• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.289-289
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• 2022

Waterlogging tolerance of corn is one of the important factor for cultivate in paddy soil condition to increase cultivation area and self-sufficiency of corn in Korea. In order to develop elite waterlogging tolerance corn, the new corn lines bred by crossing wild corn, Teosinte, and cultivated corn inbred lines. Five accessions among the 2 species, Zea mays sub spp. mexicana and Zea mays spp. parviglumis, of 81 Teosinte were selected through the waterlogging treatment. The waterlogging treatments were implemented for 7 days at the seedling(V3) stage. The inbred lines were developed by crossing 5 teosinte accessions and cultivated corn lines and they were estimated waterlogging tolerance. It was screened and analyzed the metabolites extracted from roots of 19KT-32(KS141 × teosinte) that was treated waterlogging. We selected 8 of 180 metabolites like as γ-aminobutyric acid(GABA), putrescine, citrulline, Gly, and Ala that expression was remarkably changed over 2.5-times, 7 metabolites increased and 1 metabolite decreased in waterlogging, respectively. Glutamate decarboxylase(GAD) catalyzing GABA accumulation gene have 10 haplotypes, and exon1 was highly conserved, but identified to 135 SNPs after the first intron. Among the 135 SNPs, the number of transversion mutations (52) surpassed the number of transition mutations (38). Most of metabolites were related to abiotic stress in plant that it regulated to pH, osmotic pressure K⁺/Ca⁺⁺ and ATPase activity. We are analyzing the association using these results for increase breeding efficiency.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.229-229
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• 2022

Rapeseed is a crop that is waterlogging sensitive, and it is necessary to breed waterlogging tolerance varieties. Our study presents the comparative transcriptome changes in two rapeseed lines, i.e., waterlogging-tolerant (tJ8634-B-30,) and - sensitive ('EMS26') lines under control and waterlogging stress treatments at the flowering stage. RNA-sequencing analysis revealed 13,279 differentially expressed genes (DEGs) for 'J8634-B-30' and 8,682 DEGs for 'EMS26' under waterlogging stress condition compared to control. Among DEGs of 'J8634-B-30', 6,818 were up-regulated and 6,461 were down-regulated. On the other hand, among the DEGs of 'EMS26', the number of down-regulated genes (5,240) were higher than that of up-regulated genes (3,442). Gene ontology enrichment analysis showed that DEGs related to glucan metabolic, cell wall, and oxidoreductase activity were significantly changed in 'J8634-B-30'. Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG)-based analysis in 'J8634-B-30' identified up-regulated DEGs being involved in MAPK signaling pathways. In addition, the DEGs belonging to mechanisms responding to waterlogging stress, i.e., plant hormones, carbon metabolism, Reactive oxygen species (ROS), Nitric oxide (NO) etc. were compared in rapeseed lines. Several DEGs including ethylene-responsive transcription factor (ERF), constitutive triple response (CTR) (in ethylene signaling pathway), monodehydroascorbate Reductase (MDAR), NADPH oxidase (in ROS pathway), cytochrome c oxidase assembly protein (COX) (in NO pathway) up-regulated in 'J8634-B-30'. These outcomes provided the valuable information for further exploring the genetic mechanism of waterlogging tolerance in rapeseed.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.281-281
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• 2017

Recently, global warming by greenhouse gas effect is getting danger and danger for human life and agriculture at present. In Indonesia, according to heavy rain in the agriculture land is often covered by excess water in result crop growth would be affected negative. This water stress triggers roots failure in anaerobic condition for upland crop because of limiting roots respiration. Chili pepper grows in upland sometimes in touch with waterlogging due to rainfall and /or over flow water from river in Indonesia. In this case, roots growing is inhibited by effect of shortage of oxygen at root cap. Therefore, the objective of this study is to observe the plant behavior in waterlogging using mahor local genotypes (Ferosa, Laris, Romario) in Sumatra. The experiment was kept by at 1cm depth water above the soil surface as a waterlogged treatment for ---days. As a result, waterlogging affected plant growth of chili negatively, especially for roots growth. Almost roots were getting bad and changed color for brown during waterlogging. A significant negative effect for nutrient absorption by roots was found in dry weight of all varieties during waterlogging. Dry weight of roots was decreased by 81.4% and 67.6%, and those of aerial part decreased by 74% and 67.2% compared with control in Ferosa and Romario at 1week after treatment. On the other hand, dry weight of roots was decreased only 35% in Laris. Therefore, Laris has a tolerance for waterlogging compared to with other varieties. Also, Laris in SPAD value was kept initial level during waterlogging however those of Ferosa and Romario decreased. Finally, due to impact of waterlogging, it may be the roots become failure because of less aerenchyma formation under anaerobic condition. We need confirm aerenchyma formation morphologically in the future.

