LED 광량 구절초의 생육과 이차 대사산물 함량에 미치는 영향

정은숙*, 최대호, 박용우, 강정목

(충청북도산림환경연구소 산림바이오센터)

Effects of in LED Light Intensity on the Growth and Secondary Metabolite Content of Chrysanthemum zawadskii var. latilobum

Eun-suk Jung*, Daeho Choi, Yong-woo Park, Jungmog Kang,

(Forest Bio Center, Chungcheongbuk-do Forest Environment Research Center)

요약: 구절초(Chrysanthemum zawadskii var. latilobum)는 국화과(Asteraceae)에 속하는 다년생 초본식물로, 구절초의 산업적 이용에 사용되는 주요 물질인 linarin은 항산화, 수면 강화, 항골다공증, 간 보호 활성을 가지는 것으로 알려져 있다. 식물 생육 및 이차 대사산물 생산에 영향을 미치는 다양한 환경요인 중 빛은 식물이 광합성 작용을 통해 에너지를 생산하는데 이용되며, 광량과 광파장에 따라 식물의 생육과 이차 대사산물 함량이 변화할 수 있다. 따라서 본 연구는 LED 광량에 따른 구절초의 생육과 기능성 물질 함량 변화를 구명하고자 수행하였다. 광합성유효광량자속밀도(Photosynthetic photon flux density, PPFD)를 4개의 처리구(50, 100, 150, 200 μmol‧m-2‧s-1)로 나누어, 16/8h 광주기, 20±1℃, 습도 50±10%로 관리된 재배실에서 구절초를 8주간 재배하였다. 8주 후, 구절초의 건중량은 200 μmol‧m-2 처리구에서 5.36g으로 가장 높았으며, linarin 함량과 총 폴리페놀 함량, 총 플라보노이드 함량은 150 μmol‧m-2 처리구에서 각각 28.02mg/g, 52.34mg/g, 37.45mg/g으로 가장 높게 나타났다. 본 연구 결과, 구절초의 실내 재배 시 150 μmol‧m-2의 광량이 적합한 것으로 판단되며, LED 광량의 변화에 따라 구절초의 생장량과 이차 대사산물 함량의 증대가 가능한 것을 확인하였다.

Abstract: Chrysanthemum zawadskii var. latilobum (Asteraceae), which is called Gujulcho, is a perennial herbaceous plant whose main ingredient is linarin which is known to have antioxidant, sleep-enhancing, anti-osteoporosis, and liver-protective effects. Among various environmental factors that affect plant growth and secondary metabolite production, light plays a fundamental role in photosynthesis and the energy required for plants and can affect changes in secondary metabolite content. Therefore, this study was conducted to examine changes in the growth and content of functional substances in C. zawadskii var. latilobum according to the amount of LED light. Photosynthetic photon flux density (PPFD) was divided into four treatments (50, 100, 150, 200 μmol‧m-2‧s-1), 16/8h photoperiod, 20±1℃, humidity. C. zawadskii var. latilobum was grown for 8 weeks in a cultivation room controlled at 50±10%. After 8 weeks, the dry weight of C. zawadskii var. latilobum was highest in the 200 μmol‧m-2 treatment, and the linarin content, total polyphenol content, and total flavonoid content were highest in the 150 μmol‧m-2 treatment. As a result of this study, it was determined that a light amount of 150 μmol‧m-2 was appropriate for indoor cultivation of C. zawadskii var. latilobum, and it was confirmed that the growth amount and secondary metabolite content of C. zawadskii var. latilobum  could be increased by changing the LED light amount.

사사: 본 연구는 산림청 연구개발 사업(RS-2024-00404094)의 지원에 의해 이루어진 것임.