WO2017188719A1 - 이고들빼기의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법 - Google Patents

이고들빼기의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2017188719A1
WO2017188719A1 PCT/KR2017/004422 KR2017004422W WO2017188719A1 WO 2017188719 A1 WO2017188719 A1 WO 2017188719A1 KR 2017004422 W KR2017004422 W KR 2017004422W WO 2017188719 A1 WO2017188719 A1 WO 2017188719A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
growth
red light
blue light
stress treatment
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/004422
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
오명민
박송이
이진희
배지훈
구종현
Original Assignee
서울바이오시스주식회사
충북대학교 산학협력단
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
Priority claimed from KR1020160052279A external-priority patent/KR101861217B1/ko
Priority claimed from KR1020160052284A external-priority patent/KR20170123080A/ko
Priority claimed from KR1020170053079A external-priority patent/KR20180119383A/ko
Application filed by 서울바이오시스주식회사, 충북대학교 산학협력단 filed Critical 서울바이오시스주식회사
Priority to US16/097,139 priority Critical patent/US11304388B2/en
Priority to CN201780026511.2A priority patent/CN109068595B/zh
Priority to CN202011171805.4A priority patent/CN112273171B/zh
Priority to CN202011503523.XA priority patent/CN112616486B/zh
Publication of WO2017188719A1 publication Critical patent/WO2017188719A1/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
    • A01G22/60—Flowers; Ornamental plants
    • 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
    • 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
    • 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
    • A01G3/00—Cutting implements specially adapted for horticultural purposes; Delimbing standing trees
    • 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
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01H—NEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
    • A01H6/00—Angiosperms, i.e. flowering plants, characterised by their botanic taxonomy
    • A01H6/14—Asteraceae or Compositae, e.g. safflower, sunflower, artichoke or lettuce
    • 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
    • Y02P60/14—Measures for saving energy, e.g. in green houses

