분야에서는 은행나무 목재의 가구부재와 건축내장재로의 용도 개발을 위해 목재의 외관평가, 기초재질 조사, 가공성 조사를 실시한 후 이들을 종합하여 은행나무 목재가 가구부재나 내장재로의 이용이 적합한지를 최종 판정하였다.
경제성분석 분야
경제성분석 분야에서는 은행잎, 과실, 목재 등의 생산물을 위한 계획적인 조림의 효과에 대한 분석을 하였다. 현재 국내에서 생산되는 은행잎의 거래가격이 중국산을 수입하는 것보다 더욱 높아 은행잎을 수입하고 있는 현재의 상황을 고려하면 유용물질의 함량이 높은 품종의 개발과 증식이 매우 중요한 과제일 것이다. 목재의 이용은 은행나무의 재질상의 특성이 가공성이 매우 높아 가구부재로써의 이용이 가능할 것으로보인다. 한편 국내외의 은행잎 추출물에 대한 수요와 공급분석을 통해 수출 가능성에 대한 상황을 살펴봄으로써 현재 국내의 은행잎 추출물의 생산업체가 가지고 있는 문제인 공급초과현상을 해소하고, 은행잎 생산농가가 갖고 있는 중요한 문제인 판로확보를 해결하는 방안에 대해 고찰하였다.

Abstract ▼

This project was carried out to develop a comprehensive scheme for Gingko utilization. In detail, we studied the genetic aspects to select and propagate Gingko trees, and the ecophysiological and management aspect to increase concentrations of useful extracts. Also we investigated the basic and proc

This project was carried out to develop a comprehensive scheme for Gingko utilization. In detail, we studied the genetic aspects to select and propagate Gingko trees, and the ecophysiological and management aspect to increase concentrations of useful extracts. Also we investigated the basic and processing properties of Gingko wood to suggest the proper usage, and analyzed the economic values of Gingko tree management.
In the section of genetics breeding and propagation, we carried out quantitative analysis of Ginkgo Flavon Glycosides (GFG) and Terpene lactones (TL) in ginkgo foliage from 282 trees (mainly old memorial trees) in nine provinces. The concentrations of GFG and TL were ranged from 1.01 to 19.03 mg/g leaves and 0.24 to 7.46 mg/g leaves, respectively. Although no repetitive analysis on individuals was responsible to test statistical significance, it was quite differnt among individuals. Statistical significance was also detected in the mean concentrations of GFG and TL of 282 samples classified by province ($\alpha$ =0.01). Kangwon-Seo showed the highest mean concentration of GFG (12.19mg/g leaves), while Kangwon-Dong showed the lowest GFG concentration (6.87mg/g leaves). The mean concentration of TL was highest in Seoul (2.57mg/g leaves). It was about three times more than that of the lowest province, Kangwon-Seo (0.87 mg/g leaves). The result of correlation analysis revealed to be a significant positive correlation between GFG and TL concentrations ($\alpha$=0.05), though their correlation coefficient was very low (r=0.153). In autumn of 1997, quantitative analysis was repeated using 42 ginkgo trees which were selected on the basis of the result from the first year. Between yearly products of GFG and TL, there was a significant correlation at 0.01 and 0.05 level respectively (r=0.512 and 0.358). On the other hand, additional 36 ornamental trees were selected in Namsan area for experimental efficiency. The result was similar to the previous result from 282 ginkgo trees. Based on the results as described above, we carried out different statistical analyses to determine the factors which play a major role on the concentration of GFG and TL. Firstly, we classified 282 sample trees as 4 grades by their age-class, a group of under 5-years-old seedlings showed the highest concentrations in both compounds, GFG and TL. The concentrations of GFG and TL decreased against age-class. Secondly, male trees were not different from female trees significantly. Thirdly, from the result of analysis of variance by crown shape and leaf density, type A (a type of trees whose thick branches were spread irregularly and twig and leaf density was thin) showed higher GFG concentration relatively than other types. Lastly, According to the result of seasonal variations tested in four province, GFG concentration was highest in May and gradually reduced by October in the all province, while TL content was very irregular in each province. Generally, the proper season for collection of foliage was from September to October. Allozyme and RAPD variants were studied in megagametophytes of Ginkgo biloba L. In fifteen enzyme systems, 20 isozyme zones were observed, and there were 11 polymorphic zones in them. Those were