KR102415907B1 - 대마(헴프)의 카나비디올(cbd) 증대 재배방법 - Google Patents

대마(헴프)의 카나비디올(cbd) 증대 재배방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102415907B1
KR102415907B1 KR1020200188119A KR20200188119A KR102415907B1 KR 102415907 B1 KR102415907 B1 KR 102415907B1 KR 1020200188119 A KR1020200188119 A KR 1020200188119A KR 20200188119 A KR20200188119 A KR 20200188119A KR 102415907 B1 KR102415907 B1 KR 102415907B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
hemp
cannabidiol
led
cbd
Prior art date
Application number
KR1020200188119A
Other languages
English (en)
Inventor
임영석
임정대
정은주
오바이둘 칼랑 아자드 엠디
무하마드 자히룰 이슬람
류병렬
무하마드 소옐 라나
하피줄 라흐만 무하마드
Original Assignee
강원대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 강원대학교산학협력단 filed Critical 강원대학교산학협력단
Priority to KR1020200188119A priority Critical patent/KR102415907B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102415907B1 publication Critical patent/KR102415907B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G22/00—Cultivation of specific crops or plants not otherwise provided for
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G31/00—Soilless cultivation, e.g. hydroponics
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G7/00—Botany in general
    • A01G7/04—Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth
    • A01G7/045—Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth with electric lighting
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/20—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions in agriculture, e.g. CO2
    • Y02P60/21—Dinitrogen oxide [N2O], e.g. using aquaponics, hydroponics or efficiency measures

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Cultivation Of Plants (AREA)

Abstract

본 발명은 대마 묘목을 적색광, 청색광 및 녹색광을 조합한 LED(Light emitting diode)를 조사하면서 재배하는 단계를 포함하는 카나비디올(cannabidiol) 함량이 증진된 대마의 재배방법 및 상기 방법으로 재배된 카나비디올 함량이 증진된 대마와 대마의 카나비디올(cannabidiol) 함량을 증가시키는 방법에 관한 것이다.

