• 제목/요약/키워드: Tolerance to cold

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Ectopic Expression of a Cold-Responsive OsAsr1 cDNA Gives Enhanced Cold Tolerance in Transgenic Rice Plants

  • Kim, Soo-Jin;Lee, Sang-Choon;Hong, Soon Kwan;An, Kyungsook;An, Gynheung;Kim, Seong-Ryong
    • Molecules and Cells
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    • 제27권4호
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    • pp.449-458
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    • 2009
  • The OsAsr1 cDNA clone was isolated from a cDNA library prepared from developing seed coats of rice (Oryza sativa L.). Low-temperature stress increased mRNA levels of OsAsr1 in both vegetative and reproductive organs. In situ analysis showed that OsAsr1 transcript was preferentially accumulated in the leaf mesophyll tissues and parenchyma cells of the palea and lemma. For transgenic rice plants that over-expressed full-length OsAsr1 cDNA in the sense orientation, the Fv/Fm values for photosynthetic efficiency were about 2-fold higher than those of wild type-segregating plants after a 24-h cold treatment. Seedlings exposed to prolonged low temperatures were more tolerant of cold stress, as demonstrated during wilting and regrowth tests. Interestingly, OsAsr1 was highly expressed in transgenic rice plants expressing the C-repeat/dehyhdration responsive element binding factor 1 (CBF1), suggesting the regulation of OsAsr1 by CBF1. Taken together, we suggest that OsAsr1 gene play an important role during temperature stress, and that this gene can be used for generating plants with enhanced cold tolerance.

수도(水稻) 품종(品種)의 냉해관련인자(冷害關聯因子) 특성(特性)에 의(依)한 내냉성(耐冷性) 평가(評價) -II. 호흡활성(呼吸活性) 전이온도(轉移溫度)와 내냉성(耐冷性) (Evaluation of Cold Tolerance in Rice Cultivars by the Characteristics Related to Chilling Injury -II. Transition Temperature of Respiratory Activity on Rice Cultivars and Cold Tolerance)

  • 석순종;하호성
    • 한국토양비료학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.200-205
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    • 1991
  • 수도품종(水稻品種)의 내냉성(耐冷性)을 실험실내(實驗室內)에서 화학적(化學的)인 분석방법(分析方法)에 의하여 조사(調査)하기 위하여 백화묘(白化苗) 및 유묘(幼苗)와 생육시기별(生育時期別) 잎 및 유수의 mitochondria 호흡활성(呼吸活性) 전이온도(轉移溫度)를 측정(測定)하고 내냉성정도(耐冷性程度)와의 관계(關係)를 검토(檢討)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 수도(水稻) 백화묘(白化苗)($25^{\circ}C$, 암상태(暗狀態) 2주간(間) 생육(生育))에서 분리(分離)한 mitochondria의 호흡활성전이온도(呼吸活性轉移溫度)와 내냉성정도(耐冷性程度)와의 관계(關係)를 보면 내냉성(耐冷性)이 강한 품종(品種)에서 전이온도(轉移溫度)가 낮고 약(弱)한 품종(品種)에서 높은 경향(傾向)을 보였다. 2. 백화묘(白化苗)의 호흡활성(呼吸活性) 전이온도(轉移溫度)와 내냉성정도(耐冷性程度)와의 관계(關係)에서 1988년에는 상관계수(相關係數) $r=0.8935^{**}$, 1989년은 $r=0.8236^{**}$으로서 높은 상관관계(相關關係)를 보였고 유묘(幼苗)(4엽기(葉期))의 호흡활성(呼吸活性) 전이온도(轉移溫度)와는 $r=0.6239^{**}$로서 약간 낮았다. 3. 수잉기 유수의 mitochondria의 호흡활성(呼吸活性) 전이온도(轉移溫度)와 내냉성정도(耐冷性程度)와의 관계(關係)는 몇 품종(品種) 벗어나는 것도 있었으나 일치(一致)하는 경향(傾向)을 보였다. 4. 수도묘(水稻苗)의 생육시기(生育時期)에 따른 호흡활성(呼吸活性) 전이온도(轉移溫度)는 1주묘(苗) $12.5^{\circ}C$, 2주묘(苗) $14.5^{\circ}C$, 3주와 4주묘(苗) $15.5^{\circ}C$, 5주묘(苗)는 $16.5^{\circ}C$로서 어린묘(苗) 일수록 낮았다. 5. 생육시기별(生育時期別) 엽신(葉身)과 유수의 mitochondria 호흡활성(呼吸活性) 전이온도(轉移溫度)는 상풍벼 $11.5{\sim}12.5^{\circ}C$, 풍산벼 $15.0{\sim}16.0^{\circ}C$, 샛별벼 $17.0{\sim}18.0^{\circ}C$로서 시기별(時期別) 큰 차이(差異)가 없었으나 내냉성(耐冷性) 강, 중(中), 약(弱) 정도별(程度別)로는 뚜렷한 차이(差異)를 보였다.

