Journal Search Engine
Search Advanced Search Adode Reader(link)
Download PDF Export Citaion korean bibliography PMC previewer
ISSN : 1598-5504(Print)
ISSN : 2383-8272(Online)
Journal of Agriculture & Life Science Vol.56 No.3 pp.9-19
DOI : https://doi.org/10.14397/jals.2022.56.3.9

Origin of Panax Ginseng Species by Country and Characteristics of Seeds under in-vitro Culture

Hyun-Woo Lee1, Se-Jin Lee2, Jin-Hee Ahn3, Yue-Un Min4, Yu-Seong Chung5, Young-Min Kang6*
1Herbal Medicine Resources Center Korea Institute of Oriental Medicine, Naju-si, Jeollanam-do, 58245, Republic of Korea/ University of Science & Technology (UST), Korean Convergence Science Major, Campus of Korea Institute of Oriental Medicine, Daejeon 34054, Republic of Korea
2Herbal Medicine Resources Center Korea Institute of Oriental Medicine, Naju-si, Jeollanam-do, 58245, Republic of Korea/ College of Veterinary Medicine and BK21 FOUR Program, Chonnam National University, 77 Yongbong-ro, Buk-gu, Gwangju 61186, Republic of Korea
3Herbal Medicine Resources Center Korea Institute of Oriental Medicine, Naju-si, Jeollanam-do, 58245, Republic of Korea
4Herbal Medicine Resources Center Korea Institute of Oriental Medicine, Naju-si, Jeollanam-do, 58245, Republic of Korea/ University of Science & Technology (UST), Korean Convergence Science Major, Campus of Korea Institute of Oriental Medicine, Daejeon 34054, Republic of Korea
5Herbal Medicine Resources Center Korea Institute of Oriental Medicine, Naju-si, Jeollanam-do, 58245, Republic of Korea
6Herbal Medicine Resources Center Korea Institute of Oriental Medicine, Naju-si, Jeollanam-do, 58245, Republic of Korea/ University of Science & Technology (UST), Korean Convergence Science Major, Campus of Korea Institute of Oriental Medicine, Daejeon 34054, Republic of Korea
* Corresponding author: Young-Min Kang (Tel) +82-61-338-7110 (E-mail) ymkang@kiom.re.kr
March 28, 2022 ; June 3, 2022 ; June 17, 2022

Abstract


Ginseng is a useful herbal medicine resource that has been used traditionally in various countries for a long time. Ginseng is found in Northeast Asia and North America. The scientific name of ginseng is Panax ginseng C. A. Meyer, which belongs to Araliaceae and the medicinal part is the root. In this study, the types and names of ginseng distributed around the world were summarized and the origins of ginseng in Northeast Asia pharmacopoeia were examined. The pharmacological efficacy of ginseng species from various countries was summarized based on various literature information. Additionally, to harvest ginseng that can be used as herbal medicine, it is cultivated for a long time under unfavourable conditions. In order to produce pharmacologically valuable ginseng species rapidly in line with market demand, a mass production system through in vitro cultivation should be established. Therefore, we performed in vitro culture using seeds of each ginseng variety. The seeds of each ginseng variety was collected, their sizes measured, and shapes compared. The seeds were cut in cross section to observe the shape of the embryo and then hydroponically cultivated wild ginseng and identified various microbial species found in that ginseng species. The morphological characteristics of Indigenous Korean varieties Chunpoong, Yunpoong, Gumpoong and Wild ginseng were compared. Various microbial species were also found in four types of ginseng seed germination experiments through in vitro culture, and identified through rDNA sequence analysis. This study was conducted by distributing seeds of each ginseng variety in the traditional medicine information portal provided by the Korea Institute of Oriental Medicine (KIOM) and the Department of Herbal Crop Research of the Korea Institute of Rural Development Administration (RDA). Ginseng varieties currently cultivated in Korea are about 15. MS + GA 1.0 mg/L condition led to highest germination rate in American ginseng and the best survival rate for Gumpoong. Wild ginseng cultivars are characterized by slow growth in nature. This paper is expected to be the cornerstone of research on the construction of mass production system of ginseng through In vitro cultivation.



국가별 인삼종의 기원 및 기내배양에 따른 종자의 특성

이 현우1, 이 세진2, 안 진희3, 민 유은4, 정 유성5, 강 영민6*
1한국한의학연구원 한약자원연구센터/ 과학기술연합대학원대학교(UST) 한의융합과학전공 인턴 연구원
2한국한의학연구원 한약자원연구센터/ 전남대학교 수의과대학 수의학전공 박사과정 대학원생
3한국한의학연구원 한약자원연구센터 인턴 연구원
4한국한의학연구원 한약자원연구센터/ 과학기술연합대학원대학교(UST) 한의융합과학전공 석박사통합과정 대학원생
5한국한의학연구원 한약자원연구센터 YS박사후 연구원
6한국한의학연구원 한약자원연구센터 책임연구원/ 과학기술연합대학원대학교(UST) 한의융합과학전공 교수