Description

대마(헴프)의 카나비디올(CBD) 증대 재배방법{Cultivation method to increase cannabidiol(CBD) of hemp(Cannabis sativa)}
본 발명은 대마(헴프)에 적색광(Red/660 nm), 청색광(Blue/460 nm) 및 녹색광(Green/560 nm)을 조합한 LED(Light emitting diode)를 조사하여, 카나비디올(cannabidiol) 함량이 증진된 대마의 재배방법 및 상기 방법으로 재배된 카나비디올 함량이 증진된 대마에 관한 것으로, 상기 재배한 대마를 이용하여 다양한 식의약, 향장 소재로 유용하게 이용할 수 있는 효과가 있다.
빛은 광합성을 통한 식물 성장과 발달을 위한 주요 에너지원이다. 이러한 성장 및 발달 과정은 광 스펙트럼 품질, 강도, 구성, 지속 시간 및 방향에 크게 좌우된다. 빛의 작은 방사조도는 성장하는 식물에서 여러 구성의 변화를 가져올 수 있다. 이러한 과정은 주로 식물에 대한 스트레스 또는 비 스트레스를 강화시킬 수 있는 조사에 주로 의존하는 종 및 품종과 빛의 상호 작용을 통해 이루어진다. 광합성을 위한 에너지원에도 불구하고, 빛에 대한 식물 반응은 주로 조명 환경, 유전형 및 재배 관행 등에 의존하기 때문에 빛은 동시에 스트레스 요인으로 작용할 수 있다. 과도한 빛은 잎 조직의 탈수현상과 함께 증발을 증가시켜 광합성을 감소시킨다.
식물은 각 스펙트럼 대역의 빛에 다르게 반응한다. 식물은 적색광의 파장을 사용하여 탄수화물과 영양소를 축적하고, 광합성에서 전자 여기를 위해 적색과 청색을 사용하고, 카로티노이드와 안토시아닌을 축적하기 위해 청색과 UV를 사용한다. 높은 강도의 UV-B 방사선은 DNA 손상, 광 억제, 지질 과산화 및 최종적으로 성장 지연을 유도하여 식물에 스트레스를 유발한다. 식물이 그러한 빛의 강도나 어떤 생화학 스트레스 상태에 노출되었을 때, 탄소 고정에서의 대사 과정에 대한 수요가 광시스템과 전자 운송 체인을 포함시킴으로써 에너지 공급과 전력 저감을 위해 증가하였다. 이 비대칭은 세포에 신호 및 독성(지질 과산화를 유도하여 산화 손상) 효과를 모두 갖는 활성산소종(ROS)을 생성한다. 보정 지점 이하의 빛 강도는 광합성 생산품의 순 손실을 초래하고 포화 지점 이후 더 많은 빛이 광합성에 영향을 미치지 않거나 부정적인 영향을 미친다.
자외선은 식물 광형성 반응으로 통칭되는 여러가지 형태학적, 생리학적 및 2차 대사 산물의 생산에 대한 식물 반응에 중요한 역할을 한다. 유전자 발현 조절을 통해 주로 UVR8에 의해 제어되는 이러한 광형성 반응은 하배축 신장성 억제, DNA 복구, 항산화 방어 및 페놀 화합물 생성과 관련이 있다.
반면에 원적외선광(Far-infrared/FIR) 710-850 nm)은 잎의 광합성 목적에 중요한 역할을 할 수 있다. R과 FR의 비율이 높거나 낮으면 Pr을 Pfr로 변환할 수 있는 피토크롬의 작용 모드가 변경된다. 이러한 변환은 광 형태 형성과 관련된 유전자 발현의 변화를 가져올 수 있다. 그러나 다른 스펙트럼 밴드의 조합과 함께 UV-A 및 FR의 역할은 식물 생리학 및 형태학적 변화와 관련하여 잘 알려져 있지 않다.
살아있는 대마 식물은 THCA 및 CBDA와 같은 카르복실산과 같은 칸나비노이드를 포함하고 있으며, 저장 중 및 가열시 THC 및 CBD와 같은 중성 칸나비노이드로 변형된다. 대마의 2차 대사산물은 대부분 유전자형과 그 표현형의 선택을 통해 제어된다. 그러나 광주기, 조명 강도 및 품질을 포함한 일부 원예 기술은 그들 사이에 변화를 가져올 수 있다.
한국공개특허 제2014-0123212호에는 LED 조사를 이용한 인삼 뿌리의 진세노사이드 함량을 증가시키는 방법이 개시되어 있고, 한국공개특허 제2016-0088048호에는 LEP 또는 적색광 파장의 LED 조사를 이용한 생육이 증진된 황기의 재배방법이 개시되어 있으나, 본 발명의 대마(헴프)의 카나비디올(CBD) 증대 재배방법과는 상이하다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 빛의 다른 구성에 대한 대마의 반응을 관찰하고 대마 내 카나비디올 함량과 광합성률을 증진시키기 위해, 대마에 적색광(Red/660 nm), 청색광(Blue/460 nm) 및 녹색광(Green/560 nm)을 조합한 LED를 조사하여 재배함으로써, LED를 