• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2023년도 임시총회 및 춘계학술대회
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• pp.27-27
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• 2023

최근 기후위기 등으로 인해 생물다양성 감소 우려가 높아지고 있으며, 식물유전자원 보존의 강화를 위해 수많은 국제협약이 체결되고 있다. 자국의 생물다양성을 보호하고, 전 세계의 기후위기 취약식물의 보존을 위해 대한민국 산림청은 세계 최초로 지하터널형 야생식물종자 영구저장시설인 '시드볼트(Seed Vault)'를 경상북도 봉화에 설립하였다. 시드볼트는 안전한 종자의 저장을 위해 온도 -20℃, 습도 RH 40% 이하를 유지하며, 환경 변화를 최소화하기 위해 매일 시설 점검을 진행하고 있다. 시드볼트의 미션은 '기후위기 대응 생물다양성 확보'이며, 전 세계 종자저장의 선도기관으로 2022년 12월 기준으로 5,424종 192,625점을 확보하였으며, 2030년까지 1만 종 30만 점을 목표로 하고 있다. 전 세계 식물 종의 보호를 위해 국제기구와 협력하고 있으나, 해외 종자의 저장이 더욱 강화되어야 하며, 향후 시드볼트 종자저장 네트워크 구축에 참고하기 위한 해외 사례를 조사하였다. 아시아에서는 중국이 다량의 식물종을 수집하고 있으나, 해당 자료에 대한 공개는 이루어지지 않고 있으며, 일본은 농업식량 식물자원 중심으로 종자를 보존하고 있으며, 태국, 대만, 싱가포르 및 몽골 및 중앙아시아 국가의 종자수집과 보존은 근래 확대되는 추세이다. FAO의 Plant Genetic Resources for Food And Agriculture 관련 수집 자료에 따르면, 아시아지역 25개 국가에서 984,019점의 식물유전자원을 보고하였다. 본 연구를 바탕으로 아시아지역의 종자보존 네트워크를 구축하여 해외 종자의 안전한 저장을 통해 아시아 야생식물자원 다양성 보전 가치를 통합하는 시설로 성장하고자 한다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2023년도 임시총회 및 춘계학술대회
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• pp.50-50
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• 2023

Prostaglandin E2(PGE2), a major product of cyclooxygenase-2 (COX-2), plays an important role in the carcinogenesis of many solid tumors, including colorectal cancer. Because PGE2 functions by signaling through PGE2 receptors (Eps), which regulate tumor cell growth, invasion, and migration, there has been a growing amount of interest in the therapeutic potential of targeting Eps. In the present study, we investigated the role of EP4 on the effectiveness of cordycepin in inhibititing the migration and invasion of HCT116 human colorectal carcinoma cells. Our data indicate that cordycepin suppressed lipopolysaccharide (LPS)-enhanced cell migration and invasion through the inactivation of matrix metalloproteinases (MMP)-9 as well as the down-regulation of COX-2 expression and PGE2 production. These events were shown to be associated with the inactivation of EP4 and activation of AMP-activated protein kinase (AMPK). Moreover, the AMPK inhibitor, compound C, as well as AMPK knockdown via siRNA, attenuated the cordycepin-induced inhibition of EP4 expression. Cordycepin treatment also reduced the activation of CREB. These findings indicate that cordycepin suppresses the migration and invasion of HCT116 cells. Through modulating EP4 expression and the AMPK-CREB signaling pathway. Therefore, cordycepin has the potential to serve as a potent anti-cancer agent in therapeutic strategies against colorectal cancer metastasis.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2023년도 임시총회 및 춘계학술대회