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돈나무의 내한성 평가 모델링 (Modeling Methodology for Cold Tolerance Assessment of Pittosporum tobira)

  • 김인혜;허근영;정현종;최수민;박재현
    • 원예과학기술지
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    • 제32권2호
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    • pp.241-251
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    • 2014
  • 본 연구는 남부 지방에서 널리 사용되고 있는 상록활엽수인 돈나무의 내한성 예측을 위한 편리하고 신뢰성 있는 평가 모델 개발을 목적으로 전해질 용출법을 통한 내한성 평가에서 나타나는 실험방법 상의 오차를 최소화하는 내한성 평가 모델을 도출하고자 수행되었다. 평가 모델링은 저온 처리된 식물체에 대한 재생검사와 전해질 용출 평가로 구성되었고, 전해질 용출법에서 표본조직 선택, 최대 전해질 용출 측정을 위한 온도 처리법, 치사 온도 예측을 위한 통계 분석법에 의한 방법적 조합들로부터 예측된 치사 온도들이 재생검사 결과와 비교되었다. 재생 검사 결과 돈나무의 저온 치사 온도는 50% 미만의 생존율을 보이는 최고온도인 $^-10{\circ}C{\sim}-5^{\circ}C$로 분석되었고, 이 결과를 바탕으로 전해질 용출법에 의해 예측된 저온 치사 온도를 분석한 결과, 잎을 표본 조직으로 하여 냉각치사법으로 최대 전해질 용출을 측정한 방법적 조합에서 재생 검사 결과와 가장 근접한 예측 저온 치사 온도가 나타났다. 저온 치사온도 예측을 위한 통계 모델 평가에서는 선형보간법이 비선형회귀에 비하여 내한성을 과대평가하는 경향이 상대적으로 높았다. 결론적으로 돈나무 내한성 예측을 위한 내한성 평가 모델은 잎을 표본 조직으로 사용하고, 최대 전해질 용출 측정을 위한 온도 처리 방법으로 냉각치사법을 적용하며, 치사온도 예측을 위한 통계 분석 기법으로 비선형회귀를 활용하는 방법적 구성이 가장 적합한 것으로 나타났다.

Phytohormnes producing Preussia sp. BSL-10 induce phytohormonal changes in tomato (Solanum lycopersium cv.) under divers temperature.

  • Al-Hosni, Khdija;Shahzad, Raheem;Kang, Sang-Mo;Lee, In-Jung
    • 한국작물학회:학술대회논문집
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    • 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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    • pp.202-202
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    • 2017
  • Global climate change resulted in unwarranted change in global temperature and caused heat and cold stress, which are consider major threat to agriculture productivity around the world. The use of plant growth-promoting microbes is an eco-friendly strategy to counteract such stresses and confer tolerance to the plants. In current study, previously isolated endophytic fungi Preussia sp. BSL-10 has been found to produce phytohormones such as IAA and GA and as such, endophyte Preussia sp. BSL-10 found to induced tolerance against heat and cold stress. The results showed that under both heat and cold stress the plant growth parameter such as shoot, root length, shoot fresh weight and root fresh weight is higher in Preussia sp. BSL-10 treated plants as compare to free Preussia sp. BSL-10 control plants. In addition, the stress-sensitive endogenous ABA levels were significantly increased in Preussia sp. BSL-10 host plant. The current result suggest that the phytohormone-producing endophyte Preussia sp. BSL-10 can increase plant resistance toheat and cold stress, in turn improving agricultural productivity.

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Cloning, Characterization, and Functional Analysis of Maize DEHYDRIN2

  • Paek, Nam-Chon;Jung, Hun-Ki
    • 한국작물학회지
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    • 제47권2호
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    • pp.116-122
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    • 2002
  • Dehydrins (LEA Dll proteins) are one of the typical families of plant proteins that accumulate in response to dehydration, cold stress, abscisic acid, or during seed maturation. A 1.3-kb cDNA was cloned from a cDNA expression library of 5-day-old germinating maize scutellums under drought stress. The deduced protein sequence indicated a dehydrin gene encoding SK$_3$ LEA protein typically expressed during cold acclimation, but not by drought stress in barley and wheat. Thus, it was named maize DEHYDRIN2 (ZmDhn2). It accumulates rapidly and highly in drought-stressed scutellum and leaf tissues at any stage, but not under cold stress. ZmDhn2 gene was transformed into Arabidopsis thaliana for functional analysis under drought condition. From electrolyte leakage test, no significant difference showed between wild type and transformants under normal growth condition, but the leakage level of electrolyte in wild type plants was about 3 times as high as that in the transformed plants under drought stress. It suggests that ZmDHN2 playa role in increasing drought tolerance.