조사하지 않거나, 다른 광원을 조사하여 재배된 대마에 비해 광합성률이 높고 카나비디올 함량이 증진된 대마의 재배방법을 확립하는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 대마에 적색광(Red), 청색광(Blue) 및 녹색광(Green)을 조합한 LED(Light emitting diode)를 조사하면서 재배하는 단계를 포함하는 카나비디올(cannabidiol) 함량이 증진된 대마의 수경재배방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 방법으로 재배된 카나비디올(cannabidiol) 함량이 증진된 대마를 제공한다.
또한, 본 발명은 대마에 적색광, 청색광 및 녹색광을 조합한 LED(Light emitting diode)를 조사하는 것을 특징으로 하는, 대마의 카나비디올(cannabidiol) 함량을 증가시키는 방법을 제공한다.
본 발명의 특정 LED를 조합하여 조사하여 재배한 대마는 LED를 조사하지 않거나, 다른 광원을 조사하여 재배된 대마에 비해 광합성률이 높고, 카나비디올 함량이 증진되므로, 상기와 같은 방법으로 재배된 대마를 이용하여 다양한 소재로 유용하게 이용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 광원 조사 조건에 따른 대마의 순 광합성률(Photosynthetic rate), 증산률(Transpiration rate), 기공 전도도(Stomatal conductance) 및 수분 이용 효율(Water use efficiency)을 비교한 그래프이다.
도 2는 광원 조사 조건에 따른 대마의 MDA(malondialdehyde)와 과산화수소 농도를 비교한 그래프이다.
도 3은 광원 조사 조건에 따른 대마의 THC(tetrahydrocannabinol), THCA(Tetrahydrocannabinolic acid), CBD(Cannabidiol) 및 CBDA(Cannabidiolic acid) 함량을 비교한 그래프이다.
도 1 내지 3의 L1 내지 L11은 표 2 참고.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 대마에 적색광(Red/660 nm), 청색광(Blue/460 nm) 및 녹색광(Green/560 nm)을 조합한 LED(Light emitting diode)를 조사하면서 재배하는 단계를 포함하는 카나비디올(cannabidiol) 함량이 증진된 대마의 재배방법을 제공한다.
본 발명의 대마의 재배방법에서, 상기 적색광의 파장은 640~680 ㎚이고, 상기 청색광의 파장은 440~480 ㎚이고, 상기 녹색광의 파장은 540~580 ㎚일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 상기 적색광의 파장은 660 ㎚이고, 상기 청색광의 파장은 460 ㎚이고, 상기 녹색광의 파장은 560 ㎚일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 본 발명의 대마의 재배방법에서, 상기 LED 조사는 바람직하게는 하루에 14~18시간씩 25~35일 동안 조사할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 하루에 16시간씩 30일 동안 조사할 수 있다.
상기 LED 조사는 대마의 대마잎, 대마 뿌리, 대마 줄기, 대마 꽃 및 대마 열매로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 부위에 조사할 수 있으며, 바람직하게는 대마잎에 조사할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 본 발명의 대마의 재배방법에서, 상기 조합은 바람직하게는 적색광, 청색광 및 녹색광 LED를 65~75:16~24:8~12 비율이 되도록 조합할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 적색광, 청색광 및 녹색광 LED를 70:20:10 비율이 되도록 조합할 수 있다.
또한, 본 발명의 대마의 재배방법에서, 상기 재배는 일반 비닐 온실 또는 유리 온실에 보조광의 밭 재배 또는 포트 재배, 밀폐형 실내 스마트팜 조건 또는 식물공장형 조건하에서 분무경 방식으로 수경재배 또는 포트재배할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 즉, 상기 재배는 담수경, 배지경, 분무경 등 영양액을 공급하는 모든 영양재배를 포함할 수 있다.