Definitions

  • the present invention relates to a method for growing and bioactive substances of the perilla crop, the genus of perilla perilla.
  • LEDs Light emitting diodes
  • incandescent lamps have several advantages such as low energy consumption, long life, small size, durability and reliability, and are intended to be used as light sources for controlling plant light shape formation and growth. Many studies are underway (Heo, 2002 Plant Growth Regulation 38: 225-230).
  • the light environment that affects the growth of plants is light intensity, light quality and daylength.
  • Photosynthesis is affected by light intensity, and the wavelength bands of red and blue light are effective for plant growth.
  • Plants may promote photosynthesis or form morphology by specific wavelengths in the ultraviolet or visible region.
  • blue light 400-500 nm
  • red light 600-700 nm
  • green light 500-600 nm
  • Far red light 700-800 nm
  • flowering stem elongation, seed germination control
  • ultraviolet rays A and B are involved in phytochemicals synthesis.
  • the flowering time may be determined depending on the length of the plant.
  • Crepediastrum denticulatum is a yearly or biennial plant of the dicotyledonous prunus asteraceae, grows in the dry place of the mountains and fields. It is 30 ⁇ 70cm high and the stem is thin and purple. Branches spread and squeeze out juice. The leaves on the roots are spatula-shaped and fall when the flowers bloom, and the leaves on the stems are shifted, without petioles. The leaf length is 6-11cm, the butterfly is 3-7cm and the tip is dull. The lower part is like an ear, half the stem is wrapped around, and the sawtooth is sparse at the edge. Flowers bloom in yellow in August-September and doehwa are about 15mm in diameter. They run in inflorescences.
  • the guns are shaped like narrow barrels, and the pieces of the guns are long oval-shaped bassos arranged in two rows.
  • Fruits are achene, brown or black, with 12 ridges.
  • the tube is white, about 3.5 mm long, eats young sprouts as herbs, and is distributed in Korea, Japan, China, and India, and is known to contain various functional substances.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a method for promoting the growth of the perilla perilla crops using the LED.
  • Another problem to be solved by the present invention is to provide a method for increasing the bioactive material of the indel by using external stress.
  • the growth and physiologically active material of the method of cultivating the perilla seedlings by external stress treatment by at least one of visible light, drying, low temperature, ultraviolet rays and chemical inducers during perilla cultivation is provided.
  • the indels are provided with enhanced growth and bioactive substances.
  • the growth of the indels may be increased by using the LED.
  • Figure 1 is a comparison of the appearance of the genus perilla crop according to various LED light quality.
  • Figure 2 is a graph showing the results of measuring the shoot fresh weight (shoot fresh weight) and the dry weight (shoot dry weight) of the surface of the subtracted 17 treated LED light quality.
  • Figure 3 is a graph showing the results of measuring the number of leaves, leaf area, leaf length, leaf width of wild grapes treated with 17 kinds of LED light quality.
  • Figure 4 is a graph showing the results of measuring the antioxidant and phenolic compounds of the outgoing intreatment of 17 kinds of LED light quality.
  • FIG. 5 is a graph showing the results of measuring chicory acid and phenyl propanoid materials of wild vines treated with 17 kinds of LED minerals.
  • FIG. 6 is a graph showing near-infrared light LEDs (RB 8: 2 LED mixed light, RB 8: 2 LED mixed light, far-red LEDs are added to adjust four R / FR ratios) used in the present invention. .
  • Figure 7 is a graph showing the results of measuring the live weight and dry weight, leaf area, leaf length, leaf width and number of leaves of the ground part of perilla perilla treated with near-infrared light LED, respectively.
  • Figure 8 is a graph showing the results of measuring the antioxidant and total phenolic compounds of goji perilla treated with near infrared light LED, respectively.
  • FIG. 9 is a graph showing the results of measuring chicory acid and phenylpropanoid materials of perilla perilla treated with the indicated near-infrared light LEDs, respectively.
  • Figure 12 is a composite cold stress (brightness 300 ⁇ mol / m 2 / s + a low temperature 10 °C, 150 ⁇ mol / m 2 / s + a low temperature 10 °C, day 20 °C + Night 10 °C, day 10 °C + Night 20 °C) and according to the process It is a graph showing the results of measuring the total phenolic compounds and chicory acid contained in subtracted.
  • Figure 13 is a graph showing the results of measuring the total phenolic compounds and chicory acid included in the bleeding in accordance with UV-A LED auxiliary light source treatment.
  • Figure 14 is a graph showing the results of measuring the total phenolic compounds, antioxidants, chicory acid and 3,5-DCQA included in the bleeding in accordance with UV-B LED auxiliary light source treatment.
  • FIG. 15 is a graph showing the results of measuring total phenolic compounds, antioxidants, and chicory acids included in the perilla extract according to salicylic acid treatment.
  • the growth method of biotin and growth of bioactive material is the external stress treatment by at least one of visible light, drying, low temperature, ultraviolet rays and chemical inducers during the cultivation It is.
  • External stress treatment by visible light is to irradiate visible light to the indwelling.
  • Visible light consists of at least one of white light, red light, green light and blue light.
  • the visible light may be a single light of red light, green light and blue light.
  • the perilla is a stress treatment by mixed light and near-infrared light at the time of cultivation, can be harvested at 6 weeks.
  • the perilla extract may be harvested 3 to 5 days after the stress treatment by drying.
  • the external stress treatment by drying is to supply moisture to the wicks for a period of time.
  • the perilla can be harvested on the second day after the stress treatment by drying.
  • the low temperature stress treatment is a low temperature 10 ° C treatment at night or day.
  • the perilla extract may be harvested 3 days to 5 days after the stress treatment by low temperature.
  • External stress treatment by ultraviolet rays is to irradiate UV-A on the indwelling.
  • the perilla can be harvested after 8 hours of stress-treated by UV-A.
  • the external stress treatment by ultraviolet rays is to irradiate UV-B to the indwelling.
  • the perilla can be harvested on the second day after the stress treatment by UV-B.
  • the stress treatment is to irradiate with UV-B for 1 hour every 11 hours for 2 days.
  • External stress treatment by chemical inducer is spraying salicylic acid on the indel. At this time, the perilla can be harvested on the third day after the stress treatment by the chemical inducer.
  • the growth of perilla is an increase in at least one of the living weight and dry weight of the ground, leaf number, leaf area, leaf length and leaf width.
  • bioactive substances of perilla are phenolic compounds (phenolic) and chicoric acid (chicoric acid).
  • stress the external stress treated by visible light, drying, low temperature, ultraviolet rays and chemical inducers and the enhancement of bioactive substances.
  • the indels were cultivated for 6 weeks after establishment in a closed plant production system at a temperature of 20 ° C., a humidity of 60%, a carbon dioxide concentration of 1000 ppm, and 200 ⁇ mol / m 2 / s PPFD.
  • the qualities for cultivating perilla are red light (Red; R, 654 nm), green light (Green; G, 518 nm), blue light (Blue; B, 455 nm), combination of red light and blue light (RB), red light, A combination of green light and blue light (RGB), red light, white light (W; 456 nm + 558 nm) and blue light combination (RWB).
  • Cattle was grown under a mixed LED environment where these visible lights were mixed in 17 different ratios.
  • red light, green light, and blue light were used as single light.
  • 2A and 2B are graphs showing the fresh weight and the dry weight of the ground, respectively.
  • 3A to 3D are graphs showing the number of leaves, the leaf area, the leaf length, and the leaf width, respectively.
  • 4A to 4D are graphs showing the total phenolic concentration, the antioxidant capacity, and the total phenolic content and the antioxidant power calculated per plant, respectively.
  • 5a and 5b are graphs showing the concentration of chicory acid and the calculated content per plant.
  • 5C and 5D are graphs showing the compound concentrations of capphthalic acid, chlorogenic acid, chicory acid and 3,5-DCQA, and the calculated content per plant (Compound content).
  • Meo the fresh weight and dry weight of the ground were increased in green light and blue light
  • RGB 6: 1: 3 treatment showed the highest value in RGB mixed light.
  • Leaf area was the highest in green and blue in single light and the highest in RGB 6: 1: 3 in RGB mixed light, similar to the ground weight and dry weight results.
  • the plant-based plant production system which is a closed plant production system, can mass-produce pharmaceutical-based plant raw materials uniformly and stably.
  • Example 2 growth and useful substances of the indica were identified using various near-infrared light LEDs.
  • Phytochrome of the plant is converted from the inactive state to the active state by the red light (R), and is converted from the active state to the inactive state by the Far red light (FR).
  • R red light
  • FR Far red light
  • This conversion of phytochrome causes plant growth and morphological changes according to the ratio of red light to near infrared light (R / FR).
  • FR near-infrared light
  • PPFD peak intensity
  • 7A to 7F are graphs showing the live weight and dry weight, leaf number, leaf area, leaf length, and leaf width, respectively, of the ground portion.
  • 8A to 8D are graphs showing the total phenolic compound, antioxidant power, and the content and antioxidant capacity of the calculated total phenolic compound per plant.
  • 9A to 9F are graphs showing the concentrations of chicory acid, chlorogenic acid and capricric acid, respectively, and the calculated contents per plant.
  • the ground weight, dry weight, leaf area, leaf length, and leaf width of the above-ground ground were lower than the R / FR ratio, i.e., the 0.7 and 1.2 treatment groups having a high ratio of near-infrared light, and the control source containing no near-infrared light and commercially available light sources (IS Significantly higher than).
  • the R / FR ratio i.e., the 0.7 and 1.2 treatment groups having a high ratio of near-infrared light
  • the control source containing no near-infrared light and commercially available light sources IS Significantly higher than
  • the present invention will increase the production of high quality larvae in hermetic plant production system by identifying the appropriate R / FR ratio to increase the growth of medicinal crops and the functional substance content.
  • perilla seedlings were grown in a closed plant growth system at a temperature of 20 ° C., a humidity of 60%, and 150 ⁇ mol / m 2 / s PPFD for 5 weeks. . After fermentation, the fermentation was stopped at 5 weeks and treated with dry stress for 5 days, and then analyzed for total phenolic compound content, antioxidant activity, and chicory acid content.
  • 10A to 10D are graphs showing the relative water content of leaves, the content of chicory acid, and the total phenolic compound content and antioxidant activity calculated per plant.
  • the control is a stress-free control and the drought stress is a dry stress-treated control.
  • the relative moisture content of the leaves decreased significantly with the dry stress treatment, and the content of the bioactive chicory acid was increased numerically compared to the control.
  • the total phenolic compound content and antioxidant activity per plant were increased numerically compared to the control group on the 3rd and 5th day after drying.
  • the closed carb production system under the temperature of 20 ° C, humidity of 60%, carbon dioxide concentration of 1000ppm, and 300 ⁇ mol / m 2 / s PPFD After cultivation at 5 weeks. Two weeks of dry stress treatment (drying the wick by 3 cm and complete irrigation using a single wick) were done at 5 weeks after planting and the contents of total phenolic compounds and chicory acid and leaves at 6 weeks after planting Moisture content potential was analyzed.
  • Figure 11a is the leaf water potential (Leaf water potential)
  • Figure 11b and Figure 11c is a graph showing the total phenolic compound and chicory acid content calculated per plant.
  • 11a to 11c control is a control
  • Drought stress 1 is dry stress-treated dried indel using one wick
  • Drought stress 2 is dry stress-treated dried indel using complete irrigation interruption.
  • the indels were put into a closed plant production system with a temperature of 20 ° C., a humidity of 60%, a carbon dioxide concentration of 1000 ppm, and 300 ⁇ mol / m 2 / s PPFD. Cultivation was for 5 weeks. Then, the four methods composite cold stress (brightness 300 ⁇ mol / m 2 / s + a low temperature 10 °C, brightness 150 ⁇ mol / m 2 / s + a low temperature 10 °C, day 20 °C + Night 10 °C, day 10 °C + Night 20 °C) of Took care of it. Functional substances were analyzed at 6 weeks after the establishment.
  • 12A and 12B are graphs showing the content of total phenolic compounds and chicory acid calculated per plant.
  • low luminous intensity is temp.1 300 ⁇ mol / m 2 / s + a low temperature of 10 °C stress treatment and the subtraction, brightness is low temp.2 150 ⁇ mol / m 2 / s + a low-temperature stress 10 °C Treated and infiltrated, DIF 1 is stressed and inoculated at day 20 ° C. + night at 10 ° C., DIF 2 is treated at 10 ° C. in day and 20 ° C. at night.
  • the contents of total phenolic compounds by the complex low temperature stress treatment of the four methods were the highest in the treatments treated at low temperature 10 °C at night than the other treatments, including 3 days and 5 days after treatment.
  • the chicory acid content was the highest in the treatment treated with a low temperature 10 °C at night and the treatment treated with a low temperature 10 °C during the day 3 and 5 days after treatment.
  • the indels were cultivated in a closed plant production system at a temperature of 20 ° C., a humidity of 60%, a carbon dioxide concentration of 1000 ppm, and 300 ⁇ mol / m 2 / s PPFD for 5 weeks. Then, in order to identify the bioactive material of the inflorescence using UV-A LED environmental stress, UV (Ultraviolet) -A LED of 370 nm or 385 nm wavelength was irradiated continuously for one week.
  • the functional substance analysis was carried out 6 weeks after the regularization of perilla pulp.
  • 13A and 13B are graphs showing the calculated total phenolic compound and chicory acid content per plant.
  • the control is a control.
  • the UV-A LED of 370nm wavelength the total phenolic compound content and chicory acid content were higher than the control.
  • the perilla extract was grown in a closed plant production system at a temperature of 20 ° C., a humidity of 60%, a carbon dioxide concentration of 1000 ppm, and 300 ⁇ mol / m 2 / s PPFD for 6 weeks. Afterwards, in order to check the bioactive material of the inflorescence using the UV-B LED environmental stress, the UV-B LED having a wavelength of 306 nm was used as an auxiliary light source twice a day for 11 hours for one week. I checked it.
  • FIGS 14A to 14D are graphs showing the content of total phenolic compound, antioxidant power, chicory acid content and 3,5-DCQA content, respectively.
  • the control is a control.
  • UV-B LED has a power of 13.34W / m 2 per unit area and total cumulative energy up to Day 2 is 40.02 W / m 2 .
  • FIGS. 15A to 15C are graphs showing the total phenolic compound content, antioxidant capacity and chicory acid content calculated for each organism.
  • control is a control, SA 1mM salicylic acid 1 mM treated saliva, SA 5mM salicylic acid 5 mM treated salsaul.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Natural Medicines & Medicinal Plants (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Developmental Biology & Embryology (AREA)
  • Cultivation Of Plants (AREA)
  • Medicines Containing Plant Substances (AREA)

