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ISSN : 1225-9306(Print)
ISSN : 2288-0186(Online)
Korean Journal of Medicinal Crop Science Vol.20 No.6 pp.493-499
DOI : https://doi.org/10.7783/KJMCS.2012.20.6.493

더덕 속 식물의 부정근 유도와 증식

김지아*, 박응준*, 최용의**†
*국립산림과학원 산림생명공학과, **강원대학교 산림자원학과

Induction and Proliferation of Adventitious Roots in Codonopsis spp.

Yong Eui Choi**†, Ji Ah Kim*, Eung Jun Park*
**Department of Forest Resources, Kangwon National University.
*Division of Forest Biotechnology, Korea Forest Research Institute.
Received 2012 October 4, 1st Revised 2012 November 5, 2nd Revised 2012 November 20, Accepted 2012 December 4

Abstract

We have established adventitious root culture systems of Codonopsis lanceolata, Codonopsis pilosula and Codonopsis ussuriensis. Root segments of C. lanceolata were the best explants for induction of adventitious roots and the number of adventitious root for explant was highest on solid medium with 0.5 ㎎/ℓ NAA and produced 18.8 ± 1.9 roots per explant. Root segments of C. pilosula were the best explants for induction of adventitious roots and the number of adventitious root for explant was highest on solid medium with 1.0 ㎎/ℓ NAA and produced 8.5 ± 1.8 roots per explant. Leaf segments of C. ussuriensis were the best explants for induction of adventitious roots and the number of adventitious root for explant was highest on solid medium with 0.5 ㎎/ℓ NAA and produced 7.8 ± 0.4 roots per explant. In liquid culture, the best production of adventitious root (fresh weight) was obtained in 1/2 MS medium with 1.0 ㎎/ℓ NAA. This study demonstrated for the first time to produce adventitious roots in C. pilosula and C. ussuriensis