Acon-A, Fest-B, Gdh-A, Got-B, Mdh-B, Mdh-C, Mnr-A, Pgi-B, Pgm-A, 6pgd-B and Skdh-B. The segregation of electrophoretic variants at these 11 zones suggested that each isozyme zone was controlled by single locus with two or three codominant alleles. No significant deviations from 1:1 Mendelian segregation were observed at all polymorphic loci tested. On the other hand, based on chi-square test, a total of 31 RAPD markers, amplified by the 5 primer, revealed to be segregated according to the Mendelian ratio in the 48 megagametophytes at 95% significance level. We have also examined the genetic diversity in megagametophytes of Ginkgo biloba, by using the patterns of variation at 20 isozyme loci and 31 RAPD loci based on their Mendelian inheritance patterns as previously tested. The number of alleles per locus (A/L), the proportion of polymorphic loci (P) at 95% level, the observed heterozygosity (Ho) at isozyme loci were 1.7, 49% and 0.177, respectively, while the values for A/L, P, Ho at RAPD loci were 1.92, 92.1% and 0.434, respectively. The level of genetic diversity at RAPD loci was greater than that of isozyme loci in most cases. Additionally, the group of 30% outranking others in GFG or TL concentration revealed to have more higher Ho value than the rest. In different multiple propagation systems of Ginkgo biloba, the higher survival rate and rooting ratio confirmed that the greenwood cuttings is the most effective method.
In the section of ecophysiology and management practices, aboveground tree biomass and distribution of nutrients between tree components and within the major components of the ecosystem were determined for a 15-year-old ginkgo (Ginkgo biloba L.) plantation. Total ecosystem biomass (excluding roots) was 160.6t/ha, of which 79% was soil organic matter, 6% was forest floor and 15% was living aboveground biomass. Total aboveground tree biomass was 23.8t/ha, of which 10% was foliage. The greatest proportion of total ecosystem nutrient capital was contained in the mineral soil. Especially of the total contents of N and P, more than 90% were contained in the upper 20cm mineral soil. Foliage only harvesting of ginkgo trees commonly practiced in Korea might degrade site quality, proper nutrition management plans should be considered if foliages were harvested regularly. In 1997, we measured seedling growth, foliar nutrient and extract concentrations of 3-year-old Ginkgo biloba seedlings growing in a nursery following a single fertilization with nitrogen (N), phosphorus (P) and nitrogen plus phosphorus (N + P) fertilizations. Fertilization did not change foliage, stem and root biomass of the seedlings except for the high N + P treatment. Foliar N and P concentrations following fertilization varied according to the amount of fertilizers. In general, foliar N and P concentrations increased with fertilization, but fertilization with 400kg N/ha and 100kg P/ha decreased foliar N and P concentrations, respectively. Seedling growth and foliar nutrient concentrations showed that N and P were the growth-limiting nutrients in our study site. It was found that fertilization reduced the concentrations of secondary metabolites (Ginkgo Flavon Glycosides and Terpene Lactones) in foliages. It seemed there was a relationship between foliage biomass production and secondary chemicals in G. biloba seedlings. Foliage and twig cutting practices increased the concentration of Terpene Lactones, however, did not change the concentration of Ginkgo Flavon Glycosides. Also shading significantly increased the concentration of Ginkgo Flavon Glycosides in the foliage. Nitrogen, P and K concentrations in foliage significantly decreased before foliage senescence, however, Ma and Ca concentrations increased throughout the growing season. Nutrient retranslocations were 30-50% for N, 30-70% for P, and 2-55% for K, respectively whereas Ca and Mg accumulated 205-476% and 77-114% of seasonal minimum concentration. These results indicated that Ca and Mg should be supplied when foliage harvesting practices applied continuously.