Abstract

본 발명은 고들빼기 속 작물인 이고들빼기의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법에 관한 것이다. 일 실시 예에 따른 이고들빼기의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법은 이고들빼기 재배 시, 이고들빼기에 가시광, 건조, 저온, 자외선 및 화학적 유도인자 중 적어도 하나에 의한 스트레스 처리를 하는 것이다.

Description

이고들빼기의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법
본 발명은 고들빼기 속 작물인 이고들빼기의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법에 관한 것이다.
식물이 광합성을 하는 경우 생육을 위해 사용하는 빛은 특정 파장 영역으로 제한되어 있다. 그러나 인공조명의 대부분은 인간의 시감을 위해 개발되었기 때문에 같은 양의 밝기라도 정착 식물에 유효한 빛은 아주 적은 편이다. 예를 들어 최근에 도시화 농업을 이끌고 있는 식물공장에 도입되는 인공조명은 지구 온난화의 주범인 온실가스 저감을 위해 에너지 소비를 최소화하고 식물 생육활동에 있어 광합성 유효파장의 최대효율 및 광 형태 형성에 관여하는 광색 밸런스로 나타내는 파장 대역을 내는 인공 광원이 필요하다. 최근에는 그 동안 사용되어 온 백열등 또는 형광등에 비하여 특정 파장역만을 선택적으로 사용할 수 있는 광 효율이 높은 친환경 녹색조명인 LED(Light Emitting Diode) 조명을 활용한 식물 생육 환경을 구현하고 있다.
LED(light emitting diodes)는 백열등에 비해 전환이 빠르며, 낮은 에너지소비, 긴 수명, 소형, 내구성 및 신뢰성 등의 여러 가지 장점을 지니고 있어서, 식물의 광 형태 형성 및 생장을 조절하기 위한 광원으로 사용하고자 하는 많은 연구가 진행되고 있다(Heo, 2002 Plant Growth Regulation 38: 225-230).
식물의 생육에 영향을 미치는 광 환경을 보자면 광도(light intensity), 광질(light quality) 및 일장(daylength)이 있다. 광합성은 빛의 광도(light intensity)에 영향을 받으며, 적색광 및 청색광의 파장대가 식물의 생육 등에 효과적이다. 식물은 자외선이나 가시광 영역 중 특정 파장에 의하여 광합성이 촉진되기도 하고 형태적인 형성이 이루어지기도 한다. 특히 청색광(400-500nm)은 광합성을 촉진하고 줄기 신장을 억제하며 적색광(600-700nm)은 광합성 촉진, 개화 및 줄기신장에 관여하고 녹색광(500-600nm)은 광합성의 보조역할을 한다고 알려져 있다. 그리고 원적색광(700-800nm)은 개화, 줄기신장 촉진, 종자 발아조절에 관여하고 자외선 A 및 B는 피토케미컬(Phytochemicals) 합성에 관여한다고 밝혀졌다. 또한 식물은 일장에 따라 개화시기가 결정되기도 한다.
이고들빼기(Crepidiastrum denticulatum)는 쌍떡잎식물 합판화군 초롱꽃목 국화과의 한해살이 또는 두해살이풀로 산과 들의 건조한 곳에서 자라며, 높이 30∼70㎝이고, 줄기는 가늘고 자줏빛이다. 가지가 퍼지며 자르면 즙이 나온다. 뿌리에 달린 잎은 주걱 모양이며 꽃이 필 때 쓰러지고 줄기에 달린 잎은 어긋나며 잎자루가 없다. 잎 길이는 6-11㎝, 나비는 3-7㎝이며 끝은 둔하다. 밑부분은 귀처럼 되어 줄기를 반쯤 감싸고, 가장자리에 이 모양의 톱니가 드문드문 있다. 꽃은 8-9월에 노란색으로 피고 두화는 지름 15㎜ 정도로서 산방꽃차례로 달리는데, 꽃이 필 때는 곧게 서고 진 다음 밑으로 처진다. 총포는 좁은 통처럼 생기고 총포조각은 긴 타원 모양 바소꼴로서 2줄로 늘어서고, 안조각은 줄 모양이며 8개이다. 열매는 수과(瘦果)로서 갈색이나 검은색이며 12개의 능선이 있다. 관모는 흰색이며 길이 약 3.5 ㎜이며, 어린순을 나물로 먹고, 한국·일본·중국·인도차이나에 분포하며 다양한 기능성 물질을 포함하고 있다고 알려져있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 LED를 이용하여 고들빼기 속 작물인 이고들빼기의 생장을 증진하는 방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 해결하고자 하는 과제는 외부 스트레스를 이용하여 이고들빼기의 생리활성 물질을 증대하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 이고들빼기 재배 시, 이고들빼기에 가시광, 건조, 저온, 자외선 및 화학적 유도인자 중 적어도 하나에 의한 외부 스트레스 처리를 하는 이고들빼기의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법이 제공된다. 이에 따라, 생장 및 생리활성 물질이 증진된 이고들빼기가 제공된다.
본 발명의 실시 예에 따르면, LED를 이용하여 이고들빼기의 생장을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 외부 스트레스를 이용하여 이고들빼기의 생리활성 물질을 증대시킬 수 있다.
도 1은 다양한 LED 광질에 따른 이고들빼기 속 작물의 외형적인 비교사진이다.
도 2는 17가지의 LED 광질을 처리한 이고들빼기 지상부의 생체중(shoot fresh weight)과 건물중(shoot dry weight)을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 17가지의 LED 광질을 처리한 이고들빼기의 엽수, 엽면적, 엽장, 엽폭을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 17가지의 LED 광질을 처리한 이고들빼기의 페놀 화합물과 항산화를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 17가지의 LED 광질을 처리한 이고들빼기의 치커리산과 페닐프로파노이드 물질을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명에서 이용한 근적외선광 LED(RB 8:2 LED 혼합광, RB 8:2 LED 혼합광에 far-red LED를 추가하여 4가지의 R/FR 비율을 조절한 광)을 나타낸 그래프이다.
도 7은 근적외선광 LED를 각각 처리한 이고들빼기의 지상부의 생체중과 건물중, 엽면적, 엽장, 엽폭 및 엽수를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 8은 근적외선광 LED를 각각 처리한 이고들빼기의 항산화와 총 페놀 화합물을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 9는 나타낸 근적외선광 LED를 각각 처리한 이고들빼기의 치커리산과 페닐프로파노이드 물질을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 10은 건조스트레스 처리에 따른 이고들빼기에 포함됨 페놀 화합물, 치커리산(chicoric acid), 이고들빼기 잎의 수분 및 항산화를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 11은 두 가지 방법의 건조 스트레스(심지 1개을 이용하여 심지 노출 길이 3cm 및 완전 관수 중단) 처리에 따른 이고들빼기에 포함된 총 페놀 화합물, 이고들빼기 잎의 수분 및 치커리산을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 12는 복합 저온 스트레스(광도 300μmol/m2/s +저온 10℃, 150μmol/m2/s +저온 10℃, 낮 20℃+밤 10℃, 낮 10℃+밤 20℃) 처리에 따른 이고들빼기에 포함된 총 페놀 화합물과 치커리산을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 13은 UV-A LED 보조 광원 처리에 따른 이고들빼기에 포함된 총 페놀 화합물과 치커리산을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 14는 UV-B LED 보조 광원 처리에 따른 이고들빼기에 포함된 총 페놀 화합물, 항산화, 치커리산 및 3,5-DCQA를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 15는 살리실산 처리에 따른 이고들빼기에 포함된 총 페놀 화합물, 항산화 및 치커리산을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시 예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위한 예시로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 이고들빼기의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법은 이고들빼기 재배 시, 이고들빼기에 가시광, 건조, 저온, 자외선 및 화학적 유도인자 중 적어도 하나에 의한 외부 스트레스 처리를 하는 것이다.
가시광에 의한 외부 스트레스 처리는 이고들빼기에 가시광을 조사하는 것이다.