본 발명의 대마의 재배방법은, 보다 구체적으로는
발아시킨 대마 종자를 관개하면서 2~4주 동안 재배하는 단계; 및
상기 재배한 대마 묘목을 수경재배기로 옮겨 수경재배하면서, 적색광, 청색광 및 녹색광 LED를 65~75:16~24:8~12 비율이 되도록 조합한 LED(Light emitting diode)를 하루에 14~18시간씩 25~35일 동안 조사하는 단계를 포함할 수 있으며,
더욱 구체적으로는
발아시킨 대마 종자를 관개하면서 3주 동안 재배하는 단계; 및
상기 재배한 대마 묘목을 수경재배기로 옮겨 수경재배하면서, 적색광, 청색광 및 녹색광 LED를 70:20:10 비율이 되도록 조합한 LED(Light emitting diode)를 하루에 16시간씩 30일 동안 조사하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 방법으로 재배된 카나비디올(cannabidiol) 함량이 증진된 대마를 제공한다.
본 발명은 또한, 대마에 적색광, 청색광 및 녹색광을 조합한 LED(Light emitting diode)를 조사하는 것을 특징으로 하는, 대마의 카나비디올(cannabidiol) 함량을 증가시키는 방법을 제공한다.
본 발명의 대마의 카나비디올 함량을 증가시키는 방법은, 보다 구체적으로는 발아시킨 대마 종자를 관개하면서 2~4주 동안 재배한 대마 묘목을 수경재배기로 옮겨 수경재배하면서, 적색광, 청색광 및 녹색광 LED를 65~75:16~24:8~12 비율이 되도록 조합한 LED(Light emitting diode)를 하루에 14~18시간씩 25~35일 동안 조사할 수 있으며, 더욱 구체적으로는 발아시킨 대마 종자를 관개하면서 3주 동안 재배한 대마 묘목을 수경재배기로 옮겨 수경재배하면서, 적색광, 청색광 및 녹색광 LED를 70:20:10 비율이 되도록 조합한 LED(Light emitting diode)를 하루에 16시간씩 30일 동안 조사할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 들어 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
1. 재료 및 방법
1.1 실험설계 및 처리
대마 종자(Cannabis sativa cultivar India)를 온실에 있는 상업용 토양 혼합물(Bio-soil No. 1, Heungnong Agricultural Materials Mart, Korea)이 채워진 60개의 셀 플러그 트레이에 뿌렸다. 파종하기 전에 씨앗을 멸균[70%(v/v) 에탄올, 0.1%(w/v) HgCl2 및 0.2%(w/v) thiram]하고 실온에서 24시간 동안 물에 담가 발아를 촉진했다. 온도, 상대 습도(RH) 및 광주기와 같은 환경 조건은 각각 30/25℃(주/야), 60~70% 및 12시간으로 기록되었다. 묘목은 수돗물을 사용하여 필드 용량 수준까지 매일 관개했다. 3주 후 묘목은 스마트팜 LED 수경재배기 내 서로 다른 LED 조명(Bisol LED light Co. Korea)이 결합된 스틸로 제조된 챔버로 옮겨졌다(표 2). 합성유효광량자속밀도(Photosynthetic photon flux density: PPFD), 광주기 및 챔버의 온도는 각각 300 μmol m-2s-1, 16시간(pm. 6:00~22:00) 및 23~27℃였다. 식물 챔버는 영양성분 조제수(표 1)를 2분마다 20초 동안 식물 뿌리 영역에 살포하는 분무경 수경재배(aeroponic) 시스템을 위해 설계되었다. 30일 후, 추가 분석을 위해 각 처리된 식물에서 가장 어린 완전히 형성된 잎을 샘플로 수집하였다.
영양성분 조제수
화합물 이름 A 탱크(50 L) B 탱크(50 L)
Ca(NO3) 1.5 kg
KNO3 3.79 kg 3.79 kg
(NH4)2HPO4 1.6 kg
MgSO4 4.3 kg
K2SO4
Fe 460 g
MnSO4 30.8 g
BH3O3 57.2 g
ZnSO4 3.6 g
CuSO4 1.3 g
(NH4)2O·mMoO3·H2O 0.4 g
LED 조명 구성
Spectrum combinations Ratio (%) Intensity
(μmol m-2s-1)		 Code name