In the section of wood properties and wood utilization, basic and processing properties of Gingko wood were investigated, and possible uses for Gingko wood were proposed based upon its properties. Anatomical, physical, chemical, and mechanical properties were examined as basic properties. Drying characteristics, gluability, paintability, steam-bending properties, and biological and nonbiological discoloration were investigated as processing properties. The sapwood and heartwood are not sharply differentiated, the wood being whitish and pale yellow in color. The grain is almost invariably straight, whilst the texture is fine and uniform with no distinctive figure. The dimensional stability is good and total volumetric shrinkage is 9.3%. The anisotropy in transverse shrinkage is not great, meaning that the occurrence of cup in board is not severe during drying. The amount of ash is somewhat higher than that of typical temperate species due to the presence of idioblast containing calcium hydroxide; however, this amount is not high euough to affect the machinability. Mechanical properties are not strong, hence Gingko wood cannot be used for structural purposes such as structural furniture parts. The wood dries rapidly and easily with little or no degrade, and kiln schedule T10F5 is suggested. The wood is easy to work in all operations with hand and machine tools. The wood finishes well and glues satisfactorily. Steam-bending properties of wood is excellent. However, Ginkgo wood is very susceptible to attack by sapstain and mold fungi, suggesting that prompt application of anti-stain chemical will be essential for preventing fungal colonization in order to maintain aesthetic value of Gingko wood. Although Ginkgo wood does not have a distinctive figure and favorable color, it may be used for nonstructural furniture components and general interior construction when considered its properties.
Even though Korea has long history to grow Ginkgo trees, we did not pay much attention to use Ginkgo tree other than for using fruits and as ornament trees. It was very recent to see the ginkgo tree as a very useful resources. Because of the general trend of increase in blood circulation related diseases, we expect the demand for GBE will increase in the future in domestic and foreign market. Therefore, it is necessary to develop better model for production of Ginkgo leaves and fruits. We suggest the followings. Firstly, just by finding a better quality resource we can increase production efficiency by 15%. Secondly, it is necessary to grow Ginkgo more intensively to produce more and better products and reduce other costs. Thirdly, we have to render every effort to sell our products to foreign country especially to the United States since it is the biggest and one of the fast growing market.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 요약문...3
• SUMMARY...11
• 목차...18
• 제 1 장 서 론...20
• 제1절 연구개발의 목적과 범위...20
• 제2장 유전육종증식 분야...24
• 제 1절 서설...24
• 제 2절 우량개체 선발을 위한 엽 내 추출물 함량의 분석...25
• 1. 재료 및 방법...25
• 2. 결과 및 고찰...28
• 3. 결론...45
• 제 3절 유전변이 분석...46
• 1. 재료 및 방법...46
• 2. 결과 및 고찰...50
• 3. 결론...61
• 제 4절 우량개체의 대량증식 방법 개발...62
• 1. 재료 및 방법...62
• 2. 결과 및 고찰...63
• 3. 결론...66
• 참고문헌...67
• 제3장 생리생태시업관리 분야...70
• 제 1절 서설...70
• 제 2절 생체량 추정 회귀식 조제와 생태계 구성 부위별 양분분포 조사...71
• 1. 은행나무 벌채 및 시료처리...71
• 2. 생체량 및 양분분포...73
• 제 3절 묘목에 대한 시비 실험...77
• 1. 재료 및 시비처리...77
• 2. 은행 잎과 토양 시료 채취, 분석...77
• 3. 시비 후 묘목 생체량 변화 분석...78
• 4. 시비처리의 결과...79
• 제 4절 제반 시업에 따른 은행나무 엽 내 추출물 농도 변화...88
• 1. 시업처리 방법...88
• 2. 시업처리의 결과와 엽 내 유용추출물...89
• 3. 시비처리가 은행나무 엽 내 양분 농도 변화에 미치는 영향...94
• 참고문헌...100
• 제4장 목재가공이용 분야...104
• 제 1절 서설...104
• 제 2절 기초재질 시험...105
• 제 3절 가공성 시험...125
• 제 4절 적정용도 제시...152
• 참고문헌...154
• 제4장 경제성분석 분야...157
• 제 1절 은행나무자원의 이용...157
• 제 2절 은행잎제재의 국내시장...162
• 제 3절 은행잎의 세계시장...165
• 제 4절 은행나무 조림의 수익성분석...169
• 제 5절 부산물의 이용...172
• 제 6절 결론...173
• 참고문헌...180