초록


인삼은 다양한 국가에서 과거로부터 민간의약적으로 사용해 온 유용한 한약자원으로, 동북아시아와 북아메리카에서 서식하고 있다. 인삼의 학명은 Panax ginseng C. A. Meyer로 Araliaceae에 속하고 약용 부위는 곁뿌리를 제거한 뿌리 부분이다. 본 연구에서는 전세계에 분포하는 인삼의 종류와 명칭을 정리하고, 동북아시아 공정서 내 인삼의 기원들을 알아보았다. 다양한 인삼종의 전초의 형태를 비교하였고, 여러 문헌 정보를 바탕으로 각국 인삼종의 약리학적 효능을 정리하였다. 현재 한국에서 재배되고 있는 고려인삼의 품종은 약 15종이며, 이들 중 재래종(자경종), 천풍, 연풍, 금풍, 산양삼의 형태학적 특징을 비교하였다. 한약재 활용 가능한 인삼을 수확하기 위해서는 오랜 기간 재배해야 하며, 그 조건도 까다롭다. 약리학적으 로 가치가 있는 인삼종의 시장 수요를 충족하기 위한 대량증식 방법으로 기내조직배양이 활용될 수 있다. 따라서, 각 인삼종의 종자를 수집하여 크기를 측정하고 형태를 비교하였고, 종자를 횡단면으로 절단해 배의 형태를 관찰했다. 각 인삼종의 종자를 활용하여 기내배양을 진행하였고, MS+GA 1.0mg/L 조건에서 발아율은 미국삼이, 생존율은 금풍이 가장 우수한 것으로 확인 되었다. 인삼의 한 종류인 산양삼은 자연에서 성장 속도가 느리고, 재배조건이 까다롭다는 특징을 가지고 있다. 따라서, 산양삼을 수경 재배해, 해당 인삼종에서 발견되는 다양한 미생물종을 동정하였다. 기내배양을 통한 4종의 인삼종 종자 발아 실험에서도 다양한 미생물종이 확인되었고, rDNA 염기서열 분석을 통해 동정하였다. 본 연구는 한국한의학 연구원이 제공하는 전통의학정보포탈(KIOM Oasis Portal)과 농업진흥청 원예특작과학원의 인삼특작부에서 각 인삼종의 종자를 분양받아 진행되었 다. 해당 논문은 기내배양을 통한 인삼의 대량생산 체계 구축 연구의 초석이 될 것으로 사료된다.



    서론

    한국은 인삼재배에 적합한 기후 조건과 오랜 역사를 통해 얻은 재배기술을 바탕으로 세계적인 명품 인삼을 생산해왔다(Heo, 2001). 풍부한 기반을 바탕으로 고려인삼은 과거부터 전 세계에 인삼의 종주국으로서 가치를 인정받아왔다. 하지만 세계 생약 관련 시장의 팽창과 한국에서의 인삼 생산의 활성화에도 불구하고, 고려 인삼은 세계 시장 속에서 과거의 명성을 잃은 지 오래다. 세계 시장 속에서 경쟁국과의 가격경쟁에서 고전을 면치 못해 수출 확대에 어려움을 겪고 있으며, 점차 인삼 시장 속 점유율이 낮아지고 있다. 특히 본삼류(백삼, 태극삼, 홍삼)의 경우, 세계 최대의 인삼 소비 시장인 중국 및 홍콩시장에서 중국삼과 화기삼에 대부분 시장 점유 율을 빼앗겼으며, 기타 가공제품도 홍보 부족과 가격 경쟁력의 약 화에 따라 현지 시장의 요구에 대응하지 못하고 있다. 최근엔 한국 의 수출시장 확대를 위한 FTA 추진으로 최대 인삼 생산지인 중국 과 북미의 인삼들이 한국에 대한 시장개방이 요구되어 국내에 중국 과 북미의 인삼 유입 가능성이 증가하고 있다(Yoo & Son, 2007;Chae, 2016). 또한 중국의 “장백산 인삼 야생자원복원 공정”을 통해 중국 내에서는 고려인삼 종자를 밀수입하여 장백산 일대에 인삼을 파종하여 고려인삼의 우수한 품질에 대항한 품종을 개발하 고 있다(Lee et al., 2016).

    인삼의 입지가 줄어드는 동안 국내의 인삼 산업 또한 문제가 많다. ‘10년 이후로 재배면적 및 생산력 부족, 인삼재배 농가 노동 력의 노령화, 우량 재배지 부족, 생산비용 증가 등으로 인삼의 생산 이 지속해서 감소하고 있다(aT, 2022). 수치상으로도 재배면적은 10년도에 19,000ha에서 16년도에 14,700ha로 많이 감소하였고, 그에 따른 생산량도 26.9천 톤에서 20.4천 톤, 생산액도 9,385억 원에서 7,686억 원으로 매우 감소하였다(Table 1).

    국내외의 인삼 산업의 문제점을 보완하고 고려인삼의 국제경쟁 력을 강화하기 위해서는 고려인삼으로 한정된 연구가 아닌 국내외 전체의 인삼종 형태적인 특징 및 효능 등을 비롯한 다양한 방향의 육종연구가 시행되어야 한다. 특히 고려인삼을 가장한 중국삼과 구분이 가능한 육종연구가 필요할 것으로 사료 된다. 또한 경제적 인 측면으로는 외국삼의 생산구조와 유통, 그리고 경쟁력을 분석한 후 한국 인삼 산업의 경쟁력 강화를 위한 방향 설정이 시급히 요구 된다.