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• pp.3-3
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• 2023

우리나라 딸기는 시설재배 발전과 품종개발로 겨울을 대표하는 과일로 변신하였다. 이는 저온단일에서 꽃이 만들어져 착과되는 생태적(일계성)특성 때문이다. 우리나라의 딸기 정식기는 95%이상이 촉성작형으로 9월 중순 정식한 후 11월 하순부터 이듬해 5월 하순까지 약 6개월간 수확한다. 반대로 여름작형은 고온장일에서 꽃이 만들어져 착과되는 사계성 품종을 이용하는데 우리나라 500m 이상의 산간 고랭지에서 3-4월에 정식한 후 6월부터 11월까지 수확하지만 생산량은 전체의 0.3% 미만이다. 또한 여름딸기는 제과용으로만 사용되고 있어 6월부터 11월 사이에 신선딸기의 단경기가 발생된다. 이러한 문제를 재배적으로 해결하기 위해 일계성 품종을 이용하여 겨울부터 봄까지 포기냉장한 후 여름과 가을에 꺼내어 정식하면 45일 내외에 수확하는 주냉장 억제작형을 시도하였으나 우리나라에선 실용성이 떨어져 사라져간 기술이다. 그러나 네덜란드는 우리나라와 같은 주냉장기술을 활용(Waiting bed system, Table top system)하여 여름과 가을철에도 딸기를 생산하고 있다. 이 작형은 냉장기간이 길고 재배기술도 까다로울 뿐만아니라 1화방만 수확하여 수량성이 낮은 단점이 있다. 한편 미국에서는 일계성 품종이 품질은 좋으나 고온기에 꽃대발생이 어렵고 사계성은 품질이 떨어지는 단점을 극복하기 위해 일장의 길이와 관계없이 꽃대가 형성되는 중일성 딸기 품종을 보급하여 세계적으로 가장 많은 재배면적을 점유하고 있다. 연중생산이 가능한 중일성 품종을 개발하기 위해 먼저 유전자원을 수집하였고 품질이 좋은 일계성 품종을 중일성 품종과 교배하여 채종하였다. 교배종자를 파종하여 묘를 만든 후 정식하여 실생개체를 선발한 결과 고온장일 조건에서 개화되는 사계성(중일성)율은 약 10-20% 범위로 매우 낮았다. 선발된 우량계통은 영양번식을 통해 증식하여 생산력, 특성, 지역적응성 검정과정을 통해 품종을 개발하였다. 이렇게 단교잡에 의한 중일성 품종 선발육종은 선발율이 0.05%으로 매우 낮았다. 이렇게 우리나라 최초의 중일성딸기 '고슬' 품종이 개발되었다. 이 '고슬'은 9월부터 수확이 가능한데 이 때의 딸기 가격이 kg당 20,000원 이상으로 높으며, 수확기간은 '설향'보다 4개월 더 길게 재배가 가능하다. 연중재배를 위해서는 항상 8-25℃의 범위을 유지해야 품질이 높아지므로 재배관리가 중요하다. 흰가루병에는 저항성이 있으나 시들음병과 탄저병에는 약하고 당도와 경도가 높고, 향이 매우 진하다. 식물공장에서 매우 인기가 있는데 안정된 꽃대발생과 대과, 고당도와 함께 수술의 화분량이 많아 수정이 잘되는 특성으로 식물공장 사업이 확장되고 있는 중동나라에서도 로열티 계약(UAE 등)이 예정되어 있다. 1년 연중 개화되고 착과되는 특성으로 가정에서 기르는 반려식물로도 인기가 있다. 또한 아열대 고랭지대는 항상 서늘한 날씨이기 때문에 한번 정식후 1년 연중생산이 가능하여 2023년 베트남과 로열티 계약(1.6억원)을 하였다. 또한 '고슬'은 우리나라 신선딸기 수출 단경기에 생산되어 주년생산 수출체계에도 기여할 것으로 본다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2023년도 임시총회 및 춘계학술대회
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• pp.51-51
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• 2023

The world-wide rate of obesity is increasing continuously, representing a serious medical threat since it is associated with a variety of diseases including type 2 diabetes, cardiovascular disease, and numerous cancers. Sophora japonicais used as a traditional herb for medicinal purposes in eastern Asia. However, the anti-obesity effects of S. japonicafruit have not been explored. The aim of this study is to investigate the inhibition of adipocyte differentiation and adipogenesis by an ethanol extract of S. japonicafruit (EESF) in 3T3-L1 pre-adipocytes. Our results demonstrate that EESF suppressed the terminal differentiation of 3T3-L1 pre-adipocytes in a dose-dependent manner, as confirmed by a decrease in lipid droplet number and lipid content through Oil Red O staining. EESF significantly reduced the accumulation of cellular