• 생명과학회지
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• 제25권9호
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• pp.1059-1071
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• 2015

수박과 멜론은 경제적 중요성을 지니는 대표적인 박과 작물이다. 최근 유전자 지도 작성 및 차세대 유전체 염기서열 분석에 기반한 분자마커 개발과 염기서열변이 탐색은 마커 이용 선발 및 여교잡 등 분자육종을 통한 품종육성에 필수적 기술이다. 본 연구에서는 이들 작물에 대한 국내외 유전체 분석 과 분자마커 개발 현황에 대해 분석ㆍ정리함으로서 향후 분자육종에 활용할 수 있는 정보를 제공하고자 하였다. 수박과 멜론은 참조유전체의 염기서열이 밝혀졌으며 다수의 유전자 지도가 작성되어 수량, 과특성, 내병성과 같은 주요 형질과 연관된 마커의 개발과 관련 유전자의 탐색이 꾸준히 진행되고 있다. 현재까지 해외에서 보고된 유전자지도는 수박 멜론 각 각 16종 이상이며, 40개 이상의 주요형질에 대한 유전자좌와 연관 마커들이 존재한다. 더욱이 고밀도 유전자 지도와 유전자지도 기반 클로닝을 통해 이러한 형질을 조절하는 기능 유전자에 정보가 밝혀지고 있다. 또한 참조게놈정보를 기반으로 한 다양한 유전자원의 전장유전체염기서열 재분석이 꾸준히 이루어지고 있다. 새로운 분자마커의 자체적 개발과 더불어 이와 같이 현재 활용 가능한 공개된 마커들의 정보를 통해 유전체학 이용 육종과정을 크게 앞당길 수 있을 것이다.

• 식물병연구
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• 제17권3호
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• pp.265-271
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• 2011

우리나라에서 화훼류에 7종류의 파이토플라스마병이 발생하였다. 국화의 Ph-ch1과 Ph-ch2, 나리의 Ph-lily, 페튜니아의 petunia flat stem(PFS-K), 포인세티아의 poinsettia branch inducing(PoiBI-K), 스타티스의 statis witches' broom (SWB-K)과 아잘레아의 azalea witches broom(AWB) 등이다. 16S rRNA 유전자 염기서열을 기본으로 화훼류 파이토플라스마를 분류한 결과 우리나라에는 aster yellow(AY), stolbur와 X-disease 순으로 많이 발생하였다. 파이토플라스마의 특징적인 병징 가운데 하나인 대화증상은 단자엽 식물인 나리와 페튜니아, 포인세티아와 같은 쌍자엽식물에서 모두 발생하였다. 또한 대화증상은 stolbur 그룹의 Ph-lily, AY 그룹의 petunia PFS-K와 X-disease의 포인세티아 PoiBI-K에서 모두 나타났다. 이 결과는 16S rRNA 유전자 염기서열에 기초를 둔 파이토플라스마 분류와 증상과는 일관성있게 일치하지 않는다는 것을 알 수 있다. 우리나라 화훼류에서 발생한 7종의 파이토플라스마를 대추나무빗자루, 오동나무빗자루, 묏대추나무빗자루, 뽕나무 오갈 및 모감주나무파이토플라스마 등 5종의 수목 파이 토플라스마와 16S rRNA 유전자의 염기서열을 비교한 결과 88.5-99.9%의 매우 높은 상동성을 나타내었다. 특히 뽕나무오갈병 파이토플라스마는 PoiBI-K를 제외한 6종의 화훼류 파이토플라스마와 96.3-99.9% 가장 높은 상동성을 나타내었다. 이 결과로 우리나라 화훼류에 발생한 파이토플라스마병은 매개충을 통하여 수목으로부터 전염되었을 것으로 추정되었다.

• 한국환경농학회지
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• 제27권2호
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• pp.171-177
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• 2008

악취와 양분의 불균일을 개선한 SCB 액비를 농경지에 투입하기 위해서는 작물에의 이용 및 환경에의 영향을 최소화하는 적정한 질소 양분관리가 중요하다. 본 연구의 목적은 노지 고추 재배에서 수량과 고추 품질 평가 항목으로 가용성 당 및 capsaicinoids 등을 고려하여 정식 전 액비의 적정 시용량을 평가하고자 하였다. 액비 처리에 따른 건물중은 시용량 증대에 따라서 증가하는 경향을 나타내었으며, 부위별로는 열매가 건물중의 주요 부분을 차지하였으며 열매를 제외한 모든 처리구에서 각각의 부위별로 처리간의 큰 차이가 없음을 보였다. 정식 후 72에서 133일까지 총 5회에 걸쳐서 수확한 누적 수량에서 수확 초기인 1차 및 2차 수확에서는 처리간의 수량의 차이를 보이지 않았지만, 3차 수확이래로 액비 처리간에 차이를 보였다. 홍고추의 수량은 액비의 시용량 증가에 따라서 정량적으로 증가하였으며, 액비 100% 시용구에서 가장 많은 수량을 나타내었으나, 화학비료구 및 액비 125%구와 처리간의 차이는 없었다. 고추 품질 평가로서 가용성 당과 캡사이시노이드와의 비교에서 액비 시용 수준과 화학비료구간의 차이는 없었다. 위의 결과에서 고추에서 밑거름 화학비료 대체를 위한 액비의 시용은 질소 시비 추천량에 대해서 SCB 액비 100% 시용이 추천된다.

