이화1P, 나채선1, 정은주2

1국립백두대간수목원 야생식물종자실, 봉화; 2강원대학교 산림환경과학대학 산림자원학부, 춘천

개느삼(Sophora koreensis Nakai)은 한국 특산 다년생 관목으로, 자생지가 강원도 일부 지역으로 제한되어 있다. 이 식물은 항암·항염증·항균·항산화·면역조절 등과 관련된 보고된 유용 화합물을 포함하고 있다. 따라서 개느삼의 이차대사산물을 안정적으로 확보하고 생산 조건을 최적화하기 위해, 스트레스 요인이 생장과 성분 생산에 미치는 영향을 통합적으로 규명하는 연구가 요구된다. 따라서, 유용물질로 scopoletin과 squalene을 설정하고, 개느삼 기내배양체에 sucrose(1, 3, 5%) 및 LED 광원(white, red, blue, red:blue = 2:1, 4:1) 스트레스 처리를 적용하여 두 성분의 함량 변화를 평가하였다. Sucrose 농도가 높아질수록 생장이 촉진되었으며, 특히 5% 처리구에서 생중량이 0.98 g으로 증가하였다. Scopoletin 함량은 sucrose 3% 처리구에서 1125 mg/g까지 증가한 후 5%에서 감소하였다. Squalene은 1% sucrose 처리구에서 148 mg/kg으로 증가한 뒤, 이후 농도 증가에 따라 감소하는 경향을 보였다. 이러한 결과는 sucrose 농도가 생장과 유용물질 축적을 조절하는 중요한 요인이 될 수 있음을 시사한다. LED 처리에서는 짧은 파장(blue) 조건에서 squalene 축적이 0.87 mg/g으로 증가하였다. 추가로 전사체 분석에서는 sucrose와 LED 처리구를 대상으로 De novo transcriptome 구축, 기능 주석 및 DEGs 분석하였다. GO 분석에서 64개, EggNOG 분석에서 24개의 기능적 주석이 있었다. 처리구 간 상관관계 비교에서 sucrose 농도 차이가 유전자 발현 차이를 가장 크게 유도하는 핵심 요인으로 해석되었다. LED 조건에서는 red+blue 혼합광보다 blue 단독 처리에서 DEGs 변화가 더 뚜렷하게 관찰되어, 광 조건 또한 특정 대사 관련 유전자 발현과 연동될 가능성을 제시하였다. 향후 최적 조건 탐색을 통해 기능성 성분의 고효율 생산 및 표준화된 생산 시스템 구축이 기대된다.