triglyceride, which was associated with a significant inhibition of the levels of pro-adipogenic transcription factors, including PPARγ, C/EBPα and C/EBPβ. In addition, EESF potentially down regulated the expression levels of adipocyte-specific proteins, including aP2 and leptin. In particular, EESF treatment effectively enhanced the activation of the AMPK signaling pathway; however, the co-treatment with compound C, an inhibitor of AMPK, significantly restored the EESF-induced inhibition of pro-adipogenic transcription factors and adipocyte-specific genes. These results indicate that EESF may exert an anti-obesity effect by controlling the AMPK signaling pathway, suggesting that the fruit extract of S. japonica may be a potential anti-obesity agent.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2023년도 임시총회 및 춘계학술대회
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• pp.36-36
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• 2023

천마(天麻, Gastrodia elata Blume)는 난초과(蘭草科, Orchidaceae)에 속하는 식물로 잎과 뿌리가 없어 탄소동화능력이 없으며, 뽕나무버섯균과 공생하는 기생식물이다. 천마는 노지 재배에 따른 안정생산 문제가 지속적으로 발생하고 있다. 혹한, 폭우 등 기상환경에 따른 연차간 수량성 차가 673~1,175kg/10a로 크고, 연작에 따른 수량성이 연작 1회 시 29%, 연작 2회 시 68%가 감소하는 경향을 보이고 있다. 따라서, 본 연구는 천마의 연작에 따른 토양내 미생물상의 변화를 분석하기 위해 수행하였다. 본 실험은 초작지, 연작 1회지, 연작 2회지 및 자생지의 각각 3곳에 대한 토양을 Metagenome 분석법을 활용하여 미생물상을 분석하였다. metagenome 분석 결과, 초작지 3곳의 시료를 이용하여 확보한 총 read는 699,221개였으며, 이 중에서 Eukaryota로 분류되지 않은 read는 1,377개(0.2%), no hit, not assign된 read는 10,510개 (1.5%), Bacteria로 분류된 read는 342,916개(49.0%), Eukaryota로 분류된 read는 총 344,418개(49.3%)였다. 그리고 천마의 생육에 영향을 주는 Fusarium 속과 종은 3곳 포장에서 고르게 분포하고 있으며, 총 11,242 read로 전체의 3.3%를 차지하였다. 연작 1회지 3곳의 시료를 이용하여 확보한 총 read는 655,097개였으며, 이 중에서 Eukaryota로 분류되지 않은 read는 1,694개(0.3%), no hit, not assign된 read는 18,985개(2.9%), Bacteria로 분류된 read는 312,201개(47.7%), Eukaryota로 분류된 read는 총 322,217개 (49.2%)였다. 그리고 천마의 생육에 영향을 주는 Fusarium 속과 종은 3곳 포장에서 고르게 분포하고 있으며, 총 11,597 read로 전체의 3.6%를 차지하였다. 연작 2회지 3곳의 시료를 이용하여 확보한 총 read는 651,624개였으며, 이 중에서 Eukaryota로 분류되지 않은 read는 1,753개(0.3%), no hit, not assign된 read는 7,995개(1.2%), Bacteria로 분류된 read는 307,178개(47.1%), Eukaryota로 분류된 read는 총 334,698개(51.4%)였다. 그리고 천마의 생육에 영향을 주는 Fusarium 속과 종은 총 43,877 read로 전체의 13.1%를 차지하였다. 자생지 3곳의 시료를 이용하여 확보한 총 read는 731,719개였으며, 이 중에서 Eukaryota로 분류되지 않은 read는 2,828개(0.4%), no hit, not assign된 read는 585개(0.1%), Bacteria로 분류된 read는 356,690개(48.7%), Eukaryota로 분류된 read는 총 371,616개(50.8%)였다. 그리고 천마의 생육에 영향을 주는 Fusarium 속과 종은 MJH01 자생지에서만 전체의 0.2%(총 660 read)로 극히 일부가 분리되었다. 따라서, 천마의 생육에 영향을 미치는 Fusarium 속과 종은 초작지 3.3%, 연작 1회지 3.6%, 연작 2회지 13.1%, 자생지 0.2%로 나타났으며, 연작 2회 시 급격히 증가하는 것으로 판단되었다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2023년도 임시총회 및 춘계학술대회