가시광은 백색광, 적색광, 녹색광 및 청색광 중 적어도 하나의 광으로 이루어진 것이다. 또한, 가시광은 적색광, 녹색광 및 청색광 중 하나의 단일광일 수 있다. 또한, 가시광은 적색광:청색광=6:4, 적색광:청색광=7:3, 적색광:청색광=8:2, 적색광:청색광=9:1, 적색광:녹색광:청색광=5:1:4, 적색광:녹색광:청색광=6:1:3, 적색광:녹색광:청색광=7:1:2, 적색광:녹색광:청색광=8:1:1, 적색광:녹색광:청색광=9:1:0, 적색광:녹색광:청색광=7:2:1, 적색광:백색광:청색광=8:1:1, 적색광:백색광:청색광=6:2:2, 적색광:백색광:청색광=7:1:2 및 적색광:백색광:청색광=8:2:0의 비율로 혼합된 혼합광 중 적어도 하나로 이루어진 것일 수 있다. 이때, 이고들빼기는 재배 시 가시광에 의한 스트레스 처리가 되며, 6주차에 수확될 수 있다.
혼합광에 근적외선광을 더 추가할 수 있다. 여기서, 혼합광은 적색광:청색광=8:2의 비율로 혼합된 것이다. 또한, 근적외선광에 대한 적색광의 비율은 1.7, 1.2, 4.1 및 8.6 중 적어도 하나이다. 이때, 이고들빼기는 재배 시 혼합광과 근적외선광에 의한 스트레스 처리가 되며, 6주차에 수확될 수 있다.
건조에 의한 외부 스트레스 처리는 일정 기간 동안 이고들빼기에 관수를 중단하는 것이다. 이때, 이고들빼기는 건조에 의한 스트레스 처리된 이후 3일 내지 5일차에 수확될 수 있다.
또는 건조에 의한 외부 스트레스 처리는 일정 기간 동안 이고들빼기에 심지로 수분을 공급하는 것이다. 이때, 이고들빼기는 건조에 의한 스트레스 처리된 이후 2일차에 수확될 수 있다.
저온에 의한 외부 스트레스 처리는 일정 기간 동안 이고들빼기를 저온에서 재배하는 것이다. 여기서, 저온에 의한 스트레스 처리는 밤 또는 낮에 저온 10℃로 처리한 것이다. 이때, 이고들빼기는 저온에 의한 스트레스 처리된 이후 3일 내지 5일차에 수확될 수 있다.
자외선에 의한 외부 스트레스 처리는 이고들빼기에 UV-A를 조사하는 것이다. 이때, 이고들빼기는 UV-A에 의한 스트레스 처리되고 8시간이 경과된 후 수확될 수 있다.
또는 자외선에 의한 외부 스트레스 처리는 이고들빼기에 UV-B를 조사하는 것이다. 이때, 이고들빼기는 UV-B에 의한 스트레스 처리된 후 2일차에 수확될 수 있다. 여기서, 스트레스 처리는 2일동안 11시간마다 1시간씩 UV-B를 이고들빼기에 조사하는 것이다.
화학적 유도인자에 의한 외부 스트레스 처리는 이고들빼기에 살리실산을 분사하는 것이다. 이때, 이고들빼기는 화학적 유도인자에 의한 스트레스 처리된 후 3일차에 수확될 수 있다.
이고들빼기의 생장은 지상부의 생체중과 건물중, 엽수, 엽면적, 엽장 및 엽폭 중 적어도 하나가 증가하는 것이다. 그리고 이고들빼기의 생리활성 물질은 페놀 화합물(phenolic) 및 치커리산(chicoric acid)이다.
이하, 실시 예를 통하여 가시광, 건조, 저온, 자외선 및 화학적 유도인자에 의한 외부 스트레스(이하, 스트레스) 처리된 이고들빼기의 생장 증진 및 생리활성 물질의 증진에 대해 보다 상세하게 설명하고자 한다.
<실시 예 1> 다양한 LED 광질에 따른 이고들빼기의 생장 확인
이고들빼기는 온도 20℃, 습도 60%, 이산화탄소 농도 1000ppm, 200μmol/m2/s PPFD 조건의 밀폐형 식물 생산 시스템에 정식 후 6주 동안 재배되었다. 이고들빼기를 재배하기 위한 광질은 적색광(Red; R, 654 nm), 녹색광(Green; G, 518 nm), 청색광(Blue; B, 455 nm), 적색광과 청색광의 조합(RB), 적색광, 녹색광 및 청색광의 조합(RGB), 적색광, 백색광(White; W, 456 nm+558 nm) 및 청색광의 조합(RWB)으로 이루어진다. 이고들빼기는 이 가시광들이 17가지의 다양한 비율로 혼합된 혼합 LED 환경 하에서 재배되었다.
예를 들어, 단일광으로는 적색광(Red), 녹색광(Green) 및 청색광(Blue)이 사용되었다. 또한, 혼합 LED로는 적색광:청색광=6:4(RB 6:4), 적색광:청색광=7:3(RB 7:3), 적색광:청색광=8:2(RB 8:2), 적색광:청색광=9:1(RB 9:1), 적색광:녹색광:청색광=5:1:4(RGB 5:1:4), 적색광:녹색광:청색광=6:1:3(RGB 6:1:3), 적색광:녹색광:청색광=7:1:2(RGB 7:1:2), 적색광:녹색광:청색광=8:1:1(RGB 8:1:1), 적색광:녹색광:청색광=9:1:0(RGB 9:1:0), 적색광:녹색광:청색광=7:2:1(RGB 7:2:1), 적색광:백색광:청색광=7:1:2(RWB 7:1:2), 적색광:백색광:청색광=8:1:1(RWB 8:1:1), 적색광:백색광:청색광=6:2:2(RWB 6:2:2) 및 적색광:백색광:청색광=8:2:0((RWB 8:2:0)의 비율로 혼합된 것이 사용되었다. 또한, 다양한 LED 광질에 따른 이고들빼기의 생장을 확인하기 위해 이고들빼기를 형광등(Fluorescent lamp; FL)과 종래 식물 공장에서 사용된 식물 재배용 LED(Plant husbandry LED; PH LED) 환경하에서도 재배하였다. (도 1 참고)
정식 후 6주차에 17가지 처리구의 지상부의 생체중과 건물중, 엽수, 엽면적, 엽장 및 엽폭을 측정하였다. 또한, 총 페놀 화합물(Total phenolic), 항산화(Antioxidant), 치커리산(chicoric acid), 카프타릭산(caftaric acid), 클로로제닉산(chlorogenic acid) 및 3,5-DCQA(3,5-di-O-caffeoylquinic acid)를 분석하였다.
도 2a 및 도 2b는 각각 지상부의 생체중(Shoot fresh weight) 및 건물중(Shoot dry weight)을 나타낸 그래프이다.
도 3a 내지 도 3d는 각각 엽수(Number of leaves), 엽면적(Leaf area), 엽장(Leaf length), 및 엽폭(Leaf width)을 나타낸 그래프이다.
도 4a 내지 도 4d는 각각 총 페놀 화합물의 농도(Total phenolic concentration), 항산화력(Antioxidant capacity) 및 식물체당 계산한 총 페놀 화합물의 함량(Total phenolic content)과 항산화력을 나타낸 그래프이다.
도 5a 및 도 5b는 치커리산의 농도 및 식물체당 계산한 함량을 나타낸 그래프이다. 도 5c 및 도 5d는 카프타릭산, 클로로제닉산, 치커리산 및 3,5-DCQA의 농도(Compound concentration) 및 식물체당 계산한 함량(Compound content )을 나타낸 그래프이다.그 결과, 정식 후 6주차 단색광(Mono)에서 지상부의 생체중과 건물중은 녹색광(Green)과 청색광(Blue)에서 증가했으며, RGB 혼합광에서는 RGB 6:1:3 처리구가 가장 높은 값을 보였다.
또한, 엽수는 RWB 6:2:2에서 가장 많았다. 엽면적은 지상부의 생체중과 건물중 결과와 비슷하게 단일광에서는 녹색광(green)과 청색광(blue)에서 가장 높았고 RGB 혼합광에서는 RGB 6:1:3에서 가장 높았다.
또한, 총 페놀 화합물의 농도와 항산화력은 형광등과 RGB 5:1:4에서 가장 높았지만, 식물체당 계산한 총 페놀 화합물의 함량과 항산화력은 RGB 처리구에서 대체로 높은 경향을 보였다.
또한, 이고들빼기의 주요 생리활성물질 중 타겟 물질인 치커리산(chicoric acid)의 함량은 생장도 좋았던 RGB 6:1:3 처리구에서 가장 증가하였다. 또한, 주요 생리활성물질인 치커리산(chicoric acid), 카프타릭산(caftaric acid), 클로로제닉산(chlorogenic acid) 및 3,5-DCQA(3,5-di-O-caffeoylquinic acid)의 총 함량도 RGB 6:1:3 처리구에서 가장 높았다.
따라서, 다양한 비율의 혼합 LED를 이용한 광질 처리에서 이고들빼기의 생장과 타겟 물질인 치커리산(chicoric acid)의 함량은 RGB 6:1:3 혼합광에서 증대되었다. 이러한 기술은 밀폐형 식물 생산 시스템인 식물공장에서 의약 기반 식물 원료를 균일하고 안정적으로 대량생산이 가능할 것을 의미한다.
<실시 예 2> 근적외선광 LED에 따른 이고들빼기의 생장 확인
실시 예 2에서는 다양한 근적외선광 LED를 이용하여 이고들빼기의 생장 및 유용 물질을 확인하였다. 식물체의 파이토크롬(Phytochrome)은 적색광(R)에 의해 불활성 상태에서 활성 상태로 전환되고, 근적외선광(Far red light; FR)에 의해 활성 상태에서 불활성 상태로 전환된다. 이러한 파이토크롬의 전환은 근적외선광에 대한 적색광의 비율(R/FR)에 따라 식물의 생육과 형태학적인 변화를 발생시킨다.
본 발명은 적색광:청색광=8:2인 혼합광 LED의 동일한 광도(PPFD) 130μmol/m2/s에서 근적외선광(FR) LED를 추가하여 4가지의 R/FR 비율을 조절하였다. (도 6 참고) 이고들빼기를 적색광:청색광=8:2 혼합광 LED에 근적외선광 LED를 추가한 광과 근적외선광 LED를 추가하지 않은 적색광:청색광=8:2 LED 혼합광에서 온도 20℃, 이산화탄소 농도 1000ppm, 상대습도 60% 환경의 밀폐형 식물 생산 시스템에서 정식 후 6주간 재배하였다.
정식 후 6주차에 각 광원 별 지상부의 생체중과 건물중, 엽면적, 엽장, 엽폭 및 엽수를 측정하였다. 또한, 총 페놀 화합물과 치커리산(chicoric acid), 클로로제닉산(chlorogenic acid) 및 카페익산(caffeic acid)의 농도와 함량, 항산화력을 분석하였다.
도 7a 내지 도 7f는 각각 지상부의 생체중과 건물중, 엽수, 엽면적, 엽장, 및 엽폭을 나타낸 그래프이다.
