• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.56 no.2
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• pp.91-101
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• 2023

In this study, we estimated the concentration of chlorophyll-a (Chl-a) using hyperspectral water surface reflectance in an inland weir (Baekjae weir) and estuarine reservoir (Namyang Reservoir) for monitoring the occurrence of algae in freshwater in South Korea. The hyperspectral reflectance was measured by aircraft in Baekjae Weir (BJW) from 2016 to 2017, and a drone in Namyang Reservoir (NYR) from 2020 to 2021. The 30 reflectance bands (BJW: 400-530, 620-680, 710-730, 760-790 nm, NYR: 400-430, 655-680, 740-800 nm) that were highly related to Chl-a concentration were selected using permutation importance. Artificial neural network based Chl-a estimation model was developed using the selected reflectance in both water bodies. And the performance of the model was evaluated with the coefficient of determination (R²), the root mean square error (RMSE), and the mean absolute error (MAE). The performance evaluation results of the Chl-a estimation model for each watershed was R²: 0.63, 0.82, RMSE: 9.67, 6.99, and MAE: 11.25, 8.48, respectively. The developed Chl-a model of this study may be used as foundation tool for the optimal management of freshwater algal blooms in the future.

• Korean Journal of Plant Taxonomy
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• v.53 no.2
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• pp.126-147
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• 2023

The taxonomic identity of Elaeagnus ×maritima and E. ×submacrophylla (Elaeagnaceae) in Korea is unclear, yet they are presumed to be hybrid taxa based on their morphology. To determine their hybrid origins, a morphological analysis (field surveys and specimen examinations) and a molecular analysis involving two nuclear ribosomal DNA (nrDNA) regions (internal transcribed spacer and 5S non-transcribed spacer) and one chloroplast DNA (cpDNA) region (matK) were conducted. The morphological analysis revealed that E. ×maritima showed certain morphological similarities to E. glabra, whereas E. ×submacrophylla showed certain morphological similarities to E. pungens. However, the molecular analysis indicated that E. ×maritima exhibited additive species-specific sites of E. glabra and E. macrophylla in the nrDNA regions. Notably, E. ×submacrophylla showed various aspects, with some individuals exhibiting additive species-specific sites of E. pungens and E. macrophylla in the nrDNA and E. macrophylla sequences in the cpDNA regions, some individuals exhibiting E. macrophylla sequences in the nrDNA and E. pungens sequences in the cpDNA regions, and some individuals displaying E. macrophylla sequences in both the nrDNA and cpDNA regions, despite an intermediate morphology between E. pungens and E. macrophylla. These results indicate that these two species are of hybrid origin and frequently cross between parental and hybrid individuals.

• Proceedings of the Korean Society of Crop Science Conference
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• 2022.10a
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• pp.102-102
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• 2022

More than 74% of forage crops in Korea are cultivated in winter rice fields. Italian ryegrass (IRG) can be said to be a representative forage crop, but over 70% of its seeds are dependent on imports. In addition, there are concerns that the stable supply of research fees may be disrupted due to the effects of climate change, war, and other factors. Therefore, it is necessary to secure a large production area for stable supply. Korea's reclaimed land area is 135,000 ha and its agricultural area is 112,000 ha. Therefore, this study attempted to apply IRG to the domestic IRG seed industry through stable cultivation techniques on reclaimed land. In this study, IRG 'Kowiearly' varsity was cultivated in late October 2020 and early October 2021 in the Saemangeum reclaimed land. The seeding methods were conventional drill sowing seeding, new technology spot seedling (30 × 18 cm) and new technology drill sowing seeding. The amount of sowing was conventional drill sowing seeding 2.0(kg/10a), new technology spot seedling 1.5(kg/10a), and new technology drill sowing seeding 1.5(kg/10a). Fertilizer application amount is conventional drill sowing seeding(N-P₂O₅-K₂O) 9.0-12-12(kg/10a), and new technology spot seedling and drill sowing seeding were(N-P₂O₅-K₂O) 4.5-12-12(kg/10a) respectively. Fertilizer was applied accordingly. After that, in February, the conventional drill sowing seeding, new technology drill sowing seeding and spot seedling applied 4.0 and 2.2(kg/10a) of nitrogen supplement fertilizer, respectively. Before wintering, plant length was higher in 2022 than in 2021, but leaf number was higher in 2021. Heading time was April 30, 2021 and April 25, 2022. In heading time, plant length was 74 cm in 2021 and 67 cm in 2022, lower than in 2021. On the other hand, There was no difference in the number of panicle and the number of seeds in the 2021 harvester in all treatment plots, and, thus seed yield was no differ. However, the drill sowing seeding and spot seedling of the new technology were somewhat higher than the conventional drill sowing seeding. On the other hand, seed yield was decreased in all treatment plots compared to 2022 because of raifall deficiency in 2021.