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• pp.17-17
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• 2023

Chrysanthemum zawadskii (C. zawadskii) is used in traditional East Asian medicine for the treatment of various diseases, including inflammatory disease. However, it has remained unclear whether extracts of C. zawadskii inhibit inflammasome activation in macrophages. The present study assessed the inhibitory effect of an ethanol extract of C. zawadskii (CZE) on the activation of the inflammasome in macrophages and the underlying mechanism. Bone marrow[-derived macrophages (BMDMs) were obtained from wild-type C57BL/6 mice. The release of IL-1β and lactate dehydrogenase in response to nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor (NLR) family pyrin domain containing 3 (NLRP3) inflammasome activators, such as ATP, nigericin and monosodium urate (MSU) crystals, was significantly decreased by CZE in lipopolysaccharide(LPS)-primed BMDMs. Western blotting revealed that CZE inhibited ATP-induced caspase-1 cleavage and IL-1β maturation. To investigate whether CZE inhibits the priming step of the NLRP3 inflammasome, we confirmed the role of CZE at the gene level using RT-qPCR. CZE also downregulated the gene expression of NLRP3 and pro-IL-1β as well as NF-κB activation in BMDMs in response to LPS. Apoptosis associated speck-like protein containing a caspase-recruitment domain (CARD) oligomerization and speck formation by NLRP3 inflammasome activators were suppressed by CZE. By contrast, CZE did not affect NLR family CARD domain containing protein 4 (NLRC4) or absent in melanoma 2 (AIM2) inflammasome activation in response to Salmonella typhimurium and poly(dA:dT) in LPS-primed BMDMs, respectively. The results revealed that three key components of CZE, namely linarin, 3,5-dicaffeoylquinic acid and chlorogenic acid, decreased IL-1β secretion in response to ATP, nigericin and MSU. These findings suggest that CZE effectively inhibited activation of the NLRP3 inflammasome.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2021년도 춘계학술대회
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• pp.15-15
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• 2021

Seed coat color and seed weight are among the key agronomical traits that determine the nutritional quality of soybean seeds. This study aimed to evaluate the contents of total protein, total oil and five prominent fatty acids in seeds of 49 soybean varieties recently cultivated in Korea, and assess the influences of seed coat color and seed weight on each. Total protein and total oil contents were in the ranges of 36.28-44.19% and 13.45-19.20%, respectively. Likewise, individual fatty acid contents were in the