도 8a 내지 도 8d는 총 페놀 화합물, 항산화력 및 식물체당 계산한 총 페놀 화합물의 함량과 항산화력을 나타낸 그래프이다.
도 9a 내지 9f는 치커리산, 클로로제닉산 및 카프타릭산 각각의 농도 및 식물체당 계산한 함량을 나타낸 그래프이다.
그 결과, 지상부의 생체중과 건물중, 엽면적, 엽장, 엽폭은 R/FR 비율이 낮은, 즉, 근적외선광의 비율이 높았던 0.7과 1.2 처리구에서 근적외선광이 포함되지 않은 대조구와 상업적으로 사용되는 광원(IS)에서 보다 유의적으로 높았다. 특히, 생육이 가장 좋았던 R/FR 1.2 비율의 처리구에서 대조구와 비교하여 엽수에서는 유의적인 차이를 나타내지 않았으나, 생체중은 2.4배, 건물중은 1.9배 증가하였고, 엽장과 엽폭이 크게 증가하여 이에 따른 엽면적 또한 증가하였다. 또한, 이고들빼기 지상부의 단위 건물중 당 총 페놀 화합물 농도는 모든 처리구에서 유의적인 차이를 나타내지 않았기 때문에 지상부의 생육이 월등히 좋았던 R/FR 0.7과 1.2 처리구에서의 총 페놀 화합물 함량이 가장 높게 나타났고 항산화력 또한 유사한 경향을 보였다.
또한, 주요 생리 활성 물질인 치커리산(chicoric acid), 클로로제닉산(chlorogenic acid) 및 카페익산(caffeic acid)의 농도는 대조구와 비교하여 R/FR 비율이 낮은 0.7과 1.2에서 약간 감소하는 경향을 보였으나, 이고들빼기 하나의 식물체에서 생산할 수 있는 함량은 0.7과 1.2에서 높게 나타났다.
따라서, 본 발명은 약용작물인 이고들빼기의 생육을 증가시키고 기능성 물질 함량을 증대 시키는 적정 R/FR 비율을 규명하여 밀폐형 식물 생산 시스템에서 고품질의 이고들빼기 생산량을 증대시킬 것이다.
<실시 예 3> 건조 스트레스에 의한 이고들빼기의 생리활성 물질 분석
건조 환경 스트레스를 이용한 이고들빼기의 생리활성 물질을 확인하기 위하여, 이고들빼기를 온도 20℃, 습도 60%, 150μmol/m2/s PPFD 조건의 밀폐형 식물 생장 시스템에 정식 후 5주 동안 재배하였다. 이고들빼기를 정식 후 5주차에 관수를 중단하여 건조 스트레스를 5일 동안 처리해 준 다음 총 페놀 화합물 함량과 항산화력 그리고 치커리산 함량을 분석하였다.
도 10a 내지 도 10d는 각각 잎의 상대 수분 함량(Relative water content), 치커리산의 함량 및 식물체당 계산한 총 페놀 화합물의 함량과 항산화력을 나타낸 그래프이다. 도 10a 내지 도 10d에서 control은 스트레스 처리를 하지 않은 이고들빼기인 대조구, Drought stress는 건조 스트레스 처리된 이고들빼기이다.
그 결과, 잎의 상대 수분 함량은 건조 스트레스 처리에 따라 유의적으로 감소하였고 생리활성물질인 치커리산의 함량은 대조구에 비해 수치적으로 증가하였다. 또한, 식물체당 총 페놀 화합물의 함량과 항산화력은 건조 처리 후 3일과 5일차를 살펴보면 대조구에 비해 수치적으로 증가하였다.
<실시 예 4> 2가지 조건의 건조 스트레스에 의한 이고들빼기의 생리활성 물질 분석
2가지 조건의 건조 환경 스트레스를 이용한 이고들빼기의 생리활성 물질을 확인하기 위하여, 이고들빼기를 온도 20℃, 습도 60%, 이산화탄소 농도 1000ppm, 300μmol/m2/s PPFD 조건의 밀폐형 식물 생산 시스템에 정식 후 5주 동안 재배하였다. 이고들빼기를 정식 후 5주차에 두 가지 방법의 건조 스트레스(심지 1개를 이용하여 심지를 3cm 노출 및 완전 관수 중단)를 각각 처리해 주었고 정식 후 6주차에 총 페놀 화합물 및 치커리산의 함량과 잎 수분 함량 퍼텐셜을 분석하였다.
도 11a는 잎의 수분 퍼텐셜(Leaf water potential), 도 11b 및 도 11c는 식물체당 계산한 총 페놀 화합물과 치커리산의 함량을 나타낸 그래프이다. 도 11a 내지 도 11c에서 control은 대조구, Drought stress 1는 심지 1개를 이용한 건조 스트레스 처리된 이고들빼기, Drought stress 2는 완전 관수 중단을 이용한 건조 스트레스 처리된 이고들빼기이다.
그 결과, 완전 관수 중단한 처리구는 대조구에 비해 잎의 수분 퍼텐셜이 건조 처리 후 2일차를 살펴보면 급격히 감소하였다. 또한, 두 가지의 건조 스트레스는 식물체당 총 페놀 화합물과 치커리산 함량을 증가시켰다.
<실시 예 5> 복합 저온 스트레스에 의한 이고들빼기의 생리활성 물질 분석
복합 저온 환경 스트레스를 이용한 이고들빼기의 생리활성 물질을 확인하기 위하여, 이고들빼기를 온도 20℃, 습도 60%, 이산화탄소 농도 1000ppm, 300μmol/m2/s PPFD 조건의 밀폐형 식물 생산 시스템에 정식 후 5주 동안 재배하였다. 그 후, 네 가지 방법의 복합 저온 스트레스(광도 300μmol/m2/s+저온 10℃, 광도 150μmol/m2/s+저온 10℃, 낮 20℃+밤 10℃, 낮 10℃+밤 20℃)를 처리해 주었다. 정식 후 6주차에 기능성 물질 분석을 실시하였다.
도 12a 및 도 12b는 식물체당 계산한 총 페놀 화합물과 치커리산의 함량(content)을 나타낸 그래프이다. 도 12a 및 도 12b에서 control은 대조구, low temp.1은 광도 300μmol/m2/s+저온 10℃의 스트레스 처리된 이고들빼기, low temp.2는 광도 150μmol/m2/s+저온 10℃의 스트레스 처리된 이고들빼기, DIF 1은 낮 20℃+밤 10℃의 스트레스 처리된 이고들빼기, DIF 2는 낮 10℃+밤 20℃ 처리된 이고들빼기이다.
그 결과, 4가지 방법의 복합 저온 스트레스 처리에 의한 총 페놀 화합물의 함량은 처리 후 3일과 5일차를 살펴보면 대조구를 포함한 다른 처리구보다 밤에 저온 10℃를 처리한 처리구에서 가장 높았다. 또한, 치커리산 함량은 처리 후 3일과 5일차를 살펴보면 밤에 저온 10℃를 처리한 처리구와 낮에 저온 10℃ 처리한 처리구에서 가장 높았다.
<실시 예 6> UV-A LED에 의한 이고들빼기의 생리활성 물질 분석
이고들빼기를 온도 20℃, 습도 60%, 이산화탄소 농도 1000ppm, 300μmol/m2/s PPFD 조건의 밀폐형 식물 생산 시스템에 정식 후 5주 동안 재배하였다. 이후, UV-A LED 환경 스트레스를 이용한 이고들빼기의 생리활성 물질을 확인하기 위하여, 이고들빼기에 370nm 또는 385nm 파장의 UV(Ultraviolet)-A LED 를 보조 광원으로 1주일 동안 연속 조사해주었다.
이고들빼기를 정식 후 6주차에 기능성 물질 분석을 실시하였다.
도 13a 및 도 13b는 식물체당 계산된 총 페놀 화합물과 치커리산의 함량을 나타낸 그래프이다. 도 13a 및 도 13b에서 control은 대조구이다.그 결과, 370nm 파장의 UV-A LED로 처리하고 8시간 경과한 후 살펴보면, 대조구에 비해 총 페놀 화합물의 함량과 치커리산 함량이 수치적으로 높았다.
<실시 예 7> UV-B LED에 의한 이고들빼기의 생리활성 물질 분석
이고들빼기를 온도 20℃, 습도 60%, 이산화탄소 농도 1000ppm, 300μmol/m2/s PPFD 조건의 밀폐형 식물 생산 시스템에 정식 후 6주 동안 재배하였다. 이후, UV-B LED 환경 스트레스를 이용한 이고들빼기의 생리활성 물질을 확인하기 위하여, 이고들빼기에 306nm 파장의 UV-B LED를 보조 광원으로 1주일 동안 11시간마다 1시간씩 하루에 2번 조사해주었다.
처리 2일과 7일 차에 기능성 물질 분석을 실시하였다. 총 페놀 화합물의 함량, 항산화력, 치커리산 함량 및 3,5-DCQA 함량을 분석하였다.
도 14a 내지 도14d는 각각 총 페놀 화합물의 함량, 항산화력, 치커리산의 함량 및 3,5-DCQA의 함량을 나타낸 그래프이다. 도 14a 내지 도 14d에서 control은 대조구이다.
그 결과, 처리 2일차에 UV-B 처리구의 총 페놀 화합물의 함량, 항산화력, 치커리산의 함량 및 3,5-DCQA의 함량이 증가하였으며, 모두 대조구보다 높았다.
UV-B LED는 단위면적당 전력량이 13.34W/m2이고, 2일차까지의 총 누적 에너지는 40.02 W/m2이다.
<실시 예 8> 화학적 유도인자(Chemical elicitor)에 의한 이고들빼기의 생리활성 물질 분석
화학적 유도인자로 살리실산을 처리한 이고들빼기의 생리활성 물질을 확인하기 위하여, 이고들빼기를 온도 20℃, 습도 60%, 이산화탄소 농도 1000ppm, 300μmol/m2/s PPFD 조건의 밀폐형 식물 생산 시스템에 정식 후 6주 동안 재배하였다. 그 후, 두 가지 농도의 살리실산(1mM 또는 2mM)을 1주일에 2회 골고루 분사하여 처리해주었다. 정식 후 7주차에 기능성 물질 분석을 실시하였다.
도 15a 내지 도 15c는 각각 생물체당 계산된 총 페놀 화합물의 함량, 항산화력 및 치커리산의 함량을 나타낸 그래프이다. 도 15a 내지 도 15c에서 control은 대조구, SA 1mM은 살리실산 1mM 처리한 이고들빼기, SA 5mM은 살리실산 5mM 처리한 이고들빼기이다.
2가지 농도의 살리실산의 외생 처리 결과, 처리 후 3일차를 살펴보면 살리실산 1mM 처리구의 총 페놀 화합물 함량, 항산화력 및 치커리산 함량이 증가하였다.
결과적으로, 다양한 외부 환경 스트레스는 밀폐형 식물 생산시스템인 식물공장 내에서 이고들빼기의 기능성 물질을 증대시켜 고기능성 의약기반 식물원료의 생산을 가능하게 하여 안정적인 원료 생산과 공급이 가능할 것으로 생각된다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (26)