• Korean Journal of Plant Resources
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• v.36 no.5
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• pp.446-454
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• 2023

This study aimed to assess the potential use of Paeonia lactiflora Pall. seed cake (PSC). The extraction yield of the PSC extract ranged from 22% to 45%, depending on the extraction solvent used. The PSC extract showed significantly higher levels of total polyphenols and flavonoids contents, and radical scavenging compared to the P. lactiflora seed oil (PSO) extract. The antibacterial activity of the PSC extract was superior to that of the positive control and remained effective for up to 48 hours. Furthermore, when the PSC extract was applied, it significantly reduced the inflammatory response induced by LPS, demonstrating the anti-inflammatory activity of PSC. This study confirmed the effective bioactivity not only in PSO, but also in the PSC extract, highlighting the potential of PSC as a bio-health ingredient.

• Proceedings of the Plant Resources Society of Korea Conference
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• 2020.08a
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• pp.42-42
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• 2020

오이(Cucumis sativa L.)는 1년생 초본의 덩굴성 박과 작물로 미숙한 과실을 다양한 식품 용도로 이용하고 있다. 오이는 시설재배기술 확립으로 연중 생산과 공급이 가능하나 내병성 품종개발이 필요한 실정이다. 또한 오이의 다양한 생리활성 물질에 대한 관심이 높아지고 있어 이를 위한 다양한 오이 자원이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 국내외에서 수집한 오이 180자원의 형태적 특성을 분석하여 육종 소재로 활용하는데 있어 기초 정보를 제공하고자 하였다. 본 연구에서 사용된 오이 자원의 원산지는 조지아 98자원, 한국 37자원, 중국 28자원, 우즈베키스탄 17자원이었다. 오이 180자원은 모두 덩굴손을 가졌으며 자웅동주로 조사되었다. 착과습성은 주지형 83자원, 주지 및 측지형 97자원으로 조사되었고 절화당 자화수는 175자원이 2개로 조사되었으며 5자원은 1개로 조사되었다. 과형은 장원형 87자원, 단원형 92자원으로 대부분을 차지하였으며 과선단좁은형이 1자원 조사되었다. 과기부형태는 평평한 형태 83자원, 휘어진 형태 94자원으로 대부분이었으며 오목한 형태 1자원, 뽀족한 형태 2자원이 조사되었다. 과선단의 형태는 평평한 형태 148자원, 휘어지 형태 32자원으로 조사되었다. 오이 유전자원의 개화기는 60~80일로 평균 66.1일 이었으며 과실 성숙기는 33~68일로 평균 49.6일이었다. 국가별로 개화기는 62.4일(중국)~68.5일(한국), 과실성숙기는 48.3일(중국,조지아)~54.1일(우즈베키스탄)로 조사되었다. 본 실험에서 조사된 오이 유전자원의 형태적 특성은 오이 선발에 있어 기초 정보로 활용 가능할 것이며 추가적으로 농업형질, 내병성, 기능성 분석등의 오이 육종 프로그램을 위한 다양한 자원 평가 및 선발이 필요할 것이다.

• Proceedings of the Plant Resources Society of Korea Conference
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• 2020.08a
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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.

• Proceedings of the Plant Resources Society of Korea Conference
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• 2020.08a
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• pp.82-82
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• 2020