    국외 인삼과의 경쟁 우위를 점하기 위해서는 고려인삼의 신뢰도 향상이 중요하다. 세계적으로 우수한 품질의 표준화된 인삼을 체계 적으로 공급 가능하다면 세계 시장 내에 경쟁력을 되찾을 수 있을 것으로 기대된다. 따라서 본 논문이 표준화된 인삼 개발의 시발점 이 될 것으로 기대된다. 전 세계의 인삼 종을 수집하여 기원 차이 및 형태적 비교분석을 통해 체계적인 육종방안을 모색하고자 한다. 이미 SSR 마커를 통해 국내외 인삼 품종의 유전적 다양성 분석 등 인삼 육종에 관한 다양한 연구가 진행되었다. 향후 이 자료를 기반으로 삼아 세계 시장에서 대응하는 표준화된 인삼 새로운 종을 생산하는데 기초 자료를 제공하고자 한다.

    재료 및 방법

    1. 국가별 인삼의 종류 및 기원

    전 세계 인삼 종은 고려인삼을 비롯하여 화기삼, 죽절삼 등 총 11종이 분포하고 있다. 동북아시아에는 Panax ginseng C. A. Mey. (고려인삼), P. japonicus (Nees) C. A. Mey. (죽절삼), P. major (Burkill) K. C. Ting ex C. Pei & Y. L. Chou, (대엽삼칠 삼), P. notoginseng (Burkill) F. H. Chen ex C. H. Chow, (삼칠 삼), P. omeiensis J. Wen (구미삼칠삼), P. pseudoginseng Wall. (히말라야삼), P. sinensis J. Wen, P. stipuleanatus H. T. Tsai & K. M. Feng (병변삼칠삼), P. wangianus S. C. Sun, (아미삼칠 삼), P. zingiberensis C. Y. Wu & K. M. Feng (강삼칠삼) 총 9종이 분포하고, 북아메리카에는 P. quinquefolius L. (미국삼), P. trifolius L. (삼엽삼) 총 2종이 존재하고 있는 것으로 보고되었 다. 전체 인삼종 중 효능과 경제적인 가치가 있는 것으로 인정받는 종은 고려인삼(P. ginseng C. A. Mey.), 미국삼(P. quinquefolius L.), 삼칠삼(Panax notoginseng Burkill F. T.)으로, 생삼 또는 가공하여 이용하고 있다(Jun & Elizabeth, 1996). 본 논문에서는 경제적인 가치가 있는 6개의 인삼 종을(Fig.1) 선택하여 비교 분석 하여 아래의 표로 정리하였다(Table 2).

    또한 인삼의 기원을 찾아 인삼의 근원을 명확히 하였다. 기원은 동북아를 기준으로 구분하여 정리하였고, 각국의 약전을 통해 인삼 의 기원을 명확하게 구분할 필요가 있다. 국가마다 인삼의 기원과 분별 기준이 통일되지 않아 혼란을 초래했다. 특히 약용 부위에서 는 CP는 뿌리와 뿌리줄기로, 나머지 공정서는 뿌리로 하고 있다 (Table 3). 뿌리 중에서도 가는 뿌리(수염뿌리, 잔뿌리)의 제거 여 부에 따라 KP, JP, HCS 및 DP의 규정이 약간 다르다(Choi & Kim, 2013). 따라서 전 세계적으로 기원규 및 명칭에 대한 통일된 기준이 필요하다고 사료한다.

    2. 전 세계 인삼 종의 형태

    고려인삼은 두릅나무과(Araliaceae), 인삼속(Panax)이며 뿌리 가 직근형으로 주근이 잘 발달하여 사람 형태를 닮은 것이 큰 특징 이다. 동북아 지역을 중심으로 국내외에서 재배되고 있다(Choi & Kim, 2013). 엽의 모양은 잎이 긴 타원형으로 끝이 뾰족한 모양으 로 과실의 표피 색상은 선홍색을 띤다. 현재 고려인삼 품종은 천풍, 연풍, 고풍, 금풍, 선풍, 선운, 선원, 선향, 청선 등 9품종이 등록되 어 있다. 이들 인삼 품종의 형태적 특징에서 천풍은 줄기의 기부는 자색을 띠고 열매는 등황색을 나타내며, 그 외 연풍을 포함한 유사 품종들은 줄기가 자색을 띠고 열매는 붉은색으로 나타낸다. 반면, 금풍은 줄기가 녹색이고 열매는 황색을 나타낸다. 청선은 줄기가 녹색이고 열매는 붉은색을 나타내는 것이 특징이다(Kwon et al., 1991; 1998). 9개의 품종 중에 현재 농가에서 주로 재배되고 있는 품종은 천풍, 연풍 및 금풍이다. 천풍은 천지삼 생산 비율이 높아 홍삼 제조에 널리 이용되며, 연풍은 지하부 형질이 우수하여 생산 성이 높으며, 금풍은 내병성이 강한 품종으로 상대적으로 병해충에 강한 것으로 알려져 있다(Bang et al., 2012).

    화기삼은 미국의 남부 앨러배머와 조지아주의 중부지방에서 북 쪽으로 캐나다의 퀘백 주까지 분포하여 재배되고 있다. 학명은 P. quinquefolius L.으로 잎이 다섯 개로 갈라져 있다는 잎의 형태를 따라 명명되었다. 뿌리의 형태는 고려인삼과 같이 직근형으로 방추 형의 주근과 지근이 발생하여 각부를 이루고 있다. 주근은 고려인 삼에 비해 가늘고 긴 편이나 직근의 발달은 왕성하지 않다는 특성 을 가진다(NIFoS, 2022).