ranges of 9.90-12.55, 2.45-4.00, 14.97-38.74, 43.22-60.26, and 5.37-12.33% for palmitic, stearic, oleic, linoleic, and linolenic acids, respectively. Our results found significant variations of protein, oil and fatty acid contents between the soybean varieties. Moreover, both seed coat color and seed weight significantly affected total oil and fatty acid contents. Total protein content, however, was not significantly affected by any factor. Among colored soybeans, pale-yellow soybeans were characterized by a high level of oleic acid (30.70%) and low levels of stearic (2.72%), linoleic (49.30%) and linolenic (6.44%) acids, each being significantly different from the rest of colored soybeans (p < 0.05). On the other hand, small soybeans were characterized by high levels of all individual fatty acids except oleic acid. The level of oleic acid was significantly high in large seeds. Cluster analysis grouped the soybeans into two classes with notable content differences. Principal component analysis also revealed fatty acids as the prime factors for the variability observed among the soybean varieties. As expected, total oil and total protein contents showed a negative association with each other (r = -0.714, p < 0.0001). Besides, oleic acid and linoleic acid showed a tradeoff relationship (r = -0.936, p < 0.0001) which was reflected with respect to both seed coat color and seed weight. In general, the results of this study shade light on the significance of seed coat color and seed weight to distinguish soybeans in terms of protein, oil and fatty acid contents. Moreover, the soybean varieties with distinct characteristics and nutritional contents identified in this study could be important genetic resources for consumption and cultivar development.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2020년도 춘계학술대회
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• pp.70-70
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• 2020

참취(Aster scaber)는 국화과에 속하는 여러해살이식물로 취나물로 분류되어 전국에서 재배되고 있으며 주로 시설재배지 조기재배 작형으로 많이 재배하고 있다. 참취의 잎과 줄기는 맛과 향기가 독특하여 예로부터 생채, 묵나물 등으로 이용되어 왔으며 칼슘, 철분, 비타민 A 등이 풍부하여 건강식품으로서도 가치가 높고 한약재로도 사용되기도 한다. 최근에는 항암효과와 더불어 콜레스트롤을 저하시키는 약리적 효능이 있는 것으로 밝혀져 기능성 식품으로도 각광 받고 있다. 참취 시설재배 시 통상 3년 마다 갱신이 이루어지고 있는데 그 이유로는 시설재배지 특성상 양분의 과다투입에 의한 염류집적과 잦은 관수로 물리성이 악화되어 참취의 생육이 저하되어 수량이 감소하는 결과를 초래한다. 본 연구는 토양개량제 처리에 따른 토양 물리화학성과 참취의 생육에 미치는 영향을 검토하여 참취 시설재배 농가에 활용할 수 있는 방안을 개발하고자 시험을 수행하였다. 2018년 4월부터 2020년 7월까지 전라북도 농업기술원 허브산채시험장에서 참취 시설재배를 대상으로 무처리, 볏짚 1,000kg/10a, 왕겨숯 1,000kg/10a, 야자섬유 1,000kg/10a, 4처리구로 하여 시기별 토양특성 변화 및 생육 상황을 조사하였다. 자재 처리 후 3년차 토양 물리성의 변화는 볏짚 시용에서 가장 낮은 용적밀도 1.23g/cm³와 가장 높은 공극률 53.50%을 보였다. 토양 삼상은 고상은 왕겨숯에서 49.41%로, 액상은 왕겨숯에서 24.92%로, 기상은 볏짚에서 32.09%로 가장 높았다. 