염증 (Inflammation)은 물리적인 상처나 세균감염이 되었을 때 손상된 조직을 재생하고 신체를 방어하기 위해 일어나는 선천성 면역반응으로 알려져 있다. 주로 선천면역을 담당하는 대식세포는 lipopolysaccharide, reactive oxygen species와 cytokine 등에 의해 활성화되어 tumor necrosis factor-α. interleukin-1β, interleukin-6 등 염증인자들의 생성에 관여한다. 특히, 산화질소는 superoxide 음이온과 쉽게 반응하고 peroxynitrite와 같은 독성이 강한 산화제를 생성하여 단백질 및 지질의 과산화를 유도하고 세포독성을 일으키는 것으로 보고되고 있다. 따라서 본 연구에서는 항산화 및 항염증 소재를 탐색하기 위해 오미자 (Schisandra chinensis), 꾸지뽕 (Cudrania tricuspidata)을 이용하여 항산화 활성을 평가하고자 하였으며, 세포주를 활용한 세포독성 및 항염증 활성을 확인하고자 하였다. 본 연구는 전북 순창군에서 재배된 오미자, 꾸지뽕을 열 건조(60℃) 통해 건조한 후 분말화하였다. 최적 추출 조건 선정을 위해 다양한 용매 (열수, 증류수, 주정 20, 40, 60%), 온도 (25, 40, 60, 80℃) 및 시간 (1, 2, 3, 4, 5 h) 조건에서 추출된 추출물의 총 폴리페놀 함량을 비교함으로써 최적 조건을 선정하였다. 오미자와 꾸지뽕의 DPPH 및 ABTS radical 소거 활성, 총 플라보노이드 함량을 확인하여 항산화능 및 기능성 성분 함량을 평가하였다. 또한 대식세포주인 Raw 264.7을 활용하여 MTT assay, 산화질소 생성 억제 활성을 확인하여 세포독성 및 항염증 활성을 평가하였다. 실험 결과, 오미자 및 꾸지뽕은 각각 주정 40%, 60℃ 그리고 증류수, 60℃에서 추출 시 가장 높은 총 폴리페놀 함량 (약 98.3 mg GAE/g 및 88.2 mg GAE/g)을 함유하며, DPPH 라디칼 소거 활성은 약 44.6% 및 24.4%, ABTS 라디칼 소거 활성은 약 30.3% 및 40.8%로 확인되었다. 총 플라보노이드 함량은 약 21.80 mg QE/g 및 35.68 mg QE/g으로 확인되었다. 또한 오미자 및 꾸지뽕 기능성 추출물을 100 ug/mL 처리 시 세포 독성이 나타나지 않는 것으로 확인되었으며, NO 생성량을 약 56.3% 및 21.7% 저감시켜 항염증 효능을 나타내는 것으로 확인되었다.

• Proceedings of the Plant Resources Society of Korea Conference
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• 2020.08a
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• pp.84-84
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• 2020

염증 (Inflammation)은 병원체, 손상된 세포, 자극물질 등으로 인한 손상에 대해 작용하여 조직이나 장기의 손상을 재생하는 작용으로써 신체 방어 기전들 가운데 매우 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 이러한 염증반응이 과다할 경우 각종 염증성 질환 혹은 암 등을 유발하는 원인으로 발전할 수 있어 항염증제의 개발은 전 세계적으로 중요시되고 있다. 선천적 면역을 담당하는 대식세포는 lipopolysaccharide(LPS), 활성산소 (ROS) 등에 의해 자극되어 염증인자 생성에 관여한다. 따라서 본 연구에서는 항염증 소재 개발을 목표로 하며, 국내 천연소재를 활용한 기능성 항염증 소재로 전북 순창군에서 재배된 초석잠(Stachys Sieboldii MIQ.)과 돼지감자 (Helianthus tuberosus L.)를 이용하여 항산화 활성을 평가하고자 하였으며, 대식세포주를 활용한 세포독성 및 항염증 활성에 대한 효능을 확인하고자 하였다. 본 연구는, 전북 순창 지역에서 재배 된 초석잠과 돼지감자를 사용하여 각 조건의 추출 용매, 온도, 시간별 추출물의 Total polyphenol 함량 평가를 통한 최적 추출조건 선정을 진행하고, 선정된 추출조건의 추출물의 항산화 활성을 측정하기 위해 DPPH & ABTS radical scavenging activity 분석 및 Total flavonoids 함량 분석을 통해 항산화 효능 평가를 진행하였다. 또한 항염증 소재로의 활용을 위해 대식세포인 Raw 264.7을 사용하여 농도별 MTT assay를 진행하여 세포독성 평가를 진행하였고, Nitric oxide (NO) 생성억제 효능을 확인하여 항염증 활성을 평가하였다. 실험 결과, Total polyphenol 함량 분석을 통해 최적 추출조건이 선정된 초석잠 (25℃, 주정 60%, 3 h), 돼지감자 (25℃, 주정 40%, 1 h)은 최적 조건에서 약 58 mg GAE/g 및 158 mg GAE/g의 총 폴리페놀 함량을 보였으며, DPPH & ABTS radical scavenging activity 및 Total flavonoids 함량 분석한 결과, 초석잠이 돼지감자보다 더 높은 항산화 활성을 나타내었다. 대식세포 실험에서의 추출물 처리군의 세포독성 측정 결과, 100 ug/mL 이내의 농도에서 독성활성이 나타나지 않음을 확인하였고, Nitric oxide (NO) 생성 억제활성 측정을 통해 LPS 처리군 대비 접종량 100 ug/mL 기준 각각 초석잠 약 47%, 돼지감자 약 49% 수준의 항염증 활성을 확인하였다.