    중국 운남성과 광서성 서남부 지역이 원산지인 전칠삼은 뿌리의 모양이 울퉁불퉁하고 검은색을 띠는 것이 마치 돼지감자 또는 당근 모양인 것이 특징이다. 엽의 모양은 고려인삼과 비슷한 긴 타원형 으로 구성되었으며 잎의 모양은 1개의 장엽에 타원형의 작은 잎이 5~7매 붙어있다. 죽절삼의 경우 과실 형태가 전체적으로 진홍색, 선홍색에 가운데가 검정 반점, 선홍색에 원형의 검정 갈라지는 3가 지 형태가 관찰된다(Chung et al., 1998).

    죽절삼은 일본, 중국 운남이 주 재배지로 가장 큰 특징은 뿌리의 모양이 마치 대나무 모양과 비슷하다. 옆으로 뻗은 지하경은 굵고, 마디가 있다. 꽃은 직경이 약 3mm이며 연한 황록색이다. 엽은 5장이 한 세트로 잎이 손바닥처럼 벌어진다. 긴 자리가 있고 줄기 상부에는 3~5장이 윤생한다(KIOM, 2022).

    마지막으로 삼엽삼은 북미 동부지역에 재배되는 인삼으로 매우 작은 구형의 뿌리를 갖는다. 히말라야삼은 네팔에서 재배되는 인삼 으로 삼엽삼과 같이 주근이 구근이다. 뇌두로부터 원추형의 부정근 이 여러 개 있다. 이 두 인삼 종은 주로 약용으로 재배되지 않는다 (KIOM, 2022). 이런 이유로 두 종의 연구가 많이 진행되어 있지 않은 실정이다.

    2.1 인삼 종자의 형태적 차이

    인삼 형태 및 발아를 보기 위한 연구를 위해서 Fig 2와 같이 형태감별을 실시하였다. 인삼 종자의 다양한 형태를 보기 위해 재 래종, 천풍, 금풍, 연풍, 산양삼, 미국삼 총 6개의 대조군을 두고 비교하였다. 두릅나무과 인삼속 인삼의 종자는 Subglose 형태로 둥근 원형이다. 종피의 색은 연갈색에서 갈색으로 광택은 없다. 각각의 종자의 크기를 재어보았을 때 재래종 5.75mm, 천풍 5mm, 금풍 5.25mm, 연풍 5.5mm, 산양삼 5mm, 미국삼 5.5mm로 대체 로 종자의 크기는 평균 5.3mm로 비슷하였다. 종자의 두께는 재래 종 3.25mm, 천풍 2.5mm, 금풍 3mm, 연풍 2.75mm, 산양삼 2.5mm 미국삼 3mm 평균 2.83mm였다.

    각각의 인삼의 종자 개복 후 실종자와 종피를 구분하고 종자 의 단면을 잘라 입체현미경으로 관찰한 결과, 배의 형태는 Axial-Linear-Straight 형태였다. 단면을 관찰한 결과, 종피가 종 자의 약 1/16을 차지하였다. 배와 배유는 약 1:3의 비율을 보였 으며 종자의 겉면은 거칠며 진갈색 점이 관찰되었다(Fig.3).

    2.2 인삼 종자의 기내배양

    인삼의 종자 기내배양을 위해 재래종, 천풍, 금풍, 연풍, 미국삼 종자를 사용하였다. 인삼의 생육조건을 고려하여 10℃ 온도를 맞 추어 주었다. 미국삼과 재래종 종자 발아 실험에서 Murashige and Skoog (MS) 배지에 GA3 1.0mg/L를 첨가하여 배양한 결과, 어느 정도는 종자 발아에 효과가 있음을 확인했다(Fig 4.). 발아율은 미 국삼이 11%로 가장 높았지만, 생존율은 0%였다. 생존율은 금풍이 89%로 가장 우세하였다(Table 4.). 5개의 인삼종 발아율의 경우 모두 11% 이하이며 금풍과 연풍의 경우 해당 조건에서 발아된 종자가 없는 것을 확인하였다(Table 4). 생존율 또한 전반적으로 낮은 것을 확인하였다. 기내배양 시 배지의 종류, 식물생장호르몬 의 농도와 종류, 외부 조건 등에 의해 식물체의 생장, 발아, 생존 결과가 달라진다. 따라서 성공적인 인삼 종자의 기내배양을 위해서 는 식물체의 발달을 위한 적절한 배양 조건 확립 연구가 수반되어 야 한다. 추후 Gibberellic acid 3 (GA3) 뿐만 아니라 다른 식물생 장호르몬을 활용하여 인삼 종자 발아 연구를 진행하면 인삼종 기내 배양을 통한 대량생산 체계 구축이 가능할 것으로 사료된다.

    3. 각국에서 사용되는 인삼의 고문헌적 기록 및 효능

    동의보감에서 고려인삼의 효능을 "오장의 기가 부족한 것을 보 한다. 또 기가 약한 것, 숨이 짧은 것, 기가 허한 것을 치료한다. 달이거나, 가루로 만들거나, 졸여서 고약을 만들어 많이 먹으면 묘한 효과가 있다.”라고 정의한다(KIOM, 2022). 과거부터 조상들 은 인삼을 모든 생약재 중에서 으뜸으로 신비한 힘을 가진 약용식 물로 인식해 왔다. 특히 동북아에서는 고려인삼이 모든 약초 중에 서 제일 가치 있는 약으로 알려져 왔다. 전통적 한의학에서 인삼의 효능은 원기 회복, 체력증강, 면역력 증강, 노화 방지 그리고 강장 제로써 고려인삼 뿌리와 추출물을 사용해 오고 있다.