• 원예과학기술지
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• 제28권6호
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• pp.1039-1050
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• 2010

당근은 서양뿐만 아니라 중국 및 한국과 같은 아시아 전역에서 요리로 많이 이용되는 유용한 작물 중 하나이다. 그러나 당근 종자 표면에는 모(毛)가 존재하고 이 종모는 발아율을 증가시키기 위해 제거해야 한다. 더욱이 종모 처리는 시간과 인력 및 자본의 소비와 같은 추가적인 손실을 동반하였다. 이러한 문제점을 방지하기 위해 단모종자를 이용하여 모형성과 관련된 유전자의 연구가 필요하다. 당근 종모의 발달은 2차 세포벽의 합성단계 동안 cellulose의 합성 과정과 연관되어 있음을 바탕으로, EST profiling을 통해 종모와 관련된 유전자를 탐색하고자 하였다. 당근 종모 형성에 관련된 유전자 발현을 조사하기 위해, 성숙 초기 단계의 단모종자 659-1개체와 유모종자 677-14개체를 이용하여 cDNA library를 구축하였다. 단모종자 659-1개체와 유모종자 677-14개체에서 확보된 EST 염기서열의 NCBI database BLASTX 분석을 통한 EST profiling 결과, 172개와 224개의 unigene은 이미 알려진 단백질 염기서열과 상동성을 보였으며 나머지 233개와 192개의 unigene은 확인되지 않는 유전자들이었다. EST는 추정되는 기능에 따라 16개의 category로 그룹화되었다. 전체 EST 중 29개의 unigene이 2차 세포벽 합성 단계 동안 cellulose의 합성 pathway상의 종모 형성을 조절하는 유전자로 추정되며, 실제로 종모 발달과 관련된 14개의 unigene이 유모종자 계통에서만 발견되었다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2021년도 춘계학술대회
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• pp.24-24
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• 2021

The Cassava (Manihot esculenta Crantz) is one of the major food crops in the tropical or subtropical regions. Recently, clean planting materials of improved cassava cultivars are in high demand. Problems in the propagation of cassava are virus vulnerable and low rates of seed germination. Thus, the study was undertaken to develop an efficient in vitro mass propagation protocol of Manihot esculenta Crantz. So we tried to optimize protocols for mass production from axillary buds of Cassava. Young and actively growing stem segments were excised from adult plants of cassava. Samples were cut into a 3~4 cm nodal segments with axillary buds, and cultivated in the different medium supplemented with various plant growth regulators for 4 weeks. For shoot multiplication, axillary buds approximately 1 cm in length were taken from in vitro derived shoots and subcultured. After 4~6 weeks, the shoot generation rate showed 55.6%. The shoot number and its length was 1.0/explant and 2.3 cm in the most favorable medium composition. The auxin β-indolebutyric acid(IBA) 0~2.0 mg/L was proved to be effective on root development. Plantlets with fibrous roots easily generated tuberous roots in vitro. The tuberous roots were induced only when both kinetin and IBA were used in combination. after 8 weeks, the root generation rate showed 100%. The root number and its length was 17.2/explant and 2.2 cm in the most promising medium composition. Our experiments confirmed that in vitro growth and multiplication of plantlets could depend on its reaction to the different medium composition, and this micropropagation techniques could be a useful system for healthy and vigorous plant production.

• 한국약용작물학회지
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• 제27권1호
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• pp.17-23
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• 2019

Background: Cnidium officinale Makino and Ligusticum chuanxiong Hort. are important medicinal crops in Korea. However, there is insufficient information on the identification of thrips, which attack these plants. Until now, one species of thrips has been recorded as a main pest. Methods and Results: To identify the thrips emerging in C. officinale Makino and L. chuanxiong Hort., these plants were independently cultivated in two local areas. Thirty individuals of each plant species were selected randomly and surveyed for the presence of thrips. After confirming the existence of thrips, 100 thrips individuals were collected from each crop using the beating method. To identify thrips species, we performed PCR-restriction fragment length polymorphism (RFLP)-based analysis using ITS2 primer sets. Six thrips species were identified: western flower thrips (Frankliniella occidentalis), flower thrips (F. intonsa), onion thrips (Thrips tabaci), chrysanthemum thrips (T. nigropilosus), chilli thrips (Scirtothrips dorsalis), and grass thrips (Anaphothrips obscurus). The proportion of these species differed between the host plant species. Conclusions: Six thrips species were major pests of two medicinal crops. Integrated pest management is required to control these thrips species, and will enhance the yield and quality of C. officinale and L. chuanxiong.