Natural light - - L1
White 100 300 L2
R+B 80:20 300 L3
R+B+G 70:20:10 300 L4
R+B+FR 70:20:10 300 L5
R+B+G+FR 60:20:10:10 300 L6
R+B+W+FR 50:20:20:10 300 L7
R+B+G+FR+UV 50:20:10:10:10 300 L8
R+B+FR+UV 60:20:10:10 300 L9
R+B+W+FR+UV 40:20:20:10:10 300 L10
R+B+G+W+FR+UV 20:20:20:20:10:10 300 L11
R: 적색광(Red/660 nm), B: 청색광(Blue/460 nm), G: 녹색광(Green/560 nm), W: 백색광(390~700 nm), FR: 초적광(Far Red/730 nm), UV: 자외선광(UVA/380 nm)
1.2 잎 가스 교환 측정
순 광합성률(A, μm-2s-1), 증산률(E, mmol m-2s-1), 기공 전도도(gs, mmol m-2s-1)는 ADC BioScientific LCpro 가스 분석기를 사용하여 각 처리중인 식물의 잘 발달된 잎(상단에서 3번째 노드)을 대상으로 측정했다. A, gs, E, WUE의 수준은 주변 환경 조건에서 측정되었다. 가스 교환 측정은 오전 10시에서 오후 3시 사이의 한낮에 실시하였다. 광합성 수분 이용 효율(WUE)은 비율 A/E로 계산하였다.
1.3 말론디알데히드(malondialdehyde) 및 H2O2 농도 측정
지질과산화는 대마잎의 말론디알데히드(MDA) 함량을 추정하여 측정하였다. 동결건조된 잎 샘플(25 mg)을 0.1% 트리클로로아세트산(5 mL)에 녹였다. 균질물을 10000 ×g에서 4℃ 및 10분 동안 원심분리하고 분석을 위해 4℃에서 보관했다. 그 후, 시험관 내 상등액의 분취액 1 mL에 티오바르비투르산(0.5%)을 함유하는 TCA(20%) 4 mL를 첨가하였다. 시험관을 수조에 넣고 95℃에서 30분 동안 가온한 다음 얼음 수조에서 빠르게 냉각시켰다. 생성된 혼합물을 다시 5000 rpm에서 15분 동안 원심분리하고 532 nm에서 흡광도를 측정하였다. 600 nm에서 특정되지 않은 탁도를 방지하기 위해 532 nm에서 감산하고 155 mM-1cm-1의 흡광계수를 사용하여 농도를 계산하였다.
H2O2 측정은 동결건조된 잎(25 mg)을 0.1%(w/v) TCA 5 mL로 얼음 수조에서 추출하고 12,000 ×g에서 15분 동안 원심분리하였다. 상등액의 분취액 0.5 mL에 대해, 10 mM 인산 칼륨 완충액(pH 7.0) 0.5 mL 및 1M KI 1 mL를 첨가한 다음 1시간 동안 암 조건에서 배양하였다. 흡광도는 잎 추출물 대신 블랭크 프로브(blank prove)로 0.1% TCA를 사용하여 390 nm에서 측정하였다. 표준 H2O2 곡선은 샘플에서 H2O2의 농도를 계산하기 위해 준비되었다.
1.4 THC(tetrahydrocannabinol), THCA(Tetrahydrocannabinolic acid), CBD(Cannabidiol) 및 CBDA(Cannabidiolic acid)
동결건조된 샘플(100 mg)을 메탄올(100%) 5 mL에 용해시킨 다음 실온에서 20 분 동안 초음파 처리하였다. 용액을 주사기 필터(0.45 μM, Millipore, Bedford, MA, USA)를 통해 여과하고 추가 분석을 위해 4℃의 냉장고에 보관하였다. UV-VIS 검출기와 역상 Zorbax SB-C18 컬럼(4.6 mm × 100 mm, 3.5 ㎛)이 있는 HPLC 시스템(Shimadzu LC-20AT)을 사용하였다. 이동상은 등용매 용리 방식으로 0.1% 인산을 함유하는 70% 아세토나이트릴이다. 샘플(10 ㎕)은 1.5 ml min-1의 유속으로 주입되었으며, 오븐 온도가 27℃이고 검출 파장이 275 nm이다.
실시예 1. 광합성 가스 교환
광합성 매개 변수는 여러가지 광 처리에 따라 다양했다(도 1). 광합성률(Photosynthetic rate), 증산률(Transpiration rate), 기공 전도도(Stomatal conductance) 및 수분 이용 효율(Water use efficiency)은 0.397~6.23 μmolm-2s-1, 0.587~3.942 molm-2s-1, 0.023~0.1833 molm-2s-1 및 0.101~4.647 μmolm-2s-1 였다. L4에서 광합성률이 높은 것으로 나타났다.