12.김지아.pdf3.15MB

서 언

초롱꽃과 (Campanulaceae)에 속하는 Codonopsis 속은 다년생 덩굴식물로 우리나라를 비롯해 중국, 일본 등 동아시아 지역에 분포하며, 국제적으로 40여종이 분포하고 있다. 우리나라에는 더덕 (C. lanceolata), 만삼 (C. pilosula), 소경불알 (C. ussuriensis), 애기더덕 (C. minima)이 분포한다고 보고되고 있다 (Yoo et al., 1989). 더덕속 식물에 관한 연구는 주로 더덕과 만삼에서 이루어졌으며 더덕은 약용성분 (Ushijima et al., 2007, 2008; Sekita et al., 2005; Lee et al., 2007)과 재분화 (Min et al., 1992)에 관한 보고가 되어있고, 만삼은 중국에서 약용성분 (Singh et al., 2004; Chong et al., 2012; Xin et al., 2012; Xu et al., 2012; Li et al., 2012)에 관한 보고가 주로 이루어졌다. 더덕 (C. lanceolata)은 예로부터 뿌리는 기침을 억제하고, 가래를 삭혀주며, 해독제 등으로 민간에서 널리 사용되었다 (Ichikawa et al., 2009). 최근에는 더덕뿌리의 사포닌과 phenylpropanoid glycosides가 남성 갱년기 증후군 (PADAM-like symptoms)을 개선한다고 보고되었고 (Sekita et al., 2005, Ushijima et al., 2007), 이 중 더덕 사포닌의 lancemaside A가 혈액 내 testosterone 감소 억제 (Ushijima et al., 2008)와 급성대장염에도 효과 (Joh et al., 2010)가 있다고 보고되었다. 또한 triterpenoid saponins은 항염증완화에 효과가 있다는 보고가 있다 (Lee et al., 2007). 만삼 (C. pilosula)은 예로부터 강장약으로서 식욕부진, 피로권태, 구갈 등의 치료에 사용되어 왔으며, 중국에서는 인삼과 약효가 유사하다고 알려져 있으며 인삼 대용으로도 사용되어지고 있다. 중국에서는 당삼이라고 부르며 약리학적 연구를 통해 소화성 위궤양의 예방, 배변조절, 학습효과와 기억력증진, 면역력 증가 그리고 적혈구 및 헤모글로빈 수치증가 등의 효과가 있다는 것이 보고되었다 (Singh et al., 2004). 최근에는 항종양 (antitumor), 항미생물 (antimicrobial), 항산화 (antioxidant) 그리고 세포의 면역력 증강 기능이 있다고 보고하고 있다 (Chong et al., 2012). 또한 만삼 뿌리에서 추출된 polysaccharide는 림프구 증식을 촉진하여 면역기능을 증진시킨다고 보고하였고 (Chong et al., 2012), 만삼의 뿌리에서 추출한 acidic polysaccharide (CPPA)가 암세포의 전이 억제가 가능한 후보 물질이라고 보고하였다 (Xin et al., 2012). 또한 만삼뿌리에서 추출한 CPPW1이라는 polysaccharide는 동물실험에서 종양의 생장을 유의적으로 억제하고 림프절의 증식을 촉진시킨다고 보고하였다 (Xu et al., 2012). 급성신부전증과 같은 질병과 신장이식, 외상 그리고 대수술 시 발병율과 사망률을 증가시키는 주요 원인인 신장 허혈-재관류 (renal ischemia-reperfusion)에 있어 만삼 줄기에서 추출한 수용성 polysaccharide S-CPPA1은 신장 (kidey)에 대한 민감성을 감소시킬 가능성이 있다고 하였으며, 손상으로부터 신장을 보호하는 효과는 아마도 염증유발인자억제에 의한 것일 거라고 보고하였다 (Li et al., 2012). 소경불알 (C. ussuriensis)은 다른 이름으로 만삼아재비, 알더덕, 까치더덕 등으로 불리며, 한방에서는 작반당삼 (雀斑)으로 불려지고 있다. 더덕, 만삼과 달리 소경불알은 뿌리 생김새가 둥글다. 예로부터 한방에서는 비장 및 위의 기능부족을 개선하여 전신의 기능을 회복시켜주며, 인체가 필요로 하는 체액을 충당 시켜줌으로써 갈증을 해소시켜주는 역할을 한다고 하였다 (An, 2003). 뿌리에서 phenylpropanoid와 triterpenoid를 분리한 것이 보고된 것 (Lee and Go, 1992)외에는 현재까지 보고된 것이 없다.

더덕 속 식물은 오래 전 부터 한국과 중국에서 주로 약용으로 사용되었다. 주로 뿌리가 약용으로 사용되었으며 뿌리는 비대근 형태를 가져 뿌리 내에 많은 사포닌과 polysaccharide 등 많은 약용성분을 포함하고 있다. 이러한 뿌리는 재배기간이 수년간 소요되므로 부정근배양을 통한 뿌리의 생산은 식물원료를 제한된 공간에서 적은 노동력으로 단시간에 대량생산 할 수 있는 효과적인 방법으로 이용될 수 있다.

기내 부정근 유도방법을 이용한 연구방법은 부정근의 증식속도와 이차대사물질의 생산 비율이 높아 천연물 연구에 있어 적합한 연구 방법이라고 보고하였다 (Yu et al., 2005). 또한 현대에 들어 천연물신약에 대한 관심이 증가하면서 산업적으로 유용이차대사물질의 대량 생산이 요구되고 또한 일정한 양과 질의 생산물을 만들기 위함에 있어 부정근 유도는 세포배양과 함께 가장 적합한 방법이라고 보고하였다 (Sivanandhan et al., 2011). 본 연구에서는 현재 약용으로 사용 되며 앞으로 약용으로의 가치가 높아질 것으로 사료되는 우리나라 더덕 속 식물인 더덕, 만삼 그리고 소경불알을 재료로 부정근 유도에 미치는 배양 재료, 옥신의 종류와 농도에 따른 배양조건을 확립하고, 부정근의 액체배양 체계 확립을 통한 부정근 대량 생산 및 증식기술 확립을 위해 본 연구를 수행하였다.

