참당귀(Angelica gigas) 기내조직배양법을 활용한 대량증식 최적 조건 구명

김소현1*, 정은주1

(1강원대학교 산림환경시스템학과)

Establishment of a Tissue Culture-Based Mass Propagation System for Angelica gigas Nakai

Sohyun Kim1*, Eun Ju Cheong1

(1Department of Forest Environment System, Kangwon National University)

요약: 참당귀(Angelica gigas Nakai)는 미나리과(Apiaceae)에 속하는 한국 자생 약용식물로 주로 강원도 지역에서 자생 및 재배되고 있다. 전통적으로 한방·생약 산업의 주요 원료로 이용되어 왔으며 decursin 등 지표성분의 약리효과에 기반하여 높은 산업적 가치가 있다. 그러나 종자 결실률과 발아율이 저조하고, 빠른 추대로 인해 영양생장 기간이 단축되어 약용부위(뿌리)의 비대 및 생산성이 저하되며, 종자 저장성이 낮아 안정적인 종자번식에 한계가 존재한다. 이에 따라 국내 최대 주산지인 강원도를 중심으로 고품질 균질묘의 안정적 공급을 위한 조직배양 기반 대량증식 기술 개발이 요구되고 있다. 본 연구는 기내 조직배양을 활용하여 대량증식 조건을 확립하기 위해 선발계통의 기내 배양체에서 유래한 단일 줄기 절편체를 사용하여 BA, TDZ, zeatin 및 GA3 처리에 따른 생장 및 다경 유도 반응을 비교 분석하였다. 절편체 치상 4주 후 생중량 증가량, 줄기 길이 증가량, 체세포배 발생율, 줄기 유도 수를 측정하였다. 그 결과 GA3 처리구에서 절편체의 생중량 증가량, 체세포배 발생율 및 줄기 유도 수 모두 가장 높게 나타났다. 이어서 GA3 1, 5, 10 µM 처리구로 농도별 실험을 진행하였다. GA31 µM 처리구에서 생중량 증가량(0.147g), 체세포배 발생(15.6%) 및 줄기 유도 개수(5.8개/단일 줄기)가 가장 높게 나타나 최적 농도로 선정하였다. 다음으로 GA3 1 µM 조건에서 LED White, Green, Red, Blue 광질별 실험을 수행한 결과, LED 처리에 따른 줄기 유도 개수는 Blue(5.84개/단일 줄기)에서 가장 높고 White(2.72개/단일 줄기)에서 가장 낮았다. 반면 생중량 증가(0.15g)와 줄기 길이 증가량(1.81cm)은 Green 처리구에서 가장 높게 나타났다. 따라서 대량증식 목적에는 Blue LED가, 생장량 및 기외순화를 위한 조건에는 Green LED가 유리할 것으로 판단되었다.

Abstract: Angelica gigas Nakai (Apiaceae) is a medicinal plant native to Korea with high industrial value due to bioactive compounds such as decursin; however, seed-based propagation is limited by low reproductive efficiency, rapid bolting, reduced root productivity, and poor seed storability. Therefore, the development of tissue culture-based mass propagation techniques is required to ensure a stable supply of high-quality and uniform plantlets. In this study, single-node stem explants derived from in vitro cultures of selected lines were used to establish optimal conditions for mass propagation. The effects of BA, TDZ, zeatin, and GA3 on growth and multiple shoot induction were comparatively evaluated. Four weeks after inoculation, fresh weight increase, shoot length increase, somatic embryo formation rate, and the number of induced shoots were measured. Among the treatments, GA3 showed the highest fresh weight increase, somatic embryo formation rate, and shoot induction. Concentration-dependent effects of GA3 (1, 5, and 10 μM) were further examined, and GA3 1 μM was identified as the optimal concentration, showing the highest fresh weight increase (0.147 g), somatic embryo formation rate (15.6%), and shoot induction (5.8 shoots per single stem). Under the GA3 1 μM condition, the effects of LED light quality were evaluated. Shoot induction was highest under Blue LED (5.84 shoots per single stem), whereas fresh weight increase (0.15 g) and shoot length increase (1.81 cm) were greatest under Green LED. These results suggest that Blue LED is suitable for mass propagation, while Green LED is advantageous for growth promotion and ex vitro acclimatization.

Keywords:  Angelica gigas, in vitro culture, mass propagation, GA3, LED light quality

사사: 본 연구는 정인욱학술장학재단 산림 Pioneer 육성 장학사업 지원을 받아 수행되었음.