광합성은 식물의 수증기 확산과 이산화탄소 흡수를 조절하기 때문에 기공 밀도, 분포 및 개방 상태의 영향을 받을 수 있다. 또한 빛, CO2 농도 및 온도를 비롯한 많은 요인이 기공 작용에 영향을 미칠 수 있다. L1, L5, L6, L7, L8 및 L9 처리 식물은 낮은 엽록소 함량과 낮은 광합성 속도를 나타내었다.
광합성률과 물 사용 효율은 L5와 L8을 제외한 모든 조명 처리에서 증가했다. 반면에 L10 및 L11을 제외한 모든 광 스펙트럼에서 증발 및 기공 전도도는 자연광에 비해 크게 증가하였다. L3, L4 및 L11에서 더 높은 광합성률과 물 사용 효율을 보였을뿐만 아니라 낮은 증산 속도와 기공 전도도를 나타냈다. 반면에 L5 및 L8 처리에서는 광합성률과 물 사용 효율은 낮고, 증산률과 기공 전도도는 높은 것으로 나타났다.
실시예 2. 지질과산화 및 과산화수소에 대한 LED의 영향
지질과 단백질은 식물 세포에 축적된 ROS에 의한 산화 손상의 주요 희생요소이다. 지질 손상 정도를 판단하는 지표로 간주되는 지질과산화는 심각한 상태에서 원형질막에서 다중 불포화 지질의 산화적 분해에 의해 모든 유기체에서 발생한다.
MDA(malondialdehyde)와 H2O2 수준은 서로 다른 광처리에 의해 상당한 영향을 받았다(도 2). L6에서 가장 높은 MDA가 나왔고, 그 다음으로 L1, L5 및 L8 처리가 높게 나타났고, L2, L3 및 L4 처리에서는 낮은 MDA가 관찰되었다. 반면, L7 처리에서 높은 H2O2를 축적했고, 그 다음으로 L6, L5, L2 및 L9 처리가 높게 나타났으며, L8 및 L11 처리에서는 낮은 H2O2가 관찰되었다.
실시예 3. THC, THCA, CBD 및 CBDA에 대한 LED 스펙트럼의 영향
THC(Tetrahydrocannabinol), THCA(Tetrahydrocannabinolic acid), CBD(Cannabidiol) 및 CBDA(Cannabidiolic acid)의 상당한(P<0.05) 변화가 서로 다른 LED 스펙트럼에서 관찰되었다(도 3). 식물은 L4, L5 및 L8 처리에서 더 높은 CBD를 축적했고, 자연광에 비해 모든 광 스펙트럼에서 더 높은 THC를 축적했다. 이들 중 L3 및 L4 스펙트럼은 각각 가장 높은 THC 및 CBD를 나타냈다. 중요한 것은 CBD와 THC 모두 크게 증가한 L4, L5 및 L8 스펙트럼에서 CBD와 THC가 양의 관계를 보인다는 점이다. 반면, L2, L3, L7, L9, L10, L11 스펙트럼에서는 THC와 CBD가 각각 상승과 감소 추세를 보이는 상반된 관계가 관찰되었다. 반면, L7을 제외한 모든 스펙트럼에서 더 높은 CBDA가 축적되었고, 자연광에 비해 L10을 제외한 모든 스펙트럼에서 더 높은 THCA가 축적되었다.
흥미롭게도 THCA와 CBDA 축적 사이에 L7 처리는 상당히 부정적인 관계를 생성한 반면 다른 처리는 거의 긍정적인 관계를 형성했다. L11 처리를 제외한 THC 축적은 백색광, R+B 및 R+B+G 스펙트럼에서 가장 두드러졌고, 대마 식물의 THC 축적에 대한 FR 및 UVA 광원의 영향이 거의 없다고 가정할 수 있다. 또한, UV-A 매개 스펙트럼 조합에서 THCA, CBDA 및 THC 농도가 더 높다는 사실을 발견했다.
반면 CBD와 CBDA는 L4, L5, L6 및 L8 처리에서 더 많이 축적되었다. 이 결과로부터 R+B+G 처리가 CBDA 합성의 대부분을 자극할 수 있고, FR과 UVA가 이 과정에서 R+B와 R+B+G에 거의 영향을 미치지 않는 CBD로의 전환을 자극할 수 있다고 예측할 수 있다. 실험 결과에서 L8 처리의 CBD와 L8, L9, L10, L11 처리의 CBDA에 대해 FR을 포함한 다른 빛과 함께 UVA의 약간의 영향을 발견했다.
칸나비노이드 중에서 THC와 CBD는 식물 방어 메커니즘에 관여하는 것으로 가장 많이 논의되었으며 항산화 특성을 가지고 있다. THC, THCA, CBD 및 CBDA의 초기 증가는 통제된 가뭄 스트레스 하에서 대마 식물의 다른 2차 대사산물과 함께 스트레스 지표로 보고되었다. 또한, THCA가 대마 세포와 잎에서 괴사세포 사멸을 유도한다고 보고되었다. 따라서 현재 실험에서 증가하는 칸나비노이드는 일부 제어된 LED 광 스펙트럼 처리 하에서 대마 식물의 스트레스 반응을 나타낸다고 볼 수 있다.