• Journal of Crop Science and Biotechnology
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• 제11권2호
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• pp.111-118
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• 2008

Soybean is sensitive to waterlogging stress, leading to reduce their growth and yield significantly. The objective of this study was to characterize the relative sensitivities of biomass accumulation and specific nodule activity under waterlogging stress between supernoduating mutants, 'SS2-2' and 'Sakukei 4' and their wild-type soybeans, 'Sinpaldalkong 2' and 'Enrei', respectively. Flooding treatment was performed to soybean plants grown in a pot by waterlogging for 15 days from the beginning bloom(R1) stage under natural light. The nodule number and weight were considerably decreased by waterlogging stress. The bleeding sap rate of waterlogging soybean plants was decreased by 78-80% in supernodulating mutants and 65-74% in their wild types compared to control plants. The relative ureide-N content was also decreased by waterlogging and the reduction was high in supernodulating mutants. This may cause the massive reduction of shoot and root dry weight and leaf area in waterlogged soybean plants. There was a varietal difference in response to the waterlogging stress. During the waterlogging, supernodulating mutants maintained higher spad value than their wild types. Particularly, the difference between soybean varieties was clear in low rank leaves from the top. Also, supernodulating mutants showed a weak waterlogging tolerance than their wild types. Under waterlogging conditions, massive nodules were considerably destroyed and specific nodule activity after waterlogging may not be recovered when compared to their wild-type soybeans. Supernodulating mutants showed lower seed yield than their wild types in waterlogging conditions.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제49권3호
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• pp.240-249
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• 2022

본 연구는 인삼 습해 피해 설정을 확립하고 유전자원을 대상으로 엽록소형광 기법을 이용하여 습해 스트레스 수준을 평가하기 위해 수행되었다. 습해 스트레스 평가는 2년생 묘삼 57개 유전자원 대상으로 25일간 지제부까지 담수처리를 하였다. 피해 정도에 따라 5개 등급으로 분류하여 저항성 유전자원 3개, 감수성 유전자원 3개를 선발하였다. 인삼 유전자원 57개의 지하부 생체중 및 엽록소 함량은 대부분 감소하였고 저항성 유전자원보다 감수성 유전자원의 감소율이 크게 나타났다. 5개의 엽록소형광 매개변수는 습해 스트레스에 노출되는 기간이 길어질수록 증감하는 경향을 보였으며, 특히, Fv/Fm값이 0.8보다 낮으면 광계II의 반응중심이 손상을 입은 상태로 감수성 유전자원의 경우 습해 스트레스에 노출될수록 감소하였다. 본 연구결과에서 유전자원 57개의 최대양자수율(Fv/Fm)은 습해 스트레스 하에서 차이를 보였으며, 습해 스트레스에 저항성을 가진 습해 저항성 유전자원과 감수성 유전자원 간의 차이를 확인할 수 있는 매개변수로 판단되어 인삼 유전자원에 대해 습해 스트레스 수준을 평가할 수 있는 도구로 활용 가능하다고 사료된다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제37권4호
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• pp.271-276
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• 2017

본 연구는 사료용 옥수수의 내습성 검정을 위한 기초자료를 얻고자 자식 6계통을 3엽기에 30일간 습해 처리 후 옥수수의 생육 특성 및 수량 변화를 구명하고자 농촌진흥청 국립식량과학원 중부작물부 시험포장(온실)에서 수행한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 습해 처리 시 모든 자식 계통이 무처리에 비하여 초장, 완전전개엽수 및 엽색도(SPAD)는 모든 계통에서 유의적으로 감소하였으며 엽색도는 KS140 계통이 높았고 KS141 계통이 낮았다. 2. 지상부와 뿌리의 건물중은 습해처리 후 모든 계통이 유의적으로 감소하였으며 자식 계통들 간에는 KS140이 가장 많았고 KS163이 가장 적었다. 부정근의 건물중은 무처리와 유의적 차이는 없었으나 KS140 계통에서 높은 경향을 보였다. 3. 수확기 옥수수의 이삭길이와 두께 및 착립이삭길이, 개체당 종실수 모두 무처리에 비하여 유의적으로 감소하였다. 무처리에 비하여 이삭 길이와 두께는 KS141 계통이 착립 이삭길와 개체당 종실수에서는 KS164 계통이 가장 적게 감소하였다. 4. 옥수수 수량은 무처리에 비하여 습해 처리한 모든 계통에서 유의적으로 감소하였으나 습해 처리 계통들 간에는 KS164 계통만 유의적으로 수량이 높아 내습성인 것으로 판단하였다. 5. 옥수수 유묘기 30일간 습해처리시 초장, 엽색도(SPAD값), 완전전개엽수가 옥수수 수량과 상관이 높았다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제29권1호
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• pp.13-18
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• 2009

본 시험은 남부지방에 벼 대체 여름 사료작물인 옥수수를 파종하여 조사료를 생산하는데 논 재배에서 적응성 및 생산성이 우수한 품종을 선발할 목적으로 2007년부터 2008년까지 2년간에 걸쳐 전라남도 농업기술원에서 수행하였다. 국내육성 2품종과 도입품종 4품종 등 6품종 을 시험한 결과 광평옥 품종이 간장이 198cm 로 다른 품종들보다 크고 경직경이 굵으며 내습성 및 후기 녹체성이 좋고 우수한 특성을 보였으며 수량 측면에서도 생초수량은 ha당 생초 수량은 38.5톤이며 건물수량은 14톤이고 TDN 수량은 9.6톤으로 P3156, P3394에 비해 최고로 높은 편이지만 이와 같은 수량은 밭 재배에서의 수량에는 다소 미치지 못하는 것으로 나타났다.