  1. 이고들빼기 재배 시, 상기 이고들빼기에 가시광, 건조, 저온, 자외선 및 화학적 유도인자 중 적어도 하나에 의한 스트레스 처리를 하는 이고들빼기의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가시광에 의한 스트레스 처리는 상기 이고들빼기에 가시광을 조사하는 것인 이고들빼기의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 가시광은 백색광, 적색광, 녹색광 및 청색광 중 적어도 하나의 광으로 이루어진 이고들빼기 생장 및 생리활성 물질 증진 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 가시광은 적색광, 녹색광 및 청색광 중 하나의 단일광인 이고들빼기 생장 및 생리활성 물질 증진 방법.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 가시광은 적색광:청색광=6:4, 적색광:청색광=7:3, 적색광:청색광=8:2, 적색광:청색광=9:1, 적색광:녹색광:청색광=5:1:4, 적색광:녹색광:청색광=6:1:3, 적색광:녹색광:청색광=7:1:2, 적색광:녹색광:청색광=8:1:1, 적색광:녹색광:청색광=9:1:0, 적색광:녹색광:청색광=7:2:1, 적색광:백색광:청색광=8:1:1, 적색광:백색광:청색광=6:2:2, 적색광:백색광:청색광=7:1:2 및 적색광:백색광:청색광=8:2:0의 비율로 혼합된 혼합광 중 적어도 하나로 이루어진 생장 및 생리활성 물질 증진 방법.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 이고들빼기는 재배 시 상기 가시광에 의한 스트레스 처리가 되며, 6주차에 수확되는 이고들빼기의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 혼합광에 근적외선광을 더 추가하는 이고들빼기의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 혼합광은 적색광:청색광=8:2의 비율로 혼합된 것인 이고들빼기의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 근적외선광에 대한 상기 적색광의 비율은 1.7, 1.2, 4.1 및 8.6 중 적어도 하나인 이고들빼기의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 이고들빼기는 재배 시 상기 혼합광과 상기 근적외선광에 의한 스트레스 처리가 되며, 6주차에 수확되는 이고들빼기의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 건조에 의한 스트레스 처리는 일정 기간 동안 상기 이고들빼기에 관수를 중단하는 것인 이고들빼기의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 이고들빼기는 상기 건조에 의한 스트레스 처리된 이후 3일 내지 5일차에 수확되는 이고들빼기의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 건조에 의한 스트레스 처리는 일정 기간 동안 상기 이고들빼기에 심지로 수분을 공급하는 것인 이고들빼기의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 이고들빼기는 상기 건조에 의한 스트레스 처리된 이후 2일차에 수확되는 이고들빼기의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 저온에 의한 스트레스 처리는 일정 기간 동안 상기 이고들빼기를 저온에서 재배하는 것인 이고들빼기의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 저온에 의한 스트레스 처리는 밤 또는 낮에 저온 10℃로 처리한 것인 이고들빼기의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 이고들빼기는 상기 저온에 의한 스트레스 처리된 이후 3일 내지 5일차에 수확되는 이고들빼기의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법.
  18. 청구항 1에 있어서,
    상기 자외선에 의한 스트레스 처리는 상기 이고들빼기에 UV-A를 조사하는 것인 이고들빼기의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 이고들빼기는 상기 UV-A에 의한 스트레스 처리되고 8시간 경과한 후 수확되는 이고들빼기의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법.
  20. 청구항 1에 있어서,
    상기 자외선에 의한 스트레스 처리는 상기 이고들빼기에 UV-B를 조사하는 것인 이고들빼기의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 이고들빼기는 상기 UV-B에 의한 스트레스 처리된 후 2일차에 수확되는 이고들빼기의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 스트레스 처리는 2일 동안 11시간마다 1시간씩 상기 UV-B를 상기 이고들빼기에 조사하는 것인 이고들빼기의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법.
  23. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학적 유도인자에 의한 스트레스 처리는 상기 이고들빼기에 살리실산을 분사하는 것인 이고들빼기의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법.
  24. 청구항 23에 있어서,
    상기 이고들빼기는 상기 화학적 유도인자에 의한 스트레스 처리된 후 3일차에 수확되는 이고들빼기의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법.
  25. 청구항 1에 있어서,
    상기 이고들빼기의 생장은 지상부의 생체중, 건물중, 엽수, 엽면적, 엽장 및 엽폭 중 적어도 하나가 증가하는 것인 이고들빼기의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법.
  26. 청구항 1에 있어서,
    상기 이고들빼기의 생리활성 물질은 페놀 화합물(phenolic) 및 치커리산(chicoric acid)인 이고들빼기의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법.
PCT/KR2017/004422 2016-04-28 2017-04-26 이고들빼기의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법 WO2017188719A1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/097,139 US11304388B2 (en) 2016-04-28 2017-04-26 Method for promoting growth and bioactive substances of Crepidiastrum denticulatum
CN201780026511.2A CN109068595B (zh) 2016-04-28 2017-04-26 齿缘苦荬菜的生长及生理活性物质促进方法
CN202011171805.4A CN112273171B (zh) 2016-04-28 2017-04-26 齿缘苦荬菜的生长及生物活性物质促进系统
CN202011503523.XA CN112616486B (zh) 2016-04-28 2017-04-26 齿缘苦荬菜的生长及生理活性物质促进系统