Claims (7)

  1. 발아시킨 대마 종자를 관개하면서 2~4주 동안 재배하는 단계; 및
    상기 재배한 대마 묘목을 밀폐형 실내 스마트팜 수경재배기로 옮겨 분무경 방식으로 수경재배하면서, 적색광, 청색광 및 녹색광 LED를 65~75:16~24:8~12 비율이 되도록 조합한 LED(Light emitting diode)를 하루에 14~18시간씩 25~35일 동안 조사하는 단계를 포함하여 재배하는 것을 특징으로 하는 카나비디올(cannabidiol) 함량이 증진된 대마의 재배방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적색광의 파장은 640~680 ㎚이고, 상기 청색광의 파장은 440~480 ㎚이고, 상기 녹색광의 파장은 540~580 ㎚인 것을 특징으로 하는 카나비디올(cannabidiol) 함량이 증진된 대마의 재배방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항 또는 제2항의 방법으로 재배된 카나비디올(cannabidiol) 함량이 증진된 대마.
  7. 발아시킨 대마 종자를 관개하면서 2~4주 동안 재배하는 단계; 및
    상기 재배한 대마 묘목을 밀폐형 실내 스마트팜 수경재배기로 옮겨 분무경 방식으로 수경재배하면서, 적색광, 청색광 및 녹색광 LED를 65~75:16~24:8~12 비율이 되도록 조합한 LED(Light emitting diode)를 하루에 14~18시간씩 25~35일 동안 조사하는 것을 특징으로 하는, 대마의 카나비디올(cannabidiol) 함량을 증가시키는 방법.
KR1020200188119A 2020-12-30 2020-12-30 대마(헴프)의 카나비디올(cbd) 증대 재배방법 KR102415907B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200188119A KR102415907B1 (ko) 2020-12-30 2020-12-30 대마(헴프)의 카나비디올(cbd) 증대 재배방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200188119A KR102415907B1 (ko) 2020-12-30 2020-12-30 대마(헴프)의 카나비디올(cbd) 증대 재배방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102415907B1 true KR102415907B1 (ko) 2022-07-01