재료 및 방법

1. 식물재료 및 배양조건

기내 배양에 사용된 더덕, 만삼, 소경불알 식물체는 강원대학교 연습림에서 자생하는 것을 채집하여 강원대학교 온실에 식재하였다. 더덕 속 식물체의 줄기를 70% 에탄올에 3분간 소독한 후 2% sodium hyperchloride (NaOCl)에 15분 침지 한 다음 멸균수로 3회 세척하였다. 각각의 식물체의 마디를 포함한약 1㎝의 줄기 절편을 1/2MS (Murashige and Skoog, 1962)배지에 2% sucrose와 0.3% gelrite를 첨가한 배지에 배양하였다.모든 배지의 pH는 5.7로 맞추고 Magenta box (SPL, Korea)에배지를 첨가한 후, 121℃에서 20분간 멸균하여 사용하였다. 1일16시간 조명 (40 μmol ·m-2s-1cool white fluorescent lamp)과 온도는 25 ± 1℃로 조절되는 배양실에서 기내 식물체를 생육시켰다. 

2. 절편 종류와 옥신 종류 및 농도에 따른 부정근 유도

부정근 유도를 위한 더덕 속 기내배양 식물체 (Fig. 1.)의잎 절편은 0.5 × 0.5㎠의 크기로 자르고, 줄기는 엽병까지 제거한 후 1㎝로 절단하였고, 뿌리는 근단을 포함하여 1㎝로조제하여 실험에 사용하였다. 부정아 유도 배지는 1/2MS배지에 2% sucrose, 세 가지 옥신 indole-butric acid (IBA),naphthalene acetic acid (NAA) 그리고 indole acetic acid(IAA)를 각각 농도별 0.1㎎/ℓ, 0.5㎎/ℓ 그리고 1.0㎎/ℓ로 첨가하였다. 각 절편은 부정아 유도배지에 petri-dish 당15개씩 3반복하였으며, 25 ± 1℃에서 5주간 암배양 하였다. 

Fig. 1. Plant materials for adventitious roots induction of Codinopsis. Plantlets are growing from axillary bud on 1/ 2MS medium and 2% sucrose. (A); C. lanceolata, (B); C. pilosula, (C); C. ussuriensis.

3. 액체 현탁 배양

고체배지에서 확립된 결과를 바탕으로 액체 배양을 위한 옥신의 적정농도를 확립하기 위하여 실험을 수행하였다. 고체배지에서 부정근 형성에 좋았던 0㎎/ℓ, 0.5㎎/ℓ, 1.0㎎/ℓ NAA를 1/2MS배지에 2% sucrose가 포함된 액체배지에 첨가하였다. 각각 더덕 속 식물체의 부정근 0.2 g을 취해 조제된 배지에 접종하였고, 25 ± 1℃에서 암배양 하였다. 배양용기는 250㎖ 삼각플라스크를 사용하였고, 배지는 100㎖를 첨가하였다. 배양은 4주간 120 rpm으로 배양하였고, 5주후 생중량과 건중량을 조사하였다.  

4. 통계분석

모든 데이터는 평균 ± 표준편차로 표기하였다. 집단간 차이를 알아보기 위해서 ANOVA를 실시하였고, 유의성이 있는 경우 Duncan’s multiple range test로 검정하였다. 통계적 유의성은 P ≤ 0.05로 설정하여 분석하였다. 

결과 및 고찰

1. 잎, 줄기, 뿌리 절편에 따른 부정근 유도

기내 부정근 유도체계가 확립되지 않은 식물체의 경우 이들을 이용한 부정근 유도는 초기 배양재료의 선택이 중요한 요소이다. 따라서 더덕속 기내 식물체의 잎, 줄기, 뿌리절편을 옥신의 종류별, 농도별 처리하여 배양 5주 후 부정근유도율, 부정근수 그리고 부정근길이를 조사하였다.