토양화학적 특성을 조사한 결과 토양 pH는 7.2~7.3, 토양유기물 함량은 32~39g/kg, 유효인산 함량은 440~487mg/kg 이었으며 처리 전 토양에 비하여 유기물 함량은 증가하고 유효인산은 낮아지는 경향을 보였다. 치환성 양이온 K, Ca, Mg는 K는 0.77~0.88cmolc/kg로 낮아졌고, Ca와 11.56~14.09cmolc/kg, Mg는 2.93~3.22cmolc/kg로 증가하였다. 참취 생육특성은 초장은 24.8~26.4cm, 엽장은 8.3~8.7cm, 엽폭은 6.3~6.7cm, 줄기수는 6.9~7.2주로 대조구에 비해 좋은 생육 상황 상황을 보였으며, 수량은 919~1,161kg/10a 으로 자채 처리구에서 대조구에 비해 수량성 또한 높았다 참취 다년재배지 토양개량제 시용함으로써 토양의 유기물함량 증가와 토양의 용적밀도 감소와 토양 공극율 증가 등 토양의 물리화학성을 개선할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2020년도 춘계학술대회
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• pp.24-24
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• 2020

본 연구는 자생 털부처꽃의 실용적인 산업화를 위해 지피용 재배조건을 조사하고자 수행되었다. 실험재료는 털부처꽃의 종자를 2019년 4월말에 파종하여 8주 후 얻어진 유묘를 사용하였다. 실험은 식재용기(2, 3, 4치 비닐포트), 토양종류(원예상토 단용 및 마사토:피트모스 혼용토(v/v; 2:1, 3:1), 파종용기(162, 200, 288셀 플러그트레이) 및 파종립수(1, 2, 4립)를 달리하였으며, 정식 후 처리구간의 생육특성을 조사하였다. 또한 마사토와 피트모스 혼용토는 9L당 퇴비 1L를 혼합하여 원예상토와 비교하였다. 대조구는 원예상토가 충진된 3치 비닐포트에 정식된 유묘와 셀당 1립이 파종된 200셀 플러그트레이의 유묘를 사용하였다. 유묘는 처리별로 정식한 다음 충북대학교 유리온실에서 12주간 재배되었으며, 매일 2회(5분/1회) 미스트 관수되었다. 연구결과, 털부처꽃의 유묘가 정식된 비닐포트는 포트의 볼륨이 클수록 생육이 우수한 경향을 나타냈다. 특히 4치 비닐포트는 동일한 재배기간 동안 경직경(3.61 mm), 측지수(28.2 ea), 엽수 (311.6 ea), 근장 (22.1 cm) 및 생체중(7049.9 mg)이 가장 많이 증가하였다. 토양종류는 원예상토를 단독으로 사용한 처리구의 생육이 가장 우수하였다. 반면 마사토와 피트모스 혼용토는 재배가 지속되면서 생육이 저조하여, 농업용 퇴비로는 양분이 부족한 것으로 보인다. 파종립수가 증가할수록 각 개체의 생육은 감소하였으나, 4립 파종구의 유묘는 정식 후 풍성한 볼륨을 나타냈으며, 지피용 재배목적에 부합하였다. 플러그트레이는 볼륨이 작아질수록 초장과 생체중이 일부 감소하는 경향을 나타냈으나, 전반적으로 생육은 유사한 경향을 나타냈다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2020년도 춘계학술대회
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• pp.41-41
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• 2020

가지(Solanum melongena L..)는 가지과 식물로 인도 동부가 원산지로 추정이 되며 우리나라를 포함해서 전세계적으로 널리 이용되고 있다. 가지는 다른 과채에 비해 비타민 함량은 낮으나 무기질과 폴리페놀, 식이섬유가 풍부하고 항균, 항암, 항산화활성을 가지는 것으로 보고되어 있다. 본 연구에서는 국내외에서 수집된 가지 유전자원의 형태적 특성을 조사하여 품종 육성을 위한 기초자료를 제공하고자 하였다. 본 연구에 사용된 가지 자원은 필리핀 78자원, 영국 78자원, 중국 45자원, 한국 12자원 등 16개 국가에서 수집된 459자원을 대상으로 하였다. 가지 유전자원의 생육 특성은 반직립형 437자원으로 가장 많았으며 직립형 15자원, 수평형 7자원으로 조사되었다. 하배축의 안토시아닌은 301자원이 있는 것으로 조사되었고 줄기 안토시아닌 축적은 258자원에서 조사되었다. 가시의 여부는 줄기에 31자원, 잎에 30자원이 조사되었으며 IT189682는 특이적으로 줄기에서만 가시가 조사되었다. 화색의 경우 흰색 31자원, 자주 207자원, 연자주 217자원, 흰자주 4자원으로 조사되었으며 꽃의 크기는 중간이 340자원으로 대부분을 차지했으며 큰 꽃 28자원, 작은 꽃 1자원(IT136568)으로 조사되었다. 과실의 형태는 원형 77자원, 타원형 27자원, 난형 31자원, 서양배형 57자원 곤봉형 88자원, 원통형 84자원, 긴원통형 95자원으로 다양하게 조사되었으며 과실 성숙색은 녹색 94자원, 흰색 16자원, 녹자주 67자원, 백자주 21자원, 자주 240자원, 주황 8자원, 노랑 13자원으로 조사되었다. 과실의 길이는 1.4(IT283605) ~ 40.5cm(K003875)로 평균 17.4cm였으며 두께는 0.7(IT283605) ~ 13.7cm(K162043)으로 평균 5.6cm 조사되었다. 본 실험에서 조사된 가지유전자원의 형태적 특성은 가지 선발에 있어 기초 정보로 활용 가능할 것이며 추가적으로 농업형질, 기능성 물질 분석등의 가지 육종 프로그램을 위한 다양한 평가 및 선발이 필요할 것이다.