• 한국작물학회지
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• 제65권2호
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• pp.104-112
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• 2020

본 실험은 옥수수(B73)에서 습해에 대한 생육 특성 변화와 습해 관련 유전자 발현 양상을 조사하여 내습성 옥수수 마커 개발을 위한 기초자료로 활용하고자 수행되었다. 1. 침수 처리구에서 초장(21.3%), 근장(50.6%), 잎 및 뿌리의 무게(21.6%), 잎의 SPAD 값(55.7%) 및 엽록소 함량(35.3%)은 감소하였고, 뿌리의 ROS의 함량은 2시간까지 46.5% 증가하다가 6시간 후에는 차이가 발생하지 않았다. 2. 뿌리 두께가 대조구에 비해 습해 처리구에서 2.5배이상 증가하였고, 뿌리 피층에 다수의 통기조직이 형성되었다. 3. 통기조직 형성(EXP1)과 에틸렌 생합성에 관련된 유전자(EREBP105) 등 습해 관련 유전자 7개가 습해 처리구에서 2.5배 이상 발현이 증가되는 것을 Microarray 분석을 통해 선별하고 RT-PCR을 통해 확인하였다.

• 한국작물학회지
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• 제56권4호
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• pp.385-393
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• 2011

본 시험은 논에서의 콩 재배 확대 및 기상여건상 상습적인 과습 장해에 대비하여 내습성 콩 품종의 조기육성 및 습해 경감기술 개발을 위한 기초자료를 제공하고자 수행하였던 바, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 엽 질소농도는 2003년과 204년 모두 대조구에 비해 과습구가 유의적으로 감소하였는데, 그 감소정도는 장엽콩이 가장 컸고 풍산나물콩과 무한콩이 적었다. 이는 과습처리후 풍산나물콩과 무한콩의 뿌리와 근류의 회복력이 빨라 질소흡수가 상대적으로 많아졌기 때문인 것으로 판단됨. 2. 대조구 SPAD 값에 대한 과습구 SPAD 값의 백분율로 나타낸 잎의 녹색도는 $V_5$와 $R_2$ stage 과습처리 시 모두 과습처리 종료 21일 후에는 풍산나물콩과 무한콩의 녹색도가 66~74%로 회복력이 높았으나, 장엽콩, 명주나 물콩 및 Peking은 40% 이하로 회복되지 못했다. 3. 엽병의 ureide 함량은 2003년과 2004년 모두 처리시기에 상관없이 대조구에 비해 47~64% 정도 감소하였는데, 그 감소정도는 풍산나물콩과 무한콩이 적었고 장엽콩, 명주나물콩 및 Peking이 컸다. 이는 ureide 함량은 근류의 활성에 직접적인 영향을 받으므로 과습처리 후 근류의 회복력과 깊은 상관이 있는 것으로 사료됨. 4. ureide 함량과 SPAD 값과의 관계는 ureide 함량 3mmol/g 까지는 SPAD 값과 직선적인 관계가 있으나 ureide 함량 3 mmol/g 이상에서는 SPAD 값의 차이가 구분되지 않을 것으로 추정된다. 엽질소농도와 SPAD값 간에는 높은 정의 상관이 있었다. 5. 포장시험에서의 수량관련 형질 및 수량은 품종에 상관없이 $V_5$ stage보다는 $R_2$ stage의 과습처리에서 수량감소가 더 컸으며, 품종별로는 과습처리 시 풍산나물콩과 무한콩이 수량감소가 적어 습해에 강하였다. 6. 과습처리 시기와 수량관련 형질과 생리적 형질들과의 관계를 분석한 결과, $V_5$ stage 과습처리시에는 개체당 협수와 수량은 엽질소농도, SPAD값 및 엽병의 ureide함량과 정의 상관이 있었다. $R_2$ stage 과습처리 시 같은 경향을 보였으며 특히 SPAD 값은 수량과 고도로 유의한 상관을 보였다. 7. 결론적으로 습해처리 시 엽질소농도, 엽병의 ureide 및 엽색도의 변화는 내습성 콩 품종을 선발하는데 객관적인 지표가 될 수 있는 것으로 판단됨.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2018년도 춘계학술대회
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• pp.165-165
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• 2018