    고전 의학에서 인삼의 실제 임상실험을 통해 입증된 고려인삼의 효능은 다음같이 세가지로 분류 할 수 있다. 첫째, 뇌 기능 항진 효능으로 학습 기능증진과 기억력 감퇴개선에 효능이 입증되었다. 인삼의 사포닌은 학습기능의 증진과 기억력을 개선 시키는 효과를 보이는데, 이는 알콜 투여로 인한 기억력 감퇴와 운동 통합 기능의 저하를 고려인삼이 개선하는 효과를 나타낸다는 연구보고가 있다 (Saito et al., 1988;Zhang et al., 1990). 또한 고려홍삼 농축액이 실용적 기억 능력을 조절하고 주관적인 삶의 질과 기분을 조절한다 는 연구보고도 있다(Kennedy et al., 2006; Choi & Yang, 2012).

    둘째, 당뇨병에서는 인삼은 혈당 강하의 효과를 일부 관찰되나 그 효과가 미비한 것으로 나타난다. 하지만 저혈당에 대한 위험도 는 상대적으로 적고, 유의한 부작용 미약하여, 당뇨병성의 각종 자각적 장해 증상을 개선 시키는 효과가 인정받아 인삼을 양약과 함께 병용함으로써, 혈당조절과 당뇨환자의 혈당 조절 및 개선효 과, 장기 복용으로 인한 합병증 억제 등 당뇨병 관리에 도움을 주는 보조 요법제로서 유용성이 있는 것으로 밝혀졌다(Nam, 2002).

    마지막으로 인삼을 쪄서 홍삼으로 복용하는 경우, 순환계에서 혈압강하 및 혈관확장제의 역할을 함이 규명되고 있다. 고려홍삼의 혈관 기능 및 순환 개선 효과가 국제적으로 널리 알려지면서, 혈압 에 미치는 영향 및 관련 기전 연구에 대해 많은 보고가 되고 있다. 고려인삼은 혈관을 확장하는 작용으로 혈압강하작용 및 관상동맥 을 확장하여 심근경색, 심근허혈 및 협심증 증상 완화 작용이 있으 며, 혈소판응집억제에 의한 항혈전작용으로 혈류 증가에 의한 혈액 순환을 개선하는 효능이 있다(Choi et al., 2010). 이를 토대로 기 와 혈의 부족으로 인한 원기 회복에 효과가 있다.

    화기삼은 청나라 본초서인 본초강목습유(本草綱木拾遺) 및 본 초비요(本草備要)에 처음 등장하였다. “익폐음(益肺陰), 청허화(淸 虛火), 생진지갈(生津止渴), 치폐허구수(治肺虛久嗽), 실혈(失血), 인건구갈(咽乾口渴), 허열번(虛熱煩)”에 효능이 있다고 기록되어 있다. 이에 인삼의 약성은 양(陽), 미국삼은 음(陰)으로 구분하여, 인삼은 보양, 미국삼은 보음 작용을 주로 가지고 있으며, 삼 관련 판매업체들은 중의학적 근거 토대로 인삼은 열을 올리고 미국은 열을 내리는 작용이 있다는 점을 강조하면서 효과적으로 판촉활동 을 강화하였다. 그러나 이런 두 인삼종 간의 체열 반응에 관련된 사실관계는 대부분 고전문헌에 근거한 경험적인 고찰이며 임상실 험을 통한 증거가 매우 미흡한 실정이다(Nam et al., 2018).

    삼칠삼의 주된 재배지는 중국 운남성으로 동양의학 및 한의학에 서 오랜 세월 고려인삼과는 또 다른 생약으로 사용된다. 중국 본초 서에 따르면 “산어지혈(散瘀止血), 소정정통(消腫定痛), 치객혈(治 喀血), 토혈(吐血), 혈(血), 빈혈(便血), 붕루(崩漏), 외상출혈(外傷 出血), 흉복자통(胸腹刺痛), 질박종통(跌撲腫痛)”이라 기록되어 있 는데, 삼칠삼의 효능은 어혈(瘀血)을 다스리며, 인체의 혈액이 잘 순환되지 않아서 생기는 증상으로 인한 출혈에 대한 지혈 작용 효과가 있으며, 염증을 억제하고 진통 효과가 있는 것으로 기록되 어 있다. 또한 치료 효능으로 코피, 외상, 위장 출혈, 폐 출혈에 대한 지혈 작용과 가슴과 배의 통증을 다스린다. 이와 같은 효능은 인체의 혈에 작용하는 생약으로 생각된다. 임상실험 연구에서 암전 이 억제 작용, 항암 작용, 여성 호르몬 조절 효과, 뇌 신경염 억제 작용 등이 보고되었다(Jo et al., 2014).

    죽절삼과 삼엽삼, 히말라야삼은 주로 약용으로 재배되지 않는 경우가 많아 임상실험을 통해 증명된 자료는 부족하며, 혈액 및 호흡기계 질환의 치료와 강장 보약제로 이용되고 있다.