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2016-0052284 2016-04-28
KR10-2016-0052279 2016-04-28
KR1020160052279A KR101861217B1 (ko) 2016-04-28 2016-04-28 다양한 led를 이용한 고들빼기속 작물의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법
KR1020160052284A KR20170123080A (ko) 2016-04-28 2016-04-28 외부 스트레스를 이용한 고들빼기 속 작물의 생리활성 물질 증진 방법
KR10-2017-0053079 2017-04-25
KR1020170053079A KR20180119383A (ko) 2017-04-25 2017-04-25 이고들빼기의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017188719A1 true WO2017188719A1 (ko) 2017-11-02

Family

ID=60159898

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2017/004422 WO2017188719A1 (ko) 2016-04-28 2017-04-26 이고들빼기의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11304388B2 (ko)
CN (3) CN112273171B (ko)
WO (1) WO2017188719A1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110476633A (zh) * 2019-08-01 2019-11-22 宁波市林场 一种褪黑素提高干旱胁迫下北美冬青光合能力的研究方法
WO2020032677A1 (ko) * 2018-08-10 2020-02-13 서울바이오시스 주식회사 식물 재배 장치 및 식물 재배 방법
WO2020040598A1 (ko) * 2018-08-24 2020-02-27 서울바이오시스 주식회사 식물 재배용 광원
WO2020040597A1 (ko) * 2018-08-24 2020-02-27 서울바이오시스 주식회사 식물 재배용 광원