1) 더덕의 부정근 유도

더덕의 부정근의 유도는 유도배지 접종 1주후부터 생성되기 시작하였다. 절편 종류에 따른 부정근 유도율는 잎절편을 제외한 줄기와 뿌리절편의 모든 옥신 처리구에서 95%이상 높은 부정근 유도율을 보였다 (Table 1.). 절편 종류에 따른 부정근 유도수는 잎, 줄기 그리고 뿌리절편에서 모두 1.0㎎/ℓ IBA 처리구에서 가장 많은 유도수를 보였으며, 부정근의 길이는 잎절편을 제외한 0.5㎎/ℓ NAA처리구에서 가장 좋은 결과를 보여주었다 (Fig. 2-A). 부정근수는 모든 옥신처리구의 가장 높은 농도인 1.0㎎/ℓ의 농도에서 많은 수가 유도되었으나, 부정근길이는 1.0㎎/ℓ의 농도처리구의 모든 절편에서 부정근 길이 신장이 억제되었다. 뿌리절편에 1.0㎎/ℓ IBA 처리시 평균 25.8개로 가장 많은 부정근 유도수를 보였으나 부정근의 길이가 평균 2.14㎝로 길이생장이 저해 되었고 길이가 짧고 가는 세근 형태를 보여 부정근 증식을 위한 조건으로는 적합하지 않았다 (Fig. 2-B). 이러한 결과는 식물체내에서 옥신의 역할은 세포분열조직을 촉진하는 것이며, 당느릅나무의 부정근 유도 시 0.5㎎/ℓ 이상의 IBA옥신 처리 시 형성되는 부정근유도 형태가 캘러스와 함께 짧고 굵은 모양으로 형성되어 부정근의 길이 신장이 제대로 이루어지지 않았다 (Kim et al., 2007). 또한 Bae 등 (2009)은 황칠나무의 부정근 유도 시고농도 IBA처리에서 부정근의 길이 신장이 억제되고 캘러스가 형성된다고 보고하였고, An 등 (2005)은 부채마 부정근 유도 시 3.0㎎/ℓ 고농도의 NAA처리구에서 부정근수, 부정근 길이 그리고 생중이 감소하는 것을 보고하였다. 이전 더덕의 부정근 유도에 관한 An 등 (2008)의 보고에서는 IBA처리에서 부정근유도와 증식이 가장 적합하다고 보고하였으나 본 논문과 비교하여 IBA처리 시 NAA처리보다 부정근의 굵기가 더 가늘고 길이 신장이 저조하여 이로 인한 부정근 생산부피 및 생·건중이 더 낮게 나타난다고 보고하였다. 또한 IBA처리구에서 부정근 유도 시 캘러스가 함께 형성되어 부정근 형성에 적합하지 않았다. 0.5㎎/ℓ NAA 처리구의 평균 부정근 길이는 5.75㎝보다 2배 길고, 부정근의 굵기가 굵었다 (Fig. 5-AC). 따라서 고체배지의 더덕 부정근 유도를 위해서는 0.5㎎/ℓ NAA 처리구에 식물체의 뿌리를 절편으로 사용하여 부정근을 유도하는 것이 가장 효율적인 것으로 사료된다.

Table 1. Effect of growth regulators on adventitious root induction from explants of leaf, stem and root of C. lanceolata after 4 weeks of culture.

Fig. 2. Effect of growth regulators on adventitious root induction from explants of leaf, stem and root of C. lanceolata after 4 weeks of culture.Mean values ± SD from triplicate seperated experiments are shown and Mean seperation within columns by Ducan’s multiple range test, P ≤ 0.05.

