• Title/Summary/Keyword: seedling development

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Brief Introduction of Research Progresses in Control and Biocontrol of Clubroot Disease in China

  • He, Yueqiu;Wu, Yixin;He, Pengfei;Li, Xinyu
    • 한국균학회소식:학술대회논문집
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    • 한국균학회 2015년도 춘계학술대회 및 임시총회
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    • pp.45-46
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    • 2015
  • Clubroot disease of crucifers has occurred since 1957. It has spread to the whole China, especially in the southwest and nourtheast where it causes 30-80% loss in some fields. The disease has being expanded in the recent years as seeds are imported and the floating seedling system practices. For its effective control, the Ministry of Agriculture of China set up a program in 2010 and a research team led by Dr. Yueqiu HE, Yunnan Agricultural University. The team includes 20 main reseachers of 11 universities and 5 institutions. After 5 years, the team has made a lot of progresses in disease occurrence regulation, resources collection, resistance identification and breeding, biological agent exploration, formulation, chemicals evaluation, and control strategy. About 1200 collections of local and commercial crucifers were identified in the field and by artificiall inoculation in the laboratories, 10 resistant cultivars were breeded including 7 Chinese cabbages and 3 cabbages. More than 800 antagostic strains were isolated including bacteria, stretomyces and fungi. Around 100 chemicals were evaluated in the field and greenhouse based on its control effect, among them, 6 showed high control effect, especially fluazinam and cyazofamid could control about 80% the disease. However, fluzinam has negative effect on soil microbes. Clubroot disease could not be controlled by bioagents and chemicals once when the pathogen Plasmodiophora brassicae infected its hosts and set up the parasitic relationship. We found the earlier the pathogent infected its host, the severer the disease was. Therefore, early control was the most effective. For Chinese cabbage, all controlling measures should be taken in the early 30 days because the new infection could not cause severe symptom after 30 days of seeding. For example, a biocontrol agent, Bacillus subtilis Strain XF-1 could control the disease 70%-85% averagely when it mixed with seedling substrate and was drenching 3 times after transplanting, i.e. immediately, 7 days, 14 days. XF-1 has been deeply researched in control mechanisms, its genome, and development and application of biocontrol formulate. It could produce antagonistic protein, enzyme, antibiotics and IAA, which promoted rhizogenesis and growth. Its The genome was sequenced by Illumina/Solexa Genome Analyzer to assembled into 20 scaffolds then the gaps between scaffolds were filled by long fragment PCR amplification to obtain complet genmone with 4,061,186 bp in size. The whole genome was found to have 43.8% GC, 108 tandem repeats with an average of 2.65 copies and 84 transposons. The CDSs were predicted as 3,853 in which 112 CDSs were predicted to secondary metabolite biosynthesis, transport and catabolism. Among those, five NRPS/PKS giant gene clusters being responsible for the biosynthesis of polyketide (pksABCDEFHJLMNRS in size 72.9 kb), surfactin(srfABCD, 26.148 kb, bacilysin(bacABCDE 5.903 kb), bacillibactin(dhbABCEF, 11.774 kb) and fengycin(ppsABCDE, 37.799 kb) have high homolgous to fuction confirmed biosynthesis gene in other strain. Moreover, there are many of key regulatory genes for secondary metabolites from XF-1, such as comABPQKX Z, degQ, sfp, yczE, degU, ycxABCD and ywfG. were also predicted. Therefore, XF-1 has potential of biosynthesis for secondary metabolites surfactin, fengycin, bacillibactin, bacilysin and Bacillaene. Thirty two compounds were detected from cell extracts of XF-1 by MALDI-TOF-MS, including one Macrolactin (m/z 441.06), two fusaricidin (m/z 850.493 and 968.515), one circulocin (m/z 852.509), nine surfactin (m/z 1044.656~1102.652), five iturin (m/z 1096.631~1150.57) and forty fengycin (m/z 1449.79~1543.805). The top three compositions types (contening 56.67% of total extract) are surfactin, iturin and fengycin, in which the most abundant is the surfactin type composition 30.37% of total extract and in second place is the fengycin with 23.28% content with rich diversity of chemical structure, and the smallest one is the iturin with 3.02% content. Moreover, the same main compositions were detected in Bacillus sp.355 which is also a good effects biocontol bacterial for controlling the clubroot of crucifer. Wherefore those compounds surfactin, iturin and fengycin maybe the main active compositions of XF-1 against P. brassicae. Twenty one fengycin type compounds were evaluate by LC-ESI-MS/MS with antifungal activities, including fengycin A $C_{16{\sim}C19}$, fengycin B $C_{14{\sim}C17}$, fengycin C $C_{15{\sim}C18}$, fengycin D $C_{15{\sim}C18}$ and fengycin S $C_{15{\sim}C18}$. Furthermore, one novel compound was identified as Dehydroxyfengycin $C_{17}$ according its MS, 1D and 2D NMR spectral data, which molecular weight is 1488.8480 Da and formula $C_{75}H_{116}N_{12}O_{19}$. The fengycin type compounds (FTCPs $250{\mu}g/mL$) were used to treat the resting spores of P. brassicae ($10^7/mL$) by detecting leakage of the cytoplasm components and cell destruction. After 12 h treatment, the absorbencies at 260 nm (A260) and at 280 nm (A280) increased gradually to approaching the maximum of absorbance, accompanying the collapse of P. brassicae resting spores, and nearly no complete cells were observed at 24 h treatment. The results suggested that the cells could be lyzed by the FTCPs of XF-1, and the diversity of FTCPs was mainly attributed to a mechanism of clubroot disease biocontrol. In the five selected medium MOLP, PSA, LB, Landy and LD, the most suitable for growth of strain medium is MOLP, and the least for strains longevity is the Landy sucrose medium. However, the lipopeptide highest yield is in Landy sucrose medium. The lipopeptides in five medium were analyzed with HPLC, and the results showed that lipopeptides component were same, while their contents from B. subtilis XF-1 fermented in five medium were different. We found that it is the lipopeptides content but ingredients of XF-1 could be impacted by medium and lacking of nutrition seems promoting lipopeptides secretion from XF-1. The volatile components with inhibition fungal Cylindrocarpon spp. activity which were collect in sealed vesel were detected with metheds of HS-SPME-GC-MS in eight biocontrol Bacillus species and four positive mutant strains of XF-1 mutagenized with chemical mutagens, respectively. They have same main volatile components including pyrazine, aldehydes, oxazolidinone and sulfide which are composed of 91.62% in XF-1, in which, the most abundant is the pyrazine type composition with 47.03%, and in second place is the aldehydes with 23.84%, and the third place is oxazolidinone with 15.68%, and the smallest ones is the sulfide with 5.07%.

