Association mapping is widely used in rice and other crops to identify genes underlying important agronomic traits. Most association mapping studies use diversity panels comprising accessions with various geographical origins to exploit their wide genetic variation. While locally adapted breeding lines are rarely used in association mapping owing to limited genetic diversity, genes/alleles identified from elite germplasm are practically valuable as they can be directly utilized in breeding programs. In this study, we analyzed genetic diversity of 179 rice varieties (161 japonica and 18 Tongil-type) released in Korea from 1970 to 2006 using 192 microsatellite markers evenly distributed across the genome. The 161 japonica rice varieties were genetically very close to each other with limited diversity as they were developed mainly through elite-by-elite crosses to meet the specific local demands for high quality japonica rice in Korea. Despite the narrow genetic background, abundant phenotypic variation was observed in heading time, culm length, and amylose and protein content in the 161 japonica rice varieties. Using these varieties in association mapping, we identified six, seven, ten, and four loci significantly associated with heading time, culm length, and amylose and protein content, respectively. The sums of allelic effects of these loci showed highly significant positive correlation with the observed phenotypic values for each trait, indicating that the allelic variation at these loci can be useful when designing cross combinations and predicting progeny performance in local breeding programs.

Rice is very sensitive to high temperatures during the reproductive stage, particularly during the flowering and anthesis periods. To determine how high temperatures result in sterility during the flowering period in Korean rice cultivars, groups of 11 cultivars were subjected to different temperature regimes (24, 28, 30, and 33℃) during the flowering stage using sunlit phytotrons. At an average of 33℃, all 11 rice cultivars reached anthesis earlier than at the other temperatures. Microscopy analyses revealed significant differences in pollen germination and pollen viability in cultivars grown at 33℃ compared to those cultured at lower temperatures. At 33℃, the cultivars had significantly lower fertility rates (47% reduction) than cultivars grown at 24℃. These findings are important as rice pollination and fertility depend on the pollen viability and germination. The present study shows that rice fertility is negatively affected by excessively high temperatures.

벼 직파재배나 육묘에서 종자소독, 병충해방제, 시비 등에 요구되는 생산비절감기술로 개발된 기존 규산코팅볍씨(규산/Zeolite)의 단점 보완으로 신규 규산코팅기술이 개발되었다. 신규 규산코팅볍씨의 제조 및 이용특성과 육묘상자에서 건묘육성 및 벼 키다리병 경감효과를 명확하게 하기 위하여 벼 키다리병 이병성 감염종자를 소독 없이 마른 상태로 코팅한 볍씨와 중도저항성 소독된 보급종자를 마른 상태로 코팅한 볍씨를 토경조건과 수경조건에서 시험이 수행되었다. 1. 신규 규산코팅볍씨는 종자 100 g에 코팅 바인더 점액성 수용성규산 18 ml을 충분히 묻히고 거기에 Dolomite 80 g/철 5 g의 혼합분말을 고루 뿌려서 코팅되었다. 2. 신규 규산코팅볍씨의 특성은 종자무게의 1.84배이었고 중량, 코팅강도와 코팅색택 등이 기존 규산코팅볍씨보다 훨씬 개선되었다. 3. 신규 규산코팅볍씨의 묘는 무코팅볍씨에서 자란 묘의 연한 엽색과 늘어지는 초형에 비하여 짙은 엽색(SPAD치)으로 직립되었고 엽신의 규질화가 현저히 높았으며 묘소질(w/cm)은 유의하게 증가되었다. 특히 생육량과 엽색도는 토경조건에서 보다 영양이 결제된 수경조건에서 뚜렷하였다. 4. 47일간 육묘 중 벼 키다리병 발생은 파종 후 38일에 peak를 보였고 무코팅볍씨 발병률 54.2%에 비하여 신규 규산코팅에서는 68.8~70.7%의 방제가를 나타내었다. 이상을 종합하여 보면 벼농사에서 가장 많이 요구되는 규산질 비료를 Dolomite와 철분으로 종피에 코팅시켜서 만든 신규 규산코팅볍씨로 종자소독, 건묘육성 및 벼 키다리병 경감 효과 등은 친환경 저비용과 안전 쌀 생산에 크게 기여되리라 본다. 또한 장기 영양결제에도 육묘 중 뿌리 활력이나 엽의 노화 없이 정상생육이 지속되어 육묘시비량 절감 가능성도 보였고 금후 묘의 노화경감을 위한 최소 영양공급 연구가 요구되었다.

본 연구에서는 쌀어묵 제조에 적합한 쌀 품종을 선정하기 위해 고아밀로스(도담쌀, 새미면), 쌀가루 전용(신길, 한가루), 찰벼(백옥찰), 유색미(적진주2호, 조생흑찰) 품종을 이용하여 어묵 품질특성을 분석하였다. 쌀 어묵의 수분함량은 67.40~69.90%의 범위로 백옥찰이 가장 높았다. 조회분 함량은 8.25~8.73%, 조지방 함량은 0.05~0.43%로 확인되었다. 조단백 함량은 11.36~11.69% 범위로 조생흑찰이 가장 높았으며, 탄수화물 함량은 10.36~12.32%로 적진주2호가 높았다. 쌀어묵의 물성 측정 결과 경도는 백옥찰, 적진주2호, 조생흑찰이 가장 높았으며, 탄력성은 백옥찰, 한가루, 조생흑찰, 신길이 가장 높았다. 품종별로 제조한 쌀어묵의 식미검정 결과 조직감 항목에서 신길이 가장 높은 점수를 받았다. 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량은 검정색의 유색미인 조생흑찰이 각각 165.12 mg GAE/100 g 및 24.97 mg GAE/100 g으로 유의적으로 높게 나타났다. 쌀 어묵의 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거능은 조생흑찰이 각각 39.37 및 175.37 mg TE/100 g으로 유의적으로 높게 나타났다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 쌀어묵 제조에 적합한 품종은 조직감 측면에서는 신길, 기능성 측면에서는 조생흑찰로 확인되었다.

북한 콩 22 품종의 개화기 특성을 평가하기 위하여 2017년부터 2019년 3년간 고려대학교 실험농장에서 5월 31일, 6월 19일, 6월 30일, 7월 3일, 7월 4일의 파종기에 따른 개화기와 개화일수를 조사하였고, 이를 이용하여 개화기 군을 분류하여 개화기 반응을 분석하였다. 1. 5월 31일 파종한 한국 조생종인 '연풍콩'의 개화기는 7월 18일, 개화일수 48일 보였으며, 중만생종 '대원콩'은 7월 30일의 60일이었다. 2. 5월 31일 파종기에서 개화기가 '연풍콩'보다 빠른 북한 품종의 개화기는 7월 2일~15일로 분포하였으며, 'Brekkhat'을 포함한 8개 조생종 품종이 분류되었다. 3. 5월 31일 파종기에서 '대원콩'과 비슷하거나 늦은 북한 품종의 개화기는 7월 24일~30일로 분포되었으며, 'Chang Dan Bac Mok'을 포함한 12품종을 중·만생종 품종으로 분류하였다. 4. 콩 품종의 개화기 조만성은 년차 간 또는 파종기 간 차이가 나타나지 않았으며, 품종의 개화기 군 분류에 영향을 미치지 못하였다. 5. 한국 조생종 '연풍콩'과 중만생종 '대원콩'의 개화기를 기준으로 북한 콩 품종의 개화기를 6개 군으로 분류하였다. 6. 북한 중·만생종 콩 품종은 모두 '감광성 중·만생종'으로 분석되었으며, 조생종 품종의 경우, '감온성 조생종'과 '감광성 조생종'의 2 형태로 분류되었음을 제시하였다.

본 연구는 북한 지역에 적합한 콩 품종의 기상생태형을 설정하고 그 특성을 제시하기 위하여 실시하였다. 지역의 일별 최저온도를 기준으로 콩 수확 한계기와 최대 재배일수를 결정하였으며, 이를 적용하여 지역별 콩 기상생태형을 분류하였고 그 특성은 다음과 같다. 1. 북한 지역의 콩 기상생태형 군은 총 8군으로 분류하였다. I군은 서해안 남부와 동해안 남부지역으로, II-1군은 서해 내륙의 남부에서 북부에 걸친 지역으로, II-2군은 동해안 중부지역으로, III-1군은 중부 내륙지역으로, III-2군은 동해안 북부지역으로, IV-1군은 중부 내륙 산간지역으로, IV-2군은 북부 내륙지역으로, IV-3군은 동해안 최북단과 북부 내륙 산간지역으로 결정되었다. 2. 수확 한계기는 I군에 속하는 남부 서해안과 동부 동해안 지역이 10월 21일~29일로 가장 늦었고, 중부 내륙과 산간지역으로 갈수록 짧아져 IV군에서는 9월 18일~10월 2일로 가장 빨랐다. 3. 최대 생육일수는 I군은 153~160일로 가장 길었으며, 북부산간 지역인 IV-3군은 100~111일로 가장 짧았다. 4. 총 생육일수를 110일로 가정하였을 때, 기상생태형 I군의 개화 한계기는 8월 12일~19일로 일장은 13.5~13.8 h이었으며, II군은 8월 2일~6일에 14~14.2 h, III군은 7월 27일~8월 2일에 14.2~14.4 h, IV군은 7월 10일~22일에 14.5~14.8 h이었다. 5. 총 생육일수를 110일로 가정하였을 때 적산온도는 서해 내륙에 있는 2-1군이 2,400℃ 이상으로 높았으며, 청진, 선봉, 중강 지역을 제외한 모든 지역에서 2,300℃ 이상을 보였다. 6. 최대 재배일수를 기준으로 산정한 적산온도는 I군과 II-1군은 3,000℃ 이상의 적산온도를 보였으며, II-2군, III-1군, 및 IV-1군은 2,500℃ 이상의 적산온도를 기록하였다.

본 연구는 기존 채소 정식기를 활용하여 기계화율이 낮은 종실용 들깨를 대상으로 육묘 기계정식 재배 시 적합한 상토, 트레이, 육묘일수를 설정하고자 2017년부터 2018년까지 2년간 수행하였으며, 주요 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 들깨의 지상부 생육은 수도용 경량인 R1 상토가 가장 좋았으며, 주요 성분비는 질석(Vermiculite) 41.0%, 코코피트(Cocopeat) 31.0%, 황토(Red-yellow soil) 20.0%, 피트모스(Peatmoss) 5.7% 등을 포함하고 있다. 2. 묘를 직접 뽑아서 공급하는 반자동 정식기를 사용할 경우 128~220공 트레이와 수도용 경량 상토에서 23일 육묘가 적정한 것으로 판단된다. 3. 128공 전용트레이를 사용하는 꽂아내기식 정식기는 매트형성과 초장을 고려하면 수도용 경량 상토에서 23일 정도 육묘가 적정한 것으로 나타났다. 4. 220공 전용트레이를 사용하는 밀어내기식 정식기는 줄기를 잡고 정식하기 때문에 초장이 15 cm 이상 되어야 가능하다. 220공에서 15 cm 이상으로 육묘하는 것이 어려워 기계정식에는 부적정한 것으로 판단된다.

본 연구는 탄질비(C/N)가 224인 억새 절삭물을 토양에 시용하여 토양을 개선하고 작물 생육을 촉진하고자 ha 당 무시용, 10톤, 20톤을 처리하였다. 그 결과, 토양 유기물 함량이 시험 전 11.0 g·kg^-1에서 3년 후 최대 16.3까지 증가하였다. 토양 양이온치환용량의 경우 3년 후 최대 15.3 cmol_c·kg^-1까지 증가하였다. 앞그루작물인 단수수는 20톤 시용구가 줄기가 굵었고 주당 착즙량이 60 ml로 가장 많았다. 착즙액량과 착즙액의 가용성고형물 함량을 곱한 수량지수는 억새 10톤 시용구가 1,913으로 가장 높고 20톤 시용구와 대조구가 각각 1,851, 1,839 순이었다. 억새 바이오매스 시용량이 늘어나고 시험 연차가 길어짐에 따라 일시적 비절과 가뭄 피해가 발생하였다. 고구마 지상부 생육은 억새 시용의 영향을 받지 않았다. 상품(marcketable) 괴근 수는 억새 20톤 시용구가 대조구와 같은 2,9개였고, 10톤 시용구가 3.6개로 가장 많았다. 억새 20톤 시용구와 대조구의 2년간 평균수량이 각각 2,579 kg/10a, 2,708으로 낮았고 10톤 시용구가 3,289로 가장 많았다. 뒷그루작물인 양파의 경우 억새 시용에 따른 수량 차이는 인정되지 않았으나 억새 20톤 시용구가 무시용구나 10톤 시용구에 비해 양파 초장과 엽장이 길었다. 마늘의 수량은 2,630~2,901 kg/10a으로서 억새 시용의 영향이 없었고, 억새 10톤 시용구가 초장과 엽장이 가장 길었고, 인편 수는 억새 시용구가 인경구당 8.2~8.3개였고 대조구가 8.9개로 가장 많았다. 본 시험 결과, ha 당 10톤 내외의 억새 바이오매스를 시용할 경우 토양 개량과 더불어 작물 생육과 수량을 촉진시켜 향후 부존자원인 억새의 가치를 재발견하는 실마리가 될 것으로 보인다.