2) 만삼의 부정근 유도

만삼의 부정근 유도 역시 배지에 접종 1주후부터 유도되기 시작했다. 절편 종류에 따른 부정근 유도율은 뿌리 절편이 가장 우수하였고, 뿌리절편에서 0.1㎎/ℓ NAA처리구를 제외한 모든 옥신 처리에서 100% 부정근이 유도되었다 (Table 1). 잎절편의 부정근 유도율은 다른 절편과 비교해 1/2이상 유도율이 저조하여 부정근 유도를 위한 재료로 적합하지 않았다. 잎과 줄기절편에서의 부정근 유도율은 뿌리절편과 비교하여 옥신처리에 따른 차이는 있었으나 대부분 뿌리절편보다 저조하였다. 따라서 부정근 유도율은 옥신의 종류 및 농도 외에도 절편의 종류에 따라 큰 차이를 보였다 (Table 1). 부정근유도수는 뿌리절편의 0.1㎎/ℓ IAA 처리구에서 평균 16.6개로 가장 많은 수의 부정근이 유도되었으나 부정근 유도율이 79%로 뿌리절편보다 유도율이 낮았고, 부정근길이는 0.97㎝로 매우 짧아 부정근 유도를 위한 조건으로 적합하지 않았다 (Fig. 3-A). 뿌리절편의 1.0㎎/ℓ IAA처리구 역시 부정근 유도수 15.67개, 평균 1.95㎝의 길이로 부정근이 유도되었으나 절편에 많은 캘러스가 형성되었고 유도된 부정근의 굵기가 매우 얇아 부정근 증식을 위한 조건으로 부적합하였다. IBA처리구 역시 모든 절편에 캘러스가 형성되었고 매우 얇은 굵기의 부정근이 형성되어 부정근 증식에 적합지 않았으며, 옥신 무처리에서 역시 부정근이 형성되었으나 유도된 부정근수가 저조하였고, 5.18㎝로 길이생장 하였으나 굵기가 매우 가는 세근이 형성되어 부정근 증식을 위한 조건으로는 적합하지 않았다 (Fig. 3-B). 만삼부정근 유도는 NAA처리가 가장 적합하여 본 논문의 더덕과 유사한 결과를 보였으며, 만삼 역시 뿌리절편에서 부정근 유도율이 좋아 상위 더덕의 결과와 유사함을 보였다. 그러나 더덕의 경우 만삼 보다 낮은 농도의 NAA처리에서 부정근 유도가 적합하였다. 인삼 (Panax ginseng)부정근 유도 시 뿌리절편을 사용하여 캘러스형성 없이 직접 뿌리절편에서 부정근을 유도하였고 (Han et al., 2006), 부채마 (Discoorea nipponica Makino)의 부정근형성 조건 역시 뿌리 절편을 이용하여 1.0㎎/ℓ NAA처리시 부정근 유도율이 가장 좋다고 보고하였다 (An et al., 2005). 따라서 고체배지에서 만삼의 부정근 유도는 부정근 형성율이 모든 조건에서 100%인 뿌리절편을 사용하여 절편에 캘러스가 형성되지 않고 절편에서 바로 부정근이 유도되는 NAA처리구 중 유도된 부정근수가 8.45개, 길이가 평균 2.11㎝가 유도된 1.0㎎/ℓ NAA 처리가 부정근 유도를 위한 적합한 조건인 것으로 사료된다 (Fig. 5-D-F).

Fig. 3. Effect of growth regulators on adventitious root indu ction from explants of leaf, stem and root of C. pilosuala after 4 weeks of culture.Mean values ± SD from triplicate seperated experiments are shown and Mean seperation within columns by Ducan’s multiple range test, P ≤ 0.05

