배지 조성 및 광질에 따른 진달래 기내 대량증식 및 Taxifolin 배당체 함량 증가 조건 구명

장태영1*, 김소현1, 정은주1

(1강원대학교 산림환경시스템학과)

Optimal Conditions for in vitro mass propagation and enhancing Taxifolin glycoside content in Rhododendron mucronulatum by various compositions of medium and light qualities

Taeyoung Jang1*, So Hyun Kim1, Eun Ju Cheong1

(1College of Environmental Forest System, Kangwon National University)

요약: 진달래는 우리나라 산림 전역에 자생하며, 한방에서 신경통과 항염증 치료 약재로 사용 되어왔다. 최근 연구에서 진달래의 꽃, 줄기, 뿌리에서 추출한 Taxifolin-3-O-arabinopyranoside(Taxifolin 배당체)의 항산화, 항염증, 항아토피 효과가 확인되었다. 이러한 천연화합물은 헬스케어 산업에서 수요가 증가하고 있지만, 대량 생산을 위해서는 많은 식물 원료가 필요하다. 본 연구는 식물조직배양을 통해 진달래의 기내 대량증식과 Taxifolin 배당체 함량 증가의 최적 조건을 구명하였다. 외생 식물호르몬인 cytokinin(zeatin, 2iP, TDZ)의 종류와 농도, 배지 형태, LED를 통해 광질별(백색, 적색, 녹색, 청색)의 효과를 비교하고, HPLC로 Taxifolin 배당체 함량을 분석하였다. 실험 결과, 고체 배지에서는 zeatin 5 μM, 액체 배지에서는 zeatin 3 μM일 때 생중량이 가장 높았으며, 녹색광에서 생장이 우수하였다. Taxifolin 배당체 함량은 고체 배지에서 zeatin 5 μM, 액체 배지에서 zeatin 1 μM 조건에서 높았고, 녹색광에서 함량이 높았다. 따라서 zeatin 1 μM이 첨가된 액체 배지와 녹색광이 진달래의 기내 대량증식 및 Taxifolin 배당체 함량 증가에 대한 최적 조건으로 판단된다.

Abstract: Rhododendron mucronulatum, commonly found throughout Korean forests, has been used in herbal medicine for treating neuralgia and inflammation. Recent studies have identified the antioxidant, anti-inflammatory, and anti-atopic effects of Taxifolin-3-O-arabinopyranoside(Taxifolin glycoside) extracted from its flowers, stems, and roots. The demand for such plant-derived natural compounds is steadily increasing in the healthcare industry, necessitating a sustainable mass production of plant materials. This study aims to determine the optimal conditions for in vitro mass propagation of R. mucronulatum and the enhancement of Taxifolin glycoside content in cultured tissues through plant tissue culture. We compared the effects of different types and concentrations of exogenous cytokinins(zeatin, 2iP, TDZ), medium forms, and light qualities(white, red, green, blue) by LEDs. The Taxifolin glycoside content in the in vitro cultures was analyzed using HPLC. Results showed that the highest fresh weight was obtained with 5 μM zeatin in solid medium and 3 μM zeatin in liquid medium, with liquid medium yielding higher fresh weight. Growth was outstanding under green light. or Taxifolin glycoside content, 5 μM zeatin in solid medium and 1 μM zeatin in liquid medium resulted in high content, with green light yielding high content. Therefore, the optimal conditions for in vitro mass propagation and increased Taxifolin glycoside content in R. mucronulatum are 1 μM zeatin in liquid culture and green light.

Keywords: R. mucronulatum, mass propagation, Taxifolin glycoside, zeatin, liquid medium, LED Green.