• 현장농수산연구지
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• 제25권4호
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• pp.90-102
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• 2024

Haploid/double haploid plants developed from isolated microspores can significantly accelerate plant breeding. Haploid plants can naturally double their chromosomes to create a pure homozygous line of diploid plants. We present a method for producing embryos from isolated microspores of hot peppers (Capsicum annuumL.). We analyzed the polyploidization levels of the regenerated plants. The donor plants produced the optimal stage of microspores following short-term growth under low-intensity light, which resulted in high rates of embryogenesis and cotyledonary embryogenesis. To find an efficient culture method, liquid, doubled-layer, and 2-step cultures were tested. Liquid culture yielded the highest number of embryos, whereas the highest efficiency for cotyledonary embryogenesis was afforded by the doubled-layer culture. When normal cotyledonary embryos were transplanted onto a regeneration medium, they developed into complete plants. From these, 208 plants were tested via flow cytometric analysis, and 35.6% and 72.7% of the chromosomes from the Milyang-jare and LV2319 genotypes, respectively, were found to be spontaneous double haploids. These results are the same as those obtained on analyzing horticultural characteristics, including the size of leaves and the size and shape of fruits. The present study provides information on the practical application of isolated microspore culture of hot peppers, factors that affect embryogenesis, and methods for polyploidy testing.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제42권2호
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• pp.111-116
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• 2015

Interest and great demand for blueberry (Vaccinium corymbosum) have increased, as V. corymbosum is now one of the most economically important crops in Korea. It is expected that blueberry production and the area planted for cultivation will increase consistently in the years ahead because of high profitability and the consumer's demand for healthy ingredients. Effective mass production of blueberry is urgently needed for commercial cultivation establishment, but a main limitation is lack of a propagation system that produces a disease-free plant material for commercial plantation. A large amount of research has focused entirely on developing tissue culture techniques for blueberry propagation. However, controlling fungal and bacterial contamination of woody plant material is extremely difficult. Our study was conducted to investigate the effect of biocide addition during the in vitro culture of blueberry on plantlet growth and contamination occurrence. Four biocides, including Plant Preservative Mixture ($PPM^{TM}$), vancomycin, nystatin and penicillin G, were used in varying concentrations during the in vitro propagation of blueberry. When nystatin was added into the medium at low concentrations, the overall growth of blueberry plantlets was retarded. Addition of vancomycin and penicillin G in high concentrations decreased contamination but induced plantlet mortality. On the other hand, when 1ml/L $PPM^{TM}$ was added, the growth characteristics of blueberry plantlets did not significantly differ from non-treatment (control), and the contamination occurrence rate was very low. From these results, we found that the addition of the appropriate biocide could provide an effective method to reduce contamination in the culture process, thereby raising in vitro production efficiency.

• 생물환경조절학회지
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• 제25권1호
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• pp.30-41
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• 2016

정부는 정책적으로 ICT 기반 시설원예의 첨단화로 농작물의 생산성을 높이고 에너지 절감형 스마트 온실의 보급 확대를 계획하고자 한다. 그러나 농업 분야에 있어서 모니터링 및 제어의 다양성 및 연계성은 매우 부족한 실정이다. 이에 자동화된 시설원예를 활용하여 다양한 모니터링 및 제어를 위한 복합형 알고리즘을 활용한 농업생산 전주기적 과정의 지능적 시스템화를 위한 현장 중심형 사물인터넷 기반 스마트팜 융합 서비스 시스템의 개발이 필요하다. 따라서, 농업분야 ICT 현장적용 관련 국내 외 연구 동향을 소개하고 이로부터 시설원예 분야에 접목 가능한 ICT 기반 미래 핵심기술을 분석 및 제시하고자 하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제29권4호
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• pp.381-387
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• 2020

작물의 생체중을 추정하기 위해 다양한 연구가 시도되었지만, 이미지를 활용하여 생체중을 추정한 예는 없었다. 최근 합성곱 신경망을 사용한 이미지 처리 연구가 늘고 있으며, 합성곱 신경망은 미가공 데이터를 그대로 사용할 수 있다. 본 연구에서는 합성곱 신경망을 이용하여 미가공 데이터 상태인 특정 시점의 파프리카 이미지를 입력으로 작물의 생체중을 추정하도록 학습하였다. 실험은 파프리카(Capsicum annuum L.)를 재배하는 온실에서 수행하였다. 합성곱 신경망의 출력값인 생체중은 파괴조사를 통해 수집한 데이터를 기반으로 회귀 분석하였다. 학습된 합성곱 신경망의 결정 계수(R²)의 최고값은 0.95로 나타났다. 생체중 추정값은 실제 측정값과 매우 유사한 경향성을 보여주었다.