Locating QTLs controlling overwintering seedling rate in perennial glutinous rice 89-1 (Oryza sativa L.)

  • Deng, Xiaoshu;Gan, Lu;Liu, Yan;Luo, Ancai;Jin, Liang;Chen, Jiao;Tang, Ruyu;Lei, Lixia;Tang, Jianghong;Zhang, Jiani;Zhao, Zhengwu
    • Genes and Genomics
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    • 제40권12호
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    • pp.1351-1361
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    • 2018
  • A new cold tolerant germplasm resource named glutinous rice 89-1 (Gr89-1, Oryza sativa L.) can overwinter using axillary buds, with these buds being ratooned the following year. The overwintering seedling rate (OSR) is an important factor for evaluating cold tolerance. Many quantitative trait loci (QTLs) controlling cold tolerance at different growth stages in rice have been identified, with some of these QTLs being successfully cloned. However, no QTLs conferring to the OSR trait have been located in the perennial O. sativa L. To identify QTLs associated with OSR and to evaluate cold tolerance. 286 $F_{12}$ recombinant inbred lines (RILs) derived from a cross between the cold tolerant variety Gr89-1 and cold sensitive variety Shuhui527 (SH527) were used. A total of 198 polymorphic simple sequence repeat (SSR) markers that were distributed uniformly on 12 chromosomes were used to construct the linkage map. The gene ontology (GO) annotation of the major QTL was performed through the rice genome annotation project system. Three main-effect QTLs (qOSR2, qOSR3, and qOSR8) were detected and mapped on chromosomes 2, 3, and 8, respectively. These QTLs were located in the interval of RM14208 (35,160,202 base pairs (bp))-RM208 (35,520,147 bp), RM218 (8,375,236 bp)-RM232 (9,755,778 bp), and RM5891 (24,626,930 bp)-RM23608 (25,355,519 bp), and explained 19.6%, 9.3%, and 11.8% of the phenotypic variations, respectively. The qOSR2 QTL displayed the largest effect, with a logarithm of odds score (LOD) of 5.5. A total of 47 candidate genes on the qOSR2 locus were associated with 219 GO terms. Among these candidate genes, 11 were related to cell membrane, 7 were associated with cold stress, and 3 were involved in response to stress and biotic stimulus. OsPIP1;3 was the only one candidate gene related to stress, biotic stimulus, cold stress, and encoding a cell membrane protein. After QTL mapping, a total of three main-effect QTLs-qOSR2, qOSR3, and qOSR8-were detected on chromosomes 2, 3, and 8, respectively. Among these, qOSR2 explained the highest phenotypic variance. All the QTLs elite traits come from the cold resistance parent Gr89-1. OsPIP1;3 might be a candidate gene of qOSR2.

측두하악장애 치료에 있어 냉찜질과 capsaicin적용에 관한 비교 (Comparison of Cold Pack and Capsaicin Application in Temporomandibular Disorder Treatment)

  • 임현대;이유미
    • Journal of Oral Medicine and Pain
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    • 제32권2호
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    • pp.219-225
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    • 2007
  • 본 연구는 측두장애환자의 주 증상인 턱관절 및 주위 조직의 통증 처치에 있어 capsaicin도포에 따른 영향을 평가하고자 실험 결과에 영향을 미칠 수 있는 전신질환이 없는 건강한 성인 20명에서 냉찜질 적용, 0.025% capsaicin 크림, 0.075% capsaicin 크림 도포후 $Neurometer^{(R)}$ CPT/C (Neurotron, Baltimore, Maryland, USA)로 전류인지역치와 동통내성역치를 측정하여 다음의 결과를 얻었다. 1. C 신경섬유에서 측정된 전류인류인지역치가 기준치에 비하여 0.075% capsaicin 크림도포후에 유의하게 증가하여 감각감퇴를 보였으며, 냉찜질과 0.025% capsaicin 크림도포 및 0.075% capsaicin 크림 도포후에는 capsaicin 크림 도포후에 유의한 감각감퇴를 나타내었다. 2. $A{\beta}$ 신경섬유의 동통내성역치는 기준치에 비하여 냉찜질과 0.075% capsaicin 크림에서 유의하게 증가하였으며, $A{\delta}$ 신경 섬유에서는 기준치에 대하여 냉찜질과 0.025% capsaicin 크림도포시가 유의하게 증가하였고, C 신경섬유 측정시는 기준치에 비하여 0.025% capsaicin 크림도포시에 유의하게 증가하였다. 3. 동통내성역치시의 견디는 통증정도를 표시한 가시상 척도상에서는 0.075% capsaicin 크림 도포후에 C 신경 섬유측정시가 7.18로 기준치의 6.48에 비하여 유의하게 높았다.

