조직배양을 통한 물오리나무 대량 증식 및 Oregonin 성분 함량 증가 연구

김소현*, 장태영, 장현두, 정은주, 최선은

(강원대학교 산림환경시스템학과)

Mass Propagation of Alnus japonica via Tissue Culture and Enhanced Oregonin Production

So Hyun Kim*, Tae Young Jang, Jang Hyeon Du, Eun Ju Cheong, Sun Eun Choi

(Department of Forest Environment System, Kangwon National University)

요약: Diarylheptanoid의 배당체인 Oregonin은 물오리나무의 지표 물질로 항염증, 항산화 등 여러 약리적 효능을 지닌다. Oregonin을 효율적으로 생산하기 위한 대량 증식 조건을 구명하기 위해 물오리나무 조직배양 실험을 수행하였다. 시료는 성숙한 물오리나무로부터 신초를 유도하여 기내 배양을 시작하였다. 기내 증식의 최적 조건을 구명하기 위해 배지 조건은 WPM과 생장조절물질 무처리구, 사이토키닌류(BA, 2IP, TDZ, zeatin 1µM) 지베렐린 (GA3 1µM)을 처리하였다. 생장 측정 파라미터는 생중량, 줄기 수, 유도된 줄기 수, 줄기 길이, 유도된 줄기 길이, 잎 개수로 측정하였고 Oregonin 함량 분석은 생장 파라미터 측정 후 HPLC(high performance liquid chromato‐graphy)기계로 분석하였다. 배양한 결과, 모든 생장 특성에서 BA 처리구가 가장 우수하였다. 그 다음으로 zeatin이 높았으며 무처리구와 GA3 처리구가 가장 낮게 나타났다. 그러나 Oregonin 함량은 생장이 불량한 무처리구에서 가장 높았고, 생장조절물질 처리구 중에서는 zeatin 처리구에서 높게 나타났다. 생장이 양호했던 두 호르몬의 농도에 따른 생장의 차이를 보고자 후속 실험으로 WPM + 무처리구, BA (1, 5, 10, 15µM), zeatin (1, 5, 10, 15µM) 농도별 처리구를 비교하였다. BA 처리구 중에는 5uM에서 모든 생장 특성이 양호하였고, zeatin 처리구 중에는 10µM이 양호하였다. 그러나 Oregonin 함량은 zeatin 처리구에서 BA 처리구 보다 높았으며, 그 중 10µM 처리구가 생장량과 Oregonin 함량이 가장 높은 것으로 나타났다. 따라서 생장조절물질 조건은 zeatin 10µM인 것으로 판단된다.

Abstract: Oregonin, a glycoside of diarylheptanoid, is a distinctive compound in Alnus japonica renowned for its anti-inflammatory and antioxidant properties. We investigated aimed in vitro tissue culture conditions at mass-propagation of in vitro plantlets and enhancing Oregonin production. Cultures were initiated in WPM supplemented with plant growth regulators (PGRs) including BA, 2IP, TDZ, zeatin at 1µM, and gibberellin (GA3) at 1µM. Growth parameters such as fresh weight, number of shoots, shoot length, and leaf count were evaluated, and oregonin content was quantified using HPLC. The BA treatment demonstrated superior growth, followed by zeatin, whereas the control and GA3 treatments exhibited inferior performance. Interestingly, despite lower growth, the control group showed the highest Oregonin content. Zeatin treatments generally resulted in higher Oregonin levels. In subsequent experiments comparing various concentrations of BA (1, 5, 10, 15µM), and zeatin (1, 5, 10, 15µM), the 5µM BA treatment showed optimal growth, and among zeatin treatments, 10µM. However, zeatin exhibited superior growth and Oregonin content than BA treatment. Thus, zeatin at 10µM is recommended as the optimal condition for Oregonin production.

Keyword: Alnus japonica, Oregonin, tissue culture, HPLC, mass-propagation

사사: This study was supported by the R&D Program for Forest Science Technology (Project No. “2023469A00-2325-EE01”) provided by the Korea Forest Service (Korea Forestry Promotion Institute)