    4. 고려인삼의 품종

    현재 국내에서 재배되고 있는 인삼 대부분은 재래종이며, 최근 천풍, 연풍 등 15개 품종이 개발되었으나(농촌진흥청 원예특작과 학원 인삼특작부(NIHHS, 2022.), 종자 생산 공급체계의 어려움으 로 인해 신품종의 농가 보급 실적은 매우 미흡하다. 대부분의 고려 인삼 품종별 재배법은 큰 차이가 없다. 각 품종은 고유의 특성을 바탕으로 분류된다(Table 5).

    • 1) 재래종(자경종): 재래종은 현재 재배되고 있는 인삼의 대부분 을 차지하고 있으며, 줄기 및 엽병이 완전히 자색 또는 부분 혼합색을 띠며, 장과는 성숙하며 홍색을 나타낸다. 식물체는 순계가 아니라서 혼계 상태로 불균일하며 품질이 떨어진다.

    • 2) 천풍: 줄기 색은 모종삼과 2년생에게만 자색이고, 4년생 이상 에서는 줄기 색이 거의 녹색이거나 기부만 자색이다. 작은 잎에 턱잎이 있으며, 잎의 형태가 약간 말리는 형이고, 가을 단풍 시 잎 색깔이 노란색에 약간 붉은 색이다. 열매의 색깔 은 등황색이고, 동체가 긴 원통형으로 수삼 체형이 우수하고 천지삼 생출률이 매우 높으며, 적변삼에 강한 편이다.

    • 3) 연풍: 줄기 색은 연한 자색이고, 모종삼 때부터 떡잎이 있다. 가을 단풍 시 잎 색깔이 붉은색이며, 줄기는 4년생 이상에서 2개 이상으로 다경 개체가 많다. 동체가 짧고 굵은 원통형이 며, 수량이 높은 다수성이다.

    • 4) 금풍: 줄기 색은 녹색이며, 잎 단풍색은 노랗고, 꽃대의 길이 는 중간이다. 열매 색은 노란색이고, 열매 송이 모양은 부채 꼴 형이다. 뿌리 색은 미색이며, 출아기는 중간이다.

    • 5) 산양삼: 뇌두 모양은 길고, 생존 기간 대비 중량이 적고, 표피 조직은 산삼 모양이다. 항간에 형태적으로 뇌두가 긴 모양으 로 재배된 산양삼이 장뇌삼이라는 이름으로 인삼의 새로운 종이나 품종처럼 오인되어 사용하고 있는데, 산양삼은 임야 에서 인위적인 처리를 하지 않은 자연상태를 유지하여 재배 하는 삼을 말한다.

    5. 인삼재배 시 발생할 수 있는 미생물

    인삼의 한 종류인 산양삼은 종자나 묘를 산에 뿌려 자연 상태에 서 인공시설이나 농약 없이 재배된 것으로, 인삼보다 성장 속도가 느리고 재배조건이 까다롭다. 따라서, 토양을 통해 양분을 흡수하 는 것에 비해 성장이 촉진되는 효과를 기대할 수 있는 수경 재배를 시행하였다. 수경재배는 토양보다 식물의 생육환경을 세밀하게 통 제할 수 있으므로 성장 속도가 느린 산양삼의 수확시기를 앞당길 수 있다. Fig 5는 산양삼 수경 재배 과정에서 발생한 오염을 분류한 사진이다. A와 B는 뇌두와 주근에 흰색의 포자에 의해 오염된 것 을 확인할 수 있다. C와 D에서는 하얀색의 섬유질 가닥이 분포하 고 있는 것을 확인할 수 있으며, 사진 C와 D에서 다른 오염이 발생하였다.

    본 연구에서 진행한 인삼 종자 4종(재래종, 천풍, 연풍, 미국삼) 의 발아 실험에서 rDNA 염기서열 분석을 통해 Table 6와 같이 다양한 종류의 미생물이 동정 되었다. 재래종에서는 Rahnella aquatilis, Achromobacter deleyi, Sarocladium strictum이, 천풍 에서는 Erwinia persicina가, 연풍에서는 Saccharomyces cerevisiae가, 미국삼에서는 Penicillium griseofulvum, Candida xestobii, Rahnella aquatilis가 동정 되었다.

    인삼과 같이 비대해진 뿌리를 생약으로 하는 뿌리성 약재는 일 반적으로 토경에서 재배된다. 특히 산양삼은 Wild ginseng 혹은 wood-cultivated ginseng이라고 불리며, 야생에서 자라는 인삼종 이다. 산양삼 수경재배와 인삼 종자 기내배양을 시도한 결과, 다양 한 종류의 미생물에 의해 오염된 것을 확인하였다. 추후 무균조건 에서 인삼종의 기내배양 연구와 뿌리성 약재의 수경재배에 관한 연구가 필요하다고 사료된다.

    결론

    식물 유전자원으로부터 개발된 품종은 분류 및 표준화를 위한 과학적인 지표 마련이 매우 중요하다. 특히 중국이나 미국 등 인삼 산업 경쟁국을 상대로 우리 품종에 대한 대내ㆍ외 지식재산권을 확보하고 품종을 보호하는 것은 매우 중요한 일이다. 현재 인삼 품종 개발 연구 분야의 경쟁력은 우리나라가 경쟁국과 비교해 앞서 있다. 하지만 체계적인 종자 관리와 우수 품종에 대한 과학적인 인증 기술 개발이 이루어지지 않을 경우, 중국의 “장백산 인삼 야생 자원복원 공정”처럼 우리 품종이 해외에서 재배되어 우리나라로 다시 역수입되는 사태가 발생 할 수 있다. 또한 국내 종자 시장에서 품종 재배 시 종자 관리 소홀로 인한 종자의 순도 저하 등의 문제와 재래종이 신품종으로 둔갑 되어 비싸게 거래 될 가능성이 있다 (Bang et al., 2011).