3) 알만삼의 부정근 유도

알만삼 부정근은 다른 Codonopsis 속과 달리 부정근 유도배지 접종 10일 후부터 유도되었다. 더덕과 만삼의 뿌리절편의 모든 옥신 처리에서 100%의 부정근 유도율을 보였으나, 알만삼의 뿌리절편에서 부정근 유도율은 더덕과 만삼의 뿌리절편과 비교해 저조하였다 (Table 1). 알만삼의 부정근 유도수는 뿌리절편의 1.0㎎/ℓ IBA처리구에서 10.38개로 가장 많은 부정근이 유도되었으나, 길이가 0.82㎝로 다른 처리와 비교해 1/2 이상 길이생장이 저조하였고, 부정근의 형태가 가늘고 짧은 형태를 보였다 (Fig. 4-A). 부정근 길이는 줄기절편의 0.1㎎/ℓ NAA처리구에서 3.96㎝로 길이 생장이 가장 좋았으나, 부정근 유도수가 2개로 유도수가 적었고, 부정근 유도율은 43.5%로 부정근유도를 위한 조건으로 적합하지 않았다. 다른 더덕속 식물체에서는 뿌리절편이 다른 부위와 비교해 부정근 유도율, 부정근수 그리고 유도길이가 모두 좋았으나 알만삼은 모든 옥신처리에서 뿌리절편에서 유도된 부정근 길이 생장이 잎과 줄기절편보다 1/2 이상 저조하였다 (Fig. 4-B). 줄기절편 중 IAA 처리구의 부정근유도수와 부정근 길이생장이 좋았으나 잎절편 보다 유도수가 저조하였고, 잎절편에서 유도된 부정근과 비교해 부정근의 굵기가 가늘었다. 따라서 알만삼의 고체배지에서의 부정근 유도조건은 잎 절편을 재료로 0.5㎎/ℓ NAA처리구에서 부정근수 7.83개, 부정근 길이 3.38㎝로 유도된 처리구 조건이 가장 적합하리라 사료된다 (Fig. 5-G-I). 알만삼의 경우 더덕 그리고 만삼과 달리 부정근 유도율은 잎절편을 재료로 사용 시 유도율이 가장 좋았다. 황칠나무 (Dendropanax morbifera)의 부정근 유도 역시 잎절편을 재료로 한 것이 뿌리절편과 비교해 부정근유도율이 가장 좋았다 (Bae et al., 2009). 옥신류의 식물생장 조절제는 다양한 부분에 사용되는데 부정근과 같은 기관분와에는 NAA, IBA 그리고 IAA같은 옥신이 주로 사용된다 (Blakesely et al., 1991). 위에서 언급했듯이 더덕속과 같이 같은 속에 속하지만 식물종간, 절편간 부정근 유도와 증식은 옥신 종류별, 농도별 많은 차이를 보였다. 더덕속에 속하는 더덕, 만삼 그리고 소경불알 모두 고체배지에서의 부정근 유도를 위한 조건으로 NAA 처리가 적합하였다. 부정근 유도를 위한 부위별 절편체는 더덕과 만삼은 뿌리절편이 가장 우수하였고, 소경불알은 잎절편이 부정근유도를 위한 가장 적합한 절편이었다.

Fig. 4. Effect of growth regulators on adventitious root induction from explants of leaf, stem and root of C. ussuriensis after 4 weeks of culture.Mean values ± SD from triplicate seperated experiments are shown and Mean seperation within columns by Ducan’s multiple range test, P ≤ 0.05.

Fig. 5. Induction of adventitious roots of Codonopsis by auxin treatments and explants type.(A); 1.0 ㎎/ℓ IBA, leaf explants of C. lanceolata, (B); 0.5 ㎎/ℓ IBA, stem explants of C. lanceolata, (C); 0.5 ㎎/ℓ NAA, root explants of C. lanceolata, (D); 1.0 ㎎/ℓ IAA, leaf explants of C. pilosula, (E); 1.0㎎/ℓ IAA, stem explants of C. pilosula, (F); 1.0㎎/ℓ NAA, root explants of C. pilosula, (G); 0.5㎎/ℓ NAA, leaf explants of C. ussuriensis, (H); 0.5㎎/ℓ IAA, stemf explants of C. ussuriensis, (I); 1.0 ㎎/ℓ IBA, root explants of C. ussuriensis.