저관리형 옥상녹화를 위한 상록 지피식물의 내한성 평가 (Cold Tolerance Assessment of Ever Ground-cover Plants for Extensive Green Roof System)

  • 조홍하;이홍;손희준;강태호
    • 한국조경학회지
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    • 제40권4호
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    • pp.127-134
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    • 2012
  • 이 연구는 저관리 경량형 옥상녹화시스템을 위한 내한성 식물 선발을 목적으로 6종 식물을 대상으로 저온 처리시간과 온도에 따라 전해질 용출 평가와 재생 검사를 연구하였다. Logistic 비선형 회귀분석을 이용하여 전해질 용출 평가를 통하여 치사 온도는 $-16.1{\sim}-24.4^{\circ}C$ 범위로 예측되었으며, 저온에 대한 저항성은 Sedum reflexum > S. spurium > Ophiopogon japonicus > S. album > S. takevimense > Dianthus chinensis의 순으로 나타났다. 2012년 2월 최저 온도인 $-13.4^{\circ}C$에 모든 식물의 전해질 용출은 50% 이하로 나타났으며, 겨울철 최적기온 $-13.5^{\circ}C$ 이상의 지역에서 식물들을 옥상에서 안정적으로 생육될 수 있을 것으로 예측되었다.

벼 수잉기내냉성의 전역조건에 따른 변동과 기구 (Changes of Cold Tolerance and it Mechanisms at Young Microspore Stage caused by Different Pre-growing Conditions in Rice)

  • 이선용;박석홍
    • 한국작물학회지
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    • 제36권5호
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    • pp.394-406
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    • 1991
  • 소포자초기의 내냉성이 전역물관리와 시비방법에 따라 변동됨을 실증하고 내냉성의 변동기구를 화분발육생리로 부터 검토한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 소포자초기의 벼의 내냉성은 유화분화기로부터 소포자초기까지의 수온(전역수온) 및 질소(전역질소)에 의하여 현저하게 변동하였고 유화분화기이전과 소포자초기이후의 수온 및 질소에 따른 변동은 거의 없거나 근소하였다. 영화분화기로부터 소포자초기까지는 10일여에 불과하나 벼의 내냉성소질을 경정하는 중요한 시기였다. 2. 전역물관리에 있어 수온은 $25^{\circ}C$까지 될 수 있는 한 높게. 수심은 10cm까지 될 수 있는 한 깊게 할수록 내냉성이 향상되었으며 이 이상으로 수온상승 및 수심을 깊게하여도 내냉성은 변하지 많았다. 전역수온상승에 따른 내냉성의 향상은 유수가 물로 보호되기 때문이었다. 전역 10cm의 심수관개의 단독효과는 위험기 20cm의 단독효과보다 켰으며 양시기의 심수관개에 따른 냉해방지효과는 상승적이었다. 3. 전역질소의 다량시용에 따른 내냉성의 저하는 엽신의 질소함유율이 어느 한계치를 넘으면 급격히 커졌는데 이 내냉성저하의 변환점에 있어서의 엽신질소 함유율은 일본형에서는 약3.5%, 통일형에서는 약2.5%로 추정되었다. 이 한계엽신질소함유율은 냉해상습지 또는 저온년에 있어서 안전한계시비량을 결정하는 한 지표로 활용될수 있을 것으로 본다. 4. 전역수온상승에 따른 약당충실화분수의 증가는 소포자분화수의 증가에 의한 것이었고 전역질소의 감소에 따른 약당충실화분수의 증가는 소비자의 퇴화에 기인된 것이었으며 충실화분수가 많을수록 임실비율이 높았다.+석회구에서 낮았다 6. 이상과 같은 결과로 미루어 본 실험에 시용된 절대질소량은 많지 않음에도 불구하고 3요소+유기물구는 유기물 분해에 따른 질소의 추비적 효과가 나타나서 무비, 무질소구에 비해 동할미, 심복백미 등 미립의 외관적 특성을 저하시키고, 단백질함량은 높이고 Mg/K\ulcornerNㆍAmylose를 낮추어 식미를 저하시키는 것으로 해석된다 7. 취급특성으로서의 흡수율, 취급액요드정색도, 취급용액출고형물은 처리간 명백한 경향을 발견할 수 없었다. 품종마다 달랐다.분얼'은 출수기가 빨랐으며, 이들은 3일 내에 모두 출수되어 짧은 기간 내에 균일한 출수와 등숙이 이루어짐으로서 미질 향상에 유리할 것으로 해석된다. 변이의 전분산에 대한 기여율은 각각 16.7%와 56.4%로 산지간 변이가 품종간 변이보다 약 4배 가까이 컸다.종과 이앙기를 조절하여 풍해를 회피하거나 방풍림이나 방풍강을 설치하여 풍해를 경감시키는 것이 수량 생산의 안전성을 향상시킬 수 있을 것으로 생각된다.종 육성 보급이 이루어져야 하고, \circled3 품수해 발생상습지에서는 벼 피해를 보상할 수 있는 타작물과의 함리적 작부체계 개선 연구가 이루어져야 하고, \circled4 피해도체의 활용도 증진 연구가 이루어져야 할 것이다. 수 있고 수확량도 크게 증가할 수 있을 것으로 생각된다.들은 진흥과 IR36품종의 중간 영역에 머물고 있었다.mite처리구가 8.6%, 유황첨가구가 5.7~7.4% 증수되었음을 보이었다. 7. 식물체중의 조단백질 함량은 대조구, 5%, 10% 유황첨가구가 3.31~3.50%로서 비슷하였고 15% 유황첨가구는 3.94%,