    급변하는 세계 인삼 시장 속에서 고려인삼이 다시 위상을 되찾 기 위해서는 현지 시장의 요구에 부응하는 인삼 품종 육종이 필요 하다. 작물의 품종 육성은 유전자원의 수집, 보존, 평가 및 육종의 활용을 통해 이루어지는데, 인삼 품종 육성은 주로 농가에서 발견 된 특이 개체의 선발을 통하여 주로 이루어져 왔다. 지금까지 국내 인삼 품종은 이런 방법을 통해 육종 및 재배되었다. 현재 생명유전 자원 및 계통분류 목적으로 이들의 작물생리학적 특성 및 분자생물 학적인 특성 평가 등 연구가 많이 부족한 실정이다. 또한 지금까지 는 기원이 다른 인삼 품종 간 구분 및 품종 판별에 관한 연구가 일부만 진행되었을 뿐, 유전생명자원으로부터 육성된 계통에 대한 유전체 분석 결과는 전무한 실정이다(Bang et al., 2012). 따라서 국내외 분포하는 다양한 인삼의 유전생명자원을 확보하고, 식물학 적 분류를 통한 형태 비교와 분자생물학적인 방법을 통한 유전적 특성을 확인할 필요가 있다. 이화학적 특성 등을 비교함으로써 유 전생명자원으로부터 유용한 형질을 지닌 유망 계통을 선발하고, 지구온난화로 인한 이상기온 및 병충해 발생 등에 대응하는 품종을 만들어나간다면, 고려인삼을 활용한 농업 및 제약 연구에서 큰 역 할을 할 것으로 기대된다.

    감사의 글

    이 논문은 한국한의학연구원(KIOM) 주요사업 지속가능한 한 약표준자원 활용기술(KSN2021320) 및 UST 인턴십 프로그램 지원을 받아 연구되었고, 농업진흥청 원예특작과학원 인삼특 작부에서 인삼 종자를 분양받았으며, 오아시스 전통의학정보포털 [https://oasis.kiom.re.kr/herblib/]의 지식정보를 활용하였기에 감 사를 표합니다.

    Figures

    JALS-56-3-9_F1.gif

    Comparing the plant body of Ginseng species around the world.

    a) Korean ginseng (P. ginseng C. A. Meyer), b) American ginseng (P. quinquefolius. L.), c) Sanchi ginseng (P. notoginseng), d) Japanese ginseng (P. japonicus), e) Dwarf ginseng (P. trifolius), f) Himalayan ginseng (P. Pseudoginseng).

    *These images are provided by Google images and previously published References (6-8).

    JALS-56-3-9_F2.gif

    Stereomicroscope micrographs showing the different morphology of Ginseng species seed.

    A) Violet-stem variant (A-1 : Front; A-2 : Back; A-3 : Side), B) Chunpoong (B-1 : Front; B-2 : Back; B-3 : Side), C) Gumpoong (C-1 : Front; C-2 : Back; C-3 : Side), D) Yunpoong (D-1 : Front; D-2 : Back; D-3 : Side), E) Wild Ginseng (E-1 : Front; E-2 : Back; E-3 : Side), F) American ginseng (F-1 : Front; F-2 : Back; F-3 : Side). (Bar = 1mm)

    JALS-56-3-9_F3.gif

    Stereomicroscope micrographs showing the cross-sectional shape of Ginseng species seeds.

    A) Violet-stem variant (A-1: Seed and Testa; A-2: Seed of cross section), B) Chunpoong (B-1: Seed and Testa; B-2: Seed of cross section), C) Gumpoong (C-1: Seed and Testa; C-2: Seed of cross section), D) Yunpoong (D-1: Seed and Testa; D-2: Seed of cross section), E) Wild Ginseng (E-1: Seed and Testa; E-2: Seed of cross section), F) American ginseng (F-1: Seed and Testa; F-2: Seed of cross section). (Bar = 1mm)

    JALS-56-3-9_F4.gif

    Stereomicroscope micrographs showing the different morphology of Ginseng species seeds in Ginseng Germination. A) American ginseng, B) Violet-stem variant. (Bar = 1mm)

    JALS-56-3-9_F5.gif

    Cases of microbial contamination and rhizome contamination that can occur in Ginseng.

    A-1; Plant body of ginseng, A-2; Contamination state, A-3; 30X magnification, B-1; Plant body of ginseng, B-2; Contamination state, B-3; 30X magnification, Microbial contamination of axial part: C-1; Plant body of ginseng, C-2; Contamination state, C-3; 30X magnification, D-1; Plant body of ginseng, D-2; Contamination state, D-3; 30X magnification

    Tables

    Current status of Ginseng cultivation area, yield, export and unit price in Korea

    Variety of Ginseng species for several countries

    Comparing the origin of Ginseng and the pharmacopoeia of each country

    Survival rate and germination rate of each Ginseng seed through in vitro culture

    Cultivars of Panax ginseng C. A. Mayer

    Identification of microorganisms in four types of Ginseng that occurred during the germination