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWM567355U (zh) * 2018-06-16 2018-09-21 台灣海博特股份有限公司 Multispectral image analysis system architecture
CN110249833B (zh) * 2019-07-12 2021-06-29 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 低剂量长波紫外光提高植物工厂叶菜产量及品质的方法
CN110693938B (zh) * 2019-10-23 2021-10-19 云南省农业科学院药用植物研究所 一种滇龙胆加工方法
US11737396B2 (en) * 2020-12-28 2023-08-29 Seoul Viosys Co., Ltd. Light module for plant cultivation and plant cultivation apparatus including the same
CN114402837A (zh) * 2022-01-12 2022-04-29 中国科学院合肥物质科学研究院 一种利用led红蓝光照提高杜仲叶中有效成分含量的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100091356A (ko) * 2009-02-10 2010-08-19 재단법인 홍천메디칼허브연구소 원적외선 조사를 이용한 항산화 활성이 증가된 인삼의 제조방법
KR20130051846A (ko) * 2011-11-10 2013-05-21 전북대학교산학협력단 Ｌｅｄ 광을 이용한 식물 성장 조절방법 및 항산화효소 증대 방법
KR20140097702A (ko) * 2013-01-29 2014-08-07 충북대학교 산학협력단 생리활성물질의 함량이 증가된 섬오갈피 부정근의 배양방법
KR101439009B1 (ko) * 2013-03-05 2014-09-05 제주대학교 산학협력단 식물 공장 시스템 내 씀바귀의 재배 방법

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AUPP041097A0 (en) * 1997-11-14 1997-12-11 Crown In The Right Of The State Of Western Australia, The Method for inducing stress tolerance in plant material
JP5013326B2 (ja) * 2004-11-30 2012-08-29 独立行政法人理化学研究所 植物環境ストレス耐性用組成物
US7905052B2 (en) * 2006-11-20 2011-03-15 Hurst William E System of photomorphogenically enhancing plants
CN102147367A (zh) * 2010-12-29 2011-08-10 大连海事大学 用延迟荧光光谱检测作物逆境生理与抗逆性鉴定的方法
JP2012206990A (ja) * 2011-03-30 2012-10-25 Sumitomo Chemical Co Ltd 植物の生長を促進する方法
CN102612946B (zh) * 2012-03-26 2013-05-08 天津师范大学 采用稀土铈提高干旱混合基质草坪植物光合能力的方法
KR101373891B1 (ko) 2012-07-24 2014-03-12 경상대학교산학협력단 Ｌｅｄ 조합광원의 광질과 광도 조절이 가능한 식물 재배 장치
CN103992952B (zh) * 2013-02-16 2016-12-28 中国医学科学院药用植物研究所 一株提高丹参产量及总酚酸含量的枝孢属真菌
US10517225B2 (en) * 2014-03-14 2019-12-31 Biolumic Limited Method to improve crop yield and/or quality
CN104429949B (zh) * 2014-11-14 2017-03-01 广东省农业科学院环境园艺研究所 一种利用led光源促进蝴蝶兰组培苗生根的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100091356A (ko) * 2009-02-10 2010-08-19 재단법인 홍천메디칼허브연구소 원적외선 조사를 이용한 항산화 활성이 증가된 인삼의 제조방법
KR20130051846A (ko) * 2011-11-10 2013-05-21 전북대학교산학협력단 Ｌｅｄ 광을 이용한 식물 성장 조절방법 및 항산화효소 증대 방법
KR20140097702A (ko) * 2013-01-29 2014-08-07 충북대학교 산학협력단 생리활성물질의 함량이 증가된 섬오갈피 부정근의 배양방법
KR101439009B1 (ko) * 2013-03-05 2014-09-05 제주대학교 산학협력단 식물 공장 시스템 내 씀바귀의 재배 방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHON, SANG-UK: "Shading Effect on Plant Growth and Physiological Activity of Youngi a Sonchifolia Grown in Plastic House", KOREAN JOURNAL OF WEED SCIENCE, vol. 30, no. 3, 2010, pages 215 - 224 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020032677A1 (ko) * 2018-08-10 2020-02-13 서울바이오시스 주식회사 식물 재배 장치 및 식물 재배 방법
WO2020040598A1 (ko) * 2018-08-24 2020-02-27 서울바이오시스 주식회사 식물 재배용 광원
WO2020040597A1 (ko) * 2018-08-24 2020-02-27 서울바이오시스 주식회사 식물 재배용 광원
US10820532B2 (en) 2018-08-24 2020-11-03 Seoul Viosys Co., Ltd. Light source for plant cultivation
US11291164B2 (en) 2018-08-24 2022-04-05 Seoul Viosys Co., Ltd. Light source for plant cultivation
US11432473B2 (en) 2018-08-24 2022-09-06 Seoul Viosys Co., Ltd. Light source for plant cultivation
US11638400B2 (en) 2018-08-24 2023-05-02 Seoul Viosys Co., Ltd. Light source for plant cultivation
US11778953B2 (en) 2018-08-24 2023-10-10 Seoul Viosys Co., Ltd. Light source for plant cultivation
US11917958B2 (en) 2018-08-24 2024-03-05 Seoul Viosys Co., Ltd. Light source for plant cultivation
US11968937B2 (en) 2018-08-24 2024-04-30 Seoul Viosys Co., Ltd. Light source
CN110476633A (zh) * 2019-08-01 2019-11-22 宁波市林场 一种褪黑素提高干旱胁迫下北美冬青光合能力的研究方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112616486A (zh) 2021-04-09
CN112616486B (zh) 2022-11-22
CN112273171A (zh) 2021-01-29
CN109068595A (zh) 2018-12-21
CN109068595B (zh) 2021-02-26
US20190150378A1 (en) 2019-05-23
CN112273171B (zh) 2022-12-30
US11304388B2 (en) 2022-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017188719A1 (ko) 이고들빼기의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법
KR101861217B1 (ko) 다양한 led를 이용한 고들빼기속 작물의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법
Bergstrand et al. Acclimatisation of greenhouse crops to differing light quality
Frąszczak et al. Growth rate of sweet basil and lemon balm plants grown under fluorescent lamps and LED modules
CN111820130B (zh) 一种基于led节能光源的马铃薯试管薯诱导方法
KR20130051846A (ko) Ｌｅｄ 광을 이용한 식물 성장 조절방법 및 항산화효소 증대 방법
KR102512690B1 (ko) Led를 이용한 새싹삼의 재배 또는 사포닌 함량 증진 방법
Llewellyn et al. Light-emitting diodes can replace high-pressure sodium lighting for cut gerbera production
Lee et al. Effects of shading treatment on the growth and leaf color quality of potted Phedimus takesimensis cv. Atlantis
KR20180009115A (ko) 케일을 재배하는 방법
KR20160092135A (ko) 식물생산용 광원 및 이를 이용한 식물재배방법
CN110122140B (zh) 一种油茶种植方法
KR102147810B1 (ko) 퀀텀 닷 조명을 이용한 들깻잎의 재배 방법
KR20180119383A (ko) 이고들빼기의 생장 및 생리활성 물질 증진 방법
McCreary et al. Regulation of Douglas-fir seedling growth and hardiness by controlling photoperiod
CN106134962A (zh) 一种北方温室冬季雾霾天石斛白绢病防治方法
JP4686716B2 (ja) 植物における二次代謝物の産生を増大せしめる方法
Sanluang et al. Different light spectra and intensity level effects on vegetative growth and antioxidant content of coriander
Lyu et al. Discussion on the Effect of LED Light on Cannabinoid Accumulation and the Design of Artificial Lighting System for Hemp (Cannabis Sativa L.) Cultivation
HIKOSAKA et al. Effects of light quality on the concentration of human adiponectin in transgenic everbearing strawberry
CN113475344B (zh) 一种提高吊兰叶绿素总量及根系活力的光肥互作种植方法
JP2016214260A (ja) オオバの出蕾抑制方法およびイチゴの休眠抑制方法
Moher et al. Light spectra have minimal effects on rooting and vegetative growth responses of clonal cannabis cuttings
Kobayashi et al. Relationship between photomorphogenesis and tree growth in Cryptomeria japonica assessed using light emitting diodes
Bleser et al. Effects of LED-illumination and light intensity on the acclimatization of in vitro plantlets to ex vitro conditions

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17789903

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17789903

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1