2. 액체현탁배양

액체배양은 고체배지와 비교하여 배양체의 생장이 빠르며, 더 나아가 생물배양기에서의 대량 생산이 가능하다는 장점이 있다. 따라서 고체배지에서 유도된 더덕속 식물체의 부정근 증식을 위해 액체현탁배양을 수행하였다. 더덕, 만삼 그리고 소경불알의 고체배지에서 유도된 부정근 절편을 액체배지에 접종하였다. 배지 조건은 고체배지에서 부정근 유도가 우수한 NAA를 액체배지에 0.5㎎/ℓ와 1.0㎎/ℓ를 첨가하여 부정근 증식을 실험하였다. 0.2 g의 부정근을 1/2MS 액체배지가 포함된 250㎖ 삼각플라스크에 접종하여 120 rpm으로 5주간 현탁 배양하였다. 그 결과 더덕속 세 종류의 식물체의 부정근 증식은 1.0㎎/ℓ NAA처리구에서 모두 생육이 좋았다 (Fig. 6). 호르몬 무처리구와 비교해 1.0㎎/ℓ NAA처리구에서는 더덕, 만삼, 알만삼 모두 생중량과 건중량이 10배 이상 차이를 보였으며, 부정근의 굵기가 고체배지에서보다 더 굵어지고 길이생장이 좋았다 (Fig. 7). 따라서 액체현탁배양을 통한 부정근 증식을 위해서는 더덕속 세 식물체모두 1.0㎎/ℓ NAA처리가 가장 생육에 좋을 것으로 사료된다.

Fig. 6. Growth of adventitious roots of Codonopsis in liquid culture in 250 ㎖ flask supplemented with 1.0 ㎎/ℓ NAA of half-strength MS medium and non-supplemented after 5 weeks of culture.Control; non-treatment auxin.

Fig. 7. Effect of auxin on adventitious roots of Codonopsis in liquid culture in 250㎖ flask containing 100 ㎖ medium with 1.0 ㎎/ℓ NAA after 5 weeks of culture.Values are mean ± SE. Values are means of triplicate.

더덕속에 속하는 더덕, 만삼, 알만삼은 주로 뿌리를 식용 및 약용으로 사용하는 식물로 우리나라 뿐만 아니라 중국, 일본 등에서도 많이 소비된다. 더덕속 식물은 비대근에 사포닌, polysaccharide 등과 같은 약용성분 대량 함유되어있으며 최근에는 그 약효를 증명하는 많은 논문들이 보고되고 있다 (Chong et al., 2012; Ichikawa et al., 2009; Joh et al., 2010; Lee et al., 2007; Li et al., 2012; Sekita et al., 2005; Ushijima et al., 2007, 2008; Xin et al., 2012). 예전부터 인삼 등과 같이 뿌리를 약용으로 사용하는 식물은 뿌리를 생산하기 까지 많은 시간과 인력이 소모된다. 따라서 이러한 단점을 극복하기 위해 기내 부정근 유도 및 증식방법과 대량생물배양기를 활용한 연구가 계속되고 있다 (Jeong et al., 2006; Langhansova et al., 2012; Sivakumar et al., 2005). 그외 약용으로 사용되는 식물들 역시 부정근 유도를 통한 대량 증식에 관한 연구가 계속되고 있다 (Bae et al., 2009; Mercy et al., 2012). 또한 특정 이차대사물질의 함량 증가의 연구를 위해 elicitor처리를 통해 특정 물질의 함량증가 및 특정 물질의 생합성 pathway와 관련된 연구가 이루어지고 있으며 (Yu et al., 2002; Kim et al., 2005), 인삼에서는 부정근 유도 방법을 사용하여 빠르고 효율적으로 형질전환근을 유도하여 유전자의 발현 등을 연구하였다 (Han et al., 2009). 이렇게 다양한 약용 식물에서 부정근 유도방법을 이용하여 다양한 연구와의 접목이 가능하며 만삼, 더덕 그리고 소경불알 역시 뿌리의 알려진 효능에 비해 더덕을 제외하고 부정근 유도와 재분화에 관해서는 아직 연구되어진 것이 없다. 따라서 이 연구에서는 여러 우수한 효능을 지닌 세 가지 더덕속 식물체의 부정근 유도 및 증식 방법을 연구하였으며, 더 나아가 이 방법을 사용하여 여러 물질분석과 더불어, 특정 물질의 대량생산등의 산업적인 연구의 수행과 접목이 가능할 것이다.

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