• Proceedings of the Plant Resources Society of Korea Conference
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• 2020.08a
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• pp.39-39
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• 2020

호박(Cucurbita spp.)은 박과 호박속 식물로 원산지는 열대 남아메리카로 추정되며 1년생 혹은 다년생 초본으로서 우리나라를 포함한 전 세계에서 널리 분포하고 있다. 호박은 비타민A와 비타민C가 풍부하고 이뇨작용 효과가 탁월해 피부를 좋게 하고 부기를 빼주는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 농업유전자원센터에서 보유한 호박속 자원의 내력과 형태적인 특성을 그룹화하여 자원 활용을 위한 기초자료를 제공하고자 하였다. 농업유전자원센터에서 보유한 호박속 등록자원은 총 5종(C.pepo, C. moschata, C.maxima, C.argyrosperma, C .ficifolia) 1,640자원으로 주요 원산지는 한국 589자원(35.9%), 미국 122자원(7.4%), 러시아 79자원(4.8%), 멕시코 49자원(4.2%), 터키 56자원(3.4%)이었으며 국내 원산의 경우 강원도에서 수집된 자원이 66자원으로 가장 많았다. 전체 1,640 자원 중 재래종은 733자원(44.7%)을 차지하였으며 다음으로는 육성품종이 133자원(8%)으로 많았다. 생장형이 조사 된 301자원 대부분이 덩굴성이며 준왜성 16자원, 왜성 14자원이 있었다. 호박은 과실 모양과 색, 잎 모양, 줄기 모양 등 생육 특성이 매우 다양하게 조사 되었으며 과경 등 몇 가지 특징은 완벽하지 않지만 종(species)을 구분하는 간이적인 지표로 사용되는 것으로 조사되었다. 흰가루병 저항성 자원은 조사 된 1,170 자원 중 우리나라 재래종인 참호박(IT104575)을 포함한 7자원이 조사되었다. 293개 자원의 과실당도는 2.2~15.4brix까지 다양했으며 당도 12brix 이상 자원은 IT200650을 포함하여 6자원이 조사되었다. 본 연구에서 조사된 호박속 자원의 내력 및 생육 특성은 육종소재의 기초 정보로서 이용되고 있으며 자원 내력정보의 보완, 형질과 기능성 물질 분석 등 추가적인 연구를 통해 연구소재의 기초 정보로서 활용의 가치가 더 커질 것으로 보인다.

• Proceedings of the Plant Resources Society of Korea Conference
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• 2020.08a
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• pp.40-40
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• 2020

들깨(Perilla frutescens L.)는 꿀풀과 1년생 초본으로 한국, 중국 등의 동부 아시아가 원산지로 식용, 약용 및 공업용 등 다양한 용도로 이용되고 있다 들깨는 우리나라에서 오랜시간 재배해 왔으나 체계적인 연구기간이 짧아, 다른 유료작물에 비해 육성품종이 적고 유전자원의 체계적인 수집평가가 이루어지지 않았다. 특히 외국에서는 들깨와 근연종을 이용하여 색소 및 정유성분에 대한 연구를 하는데 비해 우리나라에서는 주로 식용으로만 연구가 진행되고 있다. 들깨 육종에 있어서 중요한 것은 유전자원 확보와 이를 정리 보존하여 우량한 육종재료를 효율적으로 이용하는 것이다. 본 연구에서는 국내에서 수집한 들깨 44자원의 형태적 특성을 조사하여 품종 육성을 위한 기초자료를 제공하고자 하였다. 본 연구에 사용된 들깨 자원은 경북 수집 10자원으로 가장 많았으며 전북 8자원, 경남 7자원, 강원과 경기에서 각각 6자원, 충남 3자원, 전남과 충북에서 각각 2자원이었다. 화색은 들깨 44자원 모두 흰색이었으며 줄기색은 연녹색이 29자원, 녹색 9자원, 자주색 4자원으로 조사되었다. 잎의 앞면은 녹색 27자원, 연녹색 10자원, 진녹색 7자원이었으며 뒷면색은 녹색 26자원, 연녹색 18자원으로 조사되었다. 잎의 모양은 장타원형 21자원, 피침형 15자원, 심장형 7자원이었으며 잎의 모용은 23자원이 적음, 14자원이 보통, 6자원이 많게 조사되었다. 잎의 길이는 35자원이 15.1cm이상으로 조사되었고 잎넓이는 11.1cm이상인 자원이 37자원으로 조사되었다. 종피색은 갈색이 28자원, 회색이 6자원, 암갈색이 3자원 순으로 조사되었다. 본 실험에서 조사된 들깨 유전자원의 형태적 특성은 들깨 선발에 있어 기초 정보로 활용 가능할 것이며 추가적으로 농업형질, 기능성 물질 분석등의 들깨 육종 프로그램을 위한 다양한 평가 및 선발이 필요할 것이다.