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중산간지에서 냉수처리가 벼 품종의 생육과 수량에 미치는 영향 (Effect of Cold Water Irrigation on the Growth and Yield Characters of Rice Varieties at Mid-mountains Area)

  • 박대규;정도철;김경민;박규환
    • 한국자원식물학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.497-508
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    • 2006
  • 본 연구는 내냉성 연구의 기초자료를 제공하고자 우리나라 벼 20개 품종을 대상으로 냉수를 수구, 중구, 배수구, 자연구로 구분 처리하여 벼의 생육 및 주요형질간의 상호관계를 검정한 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 냉수관개가 수도 생육에 미치는 영향을 보면 냉수 처리시 자연구 대비 냉수 유입구인 수구, 중구, 배수구에서 출수지연, 간장단축, 이삭추출억제, 수장단축, 수당립수의 감소 및 임실율이 저하되었고 그 정도는 중생종이 조생종보다 더 크게 나타났으며 수수의 경우는 냉수 처리에 따른 차이가 없었다. 수량의 경우 수장과 수당립수, 임실율 등 sink의 크기가 감소하여 수량의 감수를 가져왔다. 간장과 이삭 추출도와의 관계를 보면 간장과 이삭 추출도와는 정의 상관관계를 나타내었다. 품종에 따른 수량과 타형질 간의 상관관계를 보면 간장과 고도의 정의 상관을 나타내었으며$(r=0.6954^{**})$, 임실비율과도 고도의 정의 상관을 나타내었다$(r=0.5797^{**})$. 또한 추출도와도 유의상관이 인정되었으며$(r=0.5066^*)$ 출수기와는 부의 상관이 인정되었다$(r=-0.4826^*)$. 적고정도는 조생종의 경우 유묘기에는 금오벼를 제외한 모든 품종이 $1{\sim}3$의 범위에 있어 강한 편이었으나 분열기에는 $3{\sim}5$정도로 다소 약해졌으며 중생종의 경우 유묘기에는 약한 경향이었고 분얼기에는 다소 강하게 나타났다. 수량구성요소를 살펴보면 주요품종이 모두 냉수처리 시 이삭당 영화수, 등숙비율, 천립중이수구>배수구>중구>자연구 순으로 감소하였고, 등숙비율의 경우 타형질에 비해 감소폭이 현저하였다. 수구로부터 거리에 따른 수량의 구성요소와 수량의 감소는 공시품종 모두 수구에서 수량이 가장 낮게 나타났으며 중구와 배수구로 갈수록 감소의 폭은 적은 경향이었다. '소백벼'와 '오대벼'가 '상미벼'와 '조령벼'에 비해서 수량의 감소는 더 현저하게 나타나는 경향이었다. 냉수처리 시 중산간지 주요 품종의 현미품질은 수구에 가까울수록 청미 발생율이 증가하였으나, 사미 등의 경우 일정한 경향이 없었다.