    References

    1. Bang KH , Chung JW , Kim YC , Lee JW , Jo IH , Seo AY , Kim OT , Hyun DY , Kim DH and Cha SW. 2011. Development of SSR markers for identification of Korean ginseng (Panax ginseng C. A. Meyer) cultivars. Korean J. Medicinal Crop Sci. 19(3): 185-190.
    2. Bang KH , Seo AY , Chung JW , Kim YC , Jo IH , Kim JU , Kim DH , Cha SW and Cho YG. 2012. Analysis of genetic polymorphism and relationship of Korean ginseng cultivars and breeding lines using EST-SSR marker. Korean J. Medicinal Crop Sci. 20(4): 277-285.
    3. Bang KH , Seo AY , Kin YC , Jo IH , Kim JU , Kim DW , Cha SW , Cho YG and Kim HS. 2012. Variations of agronomic characteristics of cultivars and breeding lines in Korean ginseng (Panax ginseng C. A. Mey.). Korean J. Medicinal Crop Sci. 20(4): 231-237.
    4. Chae BG. 2016. Proceedings of the Korea Technology Innovation Society Conference. Korea Technology Innovation Society. 2016: 115-116.
    5. Choi GY and Kim HK. 2013. A comparative study on standards of ginseng in the pharmacopoeias of Northeast-Asian countries. Korean Herbal Medicine Informatics 1(2013): 53-65.
    6. Choi KT and Yang DC. 2012. Pharmacological effects and medicinal components of Korean ginseng (Panax ginseng C. A. Meyer). J. Ginseng Research 6(2): 2-3.
    7. Choi SA , Cho EJ and Jeon BH. 2010. Reviews of recent research on Korea red ginseng for cardiovascular system. The Korean Ginseng Research and Industry 4(2): 18-19.
    8. Chung YY , Lee MG , Chung CM and Jo JS. 1998. Comparison of plant growth and morphological characteritics among the Korean ginseng, the American ginseng and the bam boo ginseng. J. Ginseng Research 22(2): 147-153.
    9. Heo J. 2001. The precious mirror of oriental medicine [Dong-Uibogam]. Soul: Namsandang Press.
    10. Jo HK , Cho SH and Ko SK. 2014. The change of ginsenoside composition in notoginseng root (Panax notoginseng) extract by the microwave and vinegar process. Kor. J. Pharmacogn. 45(4): 320-325.
    11. Korea Agro-Fisheries & Food Trade Corporation (aT).2022. Korea Agricultural Trade Information (KATI). https://www.kati.net/index.do (2022.02.15.).
    12. Korea Institute of Oriental Medicine (KIOM).2022a. Defining dictionary for medicinal herbs [Korean, ‘Hanyak Giwon Sajeon’]. http://boncho.kiom.re.kr/codex/ (2022.02.03.).
    13. Korea Institute of Oriental Medicine (KIOM).2022b. Mediclassics DB. https://mediclassics.kr (2022.02.05.).
    14. Kwon WS , Chung CM , Kim YT and Choi KT. 1991. Comparisons of growth, crude saponin, ginsenosides, and anthocyanins in superior lines of Panax ginseng CA meyer. Korean J. Breeding 23(3): 219-228.
    15. Kwon WS , Lee JH , Park CS and Yang DC. 2003. Breeding process and characteristics of gopoong, a new variety of panax ginseng CA meyer. J. Ginseng Research 27(2): 86-91.
    16. Lee DW and Li XG. 2016. Recent price trends of ginseng in Korea and China. J. Northern Agriculture Research 39(2): 31-49.
    17. Nam KY , Yang BW , Shin WS and Park JD. 2018. A comprehensive review of the comparative studies of Korean (Panax ginseng) and American (Panax quinquefolium) ginsengs on the thermogenic response. Korean J. Pharmacognosy 49(3): 203-206.
    18. Nam KY. 2002. Clinical applications and efficacy of Korean ginseng (Panax ginseng C.A. Meyer). J. Ginseng Research 26(3): 111-131.
    19. National Institute of Forest Science (NIFoS).2022. https://know.nifos.go.kr/book/index.ax (2022.02.14.).
    20. National Institute of Horticultural and Herbal Science (NIHHS).2022. https://www.nihhs.go.kr/usr/main/mainPage.do (2022. 02.17.).
    21. Reay JL , Kennedy DO and Scholey AB. 2006. Effects of Panax ginseng, consumed with and without glucose, on blood glucose levels and cognitive performance during sustained ‘mentally demanding’ tasks. J. Psychopharmacology 20(6): 771-781.
    22. Saito H , Nishiyama N , Iwai A , Kawajiri S , Himi T , Sakai T and Fukunaka C. 1988. Effects of ginseng and its saponins on experimental amnesia in mice and on cell cultures of neurons. In Proceedings of the Ginseng society Conference, The Korean Society of Ginseng. pp.92-98.
    23. Wen J and Zimmer EA. 1996. Phylogeny and biogeography of Panax L.(the ginseng genus, Araliaceae): Inferences from ITS sequences of nuclear ribosomal DNA. Molecular Phylogenetics and Evolution 6(2): 167-177.
    24. Yoo SR and Son CG. 2007. Market analytic study for development of Korean ginseng. J. Korean Oriental Med. 28(3): 100-107.
    25. Zhang S , Takeda T , Zhu T , Chen Y , Yao X , Tanaka O and Ogihara Y. 1990. A new minor saponin from the leaves of Panax ginseng. Planta Medica. 56(03): 298-300.
    오늘하루 팝업창 안보기 닫기
    오늘하루 팝업창 안보기 닫기