Family

ID=82397251

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200188119A KR102415907B1 (ko) 2020-12-30 2020-12-30 대마(헴프)의 카나비디올(cbd) 증대 재배방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102415907B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023005683A1 (en) * 2019-06-19 2023-02-02 Fujian Sananbio Technology Co., Ltd. Method for promoting accumulation of secondary metabolites in cannabis

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160138500A (ko) * 2014-03-28 2016-12-05 플란투이 오이 수경 실내 원예 방법
KR20200120654A (ko) * 2019-02-15 2020-10-21 푸지엔 산안 시노-사이언스 포토바이오테크 컴퍼니 리미티드 Led 식물 생장 램프 스펙트럼

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160138500A (ko) * 2014-03-28 2016-12-05 플란투이 오이 수경 실내 원예 방법
KR20200120654A (ko) * 2019-02-15 2020-10-21 푸지엔 산안 시노-사이언스 포토바이오테크 컴퍼니 리미티드 Led 식물 생장 램프 스펙트럼

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023005683A1 (en) * 2019-06-19 2023-02-02 Fujian Sananbio Technology Co., Ltd. Method for promoting accumulation of secondary metabolites in cannabis

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yu et al. Effect of differential light quality on morphology, photosynthesis, and antioxidant enzyme activity in Camptotheca acuminata seedlings
Johkan et al. Blue light-emitting diode light irradiation of seedlings improves seedling quality and growth after transplanting in red leaf lettuce
Wojciechowska et al. Effects of LED supplemental lighting on yield and some quality parameters of lamb's lettuce grown in two winter cycles
Nadalini et al. Effects of blue and red LED lights on soilless cultivated strawberry growth performances and fruit quality
Qian et al. UV-A light induces a robust and dwarfed phenotype in cucumber plants (Cucumis sativus L.) without affecting fruit yield
Kang et al. Light intensity and photoperiod influence the growth and development of hydroponically grown leaf lettuce in a closed-type plant factory system
Choi et al. Effects of LED light on the production of strawberry during cultivation in a plastic greenhouse and in a growth chamber
Riikonen et al. Growth and development of Norway spruce and Scots pine seedlings under different light spectra
Martin-Mex et al. Positive effect of salicylates on the flowering of African violet
Zheng et al. Effects of different irradiation levels of light quality on Chrysanthemum
Pan et al. Interaction of supplementary light and CO2 enrichment improves growth, photosynthesis, yield, and quality of tomato in autumn through spring greenhouse production
MATYSIAK et al. White, blue and red LED lighting on growth, morphology and accumulation of flavonoid compounds in leafy greens.
US20160021830A1 (en) Manipulation of light spectral quality to reduce parasitism by cuscuta and other plant parasites
Son et al. Growth and development of cherry tomato seedlings grown under various combined ratios of red to blue LED lights and fruit yield and quality after transplanting
KR102499822B1 (ko) 기능성 성분 및 항산화 활성이 증진된 새싹삼의 재배방법
KR102415907B1 (ko) 대마(헴프)의 카나비디올(cbd) 증대 재배방법
Bantis et al. Morphology, development, and transplant potential of Prunus aviumand Cornus sanguinea seedlings growing under different LED lights
Kobori et al. Supplemental light with different blue and red ratios in the physiology, yield and quality of Impatiens
Bengtsson et al. Control of plant morphology by UV-B and UV-B-temperature interactions
Park et al. Comparing photosynthesis, growth, and yield of paprika (Capsicum annuum L.'Cupra') under supplemental sulfur plasma and high-pressure sodium lamps in growth chambers and greenhouses
SAKHONWASEE et al. Influences of LED light quality and intensity on stomatal behavior of three petunia cultivars grown in a semi-closed system
Shin et al. Effect of Light Emitting Diodes Treatment on Growth and Quality of Lettuce (Lactuca sativa L.'Oak Leaf')
KR102418254B1 (ko) 헴프(대마)의 기능성 물질 증대 재배방법
Saapilin et al. Physiological and biochemical responses of Chinese cabbage (Brassica rapa var. chinensis) to different light treatments
Kumar et al. Effect of photoperiod on growth characteristics in Chrysanthemum morifolium Ramat. cv. Zembla

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant