1. 식물공장 시스템을 활용한 원예산물 대사체 연구

1) 환경조절 원예산물 대사체 연구 및 고기능성 식물 소재 개발

식물공장 시스템을 활용한 조절된 환경에 반응하여 원예 산물의 종류, 기관, 조직, 생육 단계별로 발생하는 대사물질의 변화와 대사 관여 유전자 발현을 분석함으로써 환경요인과 대사 경로간의 관계를 연구한다. 식물의 광합성과 호흡과 같은 1차 대사경로 이외에 2차 대사산물의 함량을 증대시킨 고기능성 식물 소재 개발을 목적으로 UV광 적용 연구가 많이 수행되고 있다 (Figure 1,2).

2) 기능성 물질의 정량 및 정성 분석

항산화, 항치매, 항염, 미백 등 기능성 활성 분석 시험법을 이용하여 원예산물의 이용 가치를 판별함으로써 기능성 활성에 따라 식품, 의약품, 화장품 등 활용을 제안한다. 기능성 활성성분의 탐색, 정량 및 정성 분석을 RP-HPLC 및 LC/MS/MS를 이용하여 수행한다 (Figure 3).

2. 식물공장 원예작물의 재배생리 연구

1) 영양기관의 부정근 형성과 광 조건의 관계 연구

영양기관을 이용한 식물의 번식은 빠르고 간편하다. 삽수의 품질은 모본의 상태와 삽목 환경에 의존하므로 우수하고 균일한 품질의 삽수를 생산하기 위한 식물공장 시스템 활용이 요구되며 광 조건은 Auxin 호르몬 처리와 함께 영양기관의 부정근 형성에 관여하는 핵심 환경요인이다. 따라서 본 연구는 식물공장 시스템 내 광 조절을 통한 부정근 형성 촉진과 Auxin 관련 유전자의 발현을 측정한다 (Figure 4).

3. 수확 후 품질 및 기능성 향상을 위한 저장 환경과 가공 적성 연구

1) 수확 후 환경조절을 통한 과실의 품질 향상 연구

과일의 외관은 품질과 상업적 가치를 평가하는 중요한 요소이며 소비자들이 구매 시 우선시하는 고려사항이다. 일반적으로 녹색/노란색과 같은 미성숙한 색깔의 과일보다는 매력적인 색상의 밝은 과일이 선호도가 높다. 과일 재배 시 착색이 고르지 못하고 부분적으로 착색되거나 과일의 당/산도, 조직감 등 내부 품질과 외관적 성숙도의 차이로 인해 경제적 손실 문제가 발생한다. 수확 후 단기간의 인공광 처리는 과일의 품질 향상, 특히 과피 착색에 소요되는 시간 단축에 기여한다 (Figure 5).

2) 기능성 향상을 위한 수확 후 가공적성 연구

원예산물의 저장 또는 가공 등 수확 후 처리를 통해 이용목적 별 수확적기를 판별하고 산업적 이용가치를 확보한다. 원예산물에 열, 압력, 수분, 미생물 등의 가공요인을 적용하고 이에 따라 변화되는 활성성분의 안정화와 최적화를 위한 가공적성 연구를 수행한다 (Figure 6).

4. 식물의 상호대립억제작용을 이용한 친환경 소재 연구

1) 스마트팜 수경재배 양액 내 녹조 발생의 친환경 방제 연구

수경재배 시설은 작물에 최적화된 양액을 공급할 수 있는 장점이 있으나 양액 내 고함량의 인산염과 질산염은 녹조의 발생을 촉진시킨다. 양액 내 녹조 발생은 영양적 불균형을 초래하고 작물의 뿌리 활착에 악영향을 미친다. 현재 녹조의 제거는 화학적 방제법을 적용하고 있지만 환경 오염의 원인이 되므로 친환경적인 방제법의 적용이 요구된다. 본 연구는 식물의 상호대립억제작용(Allelopathy)를 이용하여 친환경적으로 식물유래 추출물에 의한 녹조의 방제 뿐만 아니라 유전자 분석을 통해 녹조 내에서 작용하는 억제 메커니즘 규명을 포함한다 (Figure 7).

박사졸업	임순택, 임유진, 길찬샘
석사졸업	이선미, 이옥진, 임유진, 길찬샘, 황원준, 홍다은, Qu Shan-Shan, 김지혜, 박유랑, 김나영, 백민혁, 박태중