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인공광 식물공장에서 수경배양액 및 광질 조절이 상추 실생묘 생장에 미치는 영향 (Hydroponic Nutrient Solution and Light Quality Influence on Lettuce (Lactuca sativa L.) Growth from the Artificial Light Type of Plant Factory System)

  • 허정욱;박경훈;홍승길;이재수;백정현
    • 한국환경농학회지
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    • 제38권4호
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    • pp.225-236
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    • 2019
  • 인공광 식물공장에서는 작물을 생산하기 위하여 일반적으로 화학비료 유래 무기성분을 포함하는 배양액을 시용하여 수경재배한다. 본 연구에서는 광질이 상이한 식물공장에서 관행의 무기배양액 일부 또는 전량을 유기배양액으로 대체할 수 있는 폐기 농업부산물 유래 유기배양액을 시용하여 수경재배하고 작물의 생장에 미치는 영향을 검토하였다. 청색, 적색 및 백색 LED를 1:2:1의 비율로 혼합한 혼합LED 및 관행의 형광등 조사 조건에서 적치마와 청치마 상추 실생묘를 35일간 수경재배한 결과, 적치마와 청치마 상추의 생체중 및 전개엽수 증가는 형광등을 조사한 Y구에서 통계적으로 유의하게 증가하였다. 그러나 유·무기 혼합배양액 처리구인 YK 및 YTJ에서는 오히려 혼합LED 조사구에서 증가하였다. 유기배양액 단용 또는 유·무기 혼합배양액 처리시 엽내 SPAD치는 두 실생묘 모두 Y구와 유사하거나 증가하는 경향을 나타내었다. 관행의 무기배양액인 Y구에서 배양액내 구성성분 중 가장 많은 양을 차지하고 있는 무기성분인 NO3-N은 재배 개시일에 약 97 mg/L으로, 적치마와 청치마 상추 실생묘에서 모두 재배기간이 경과함에 따라 감소하는 경향을 보였다. 적치마의 경우 재배종료시 각 처리구별 NO3-N 농도는 형광등 조사시 약 29 mg/L, 혼합LED 조사시 24 mg/L였으며, 청치마의 경우 형광등 조사시 약 26 mg/L, 혼합LED 조사시 47 mg/L로, 초기 투입량 대비 25~48% 정도의 양이 재배종료시까지 흡수되지 않고 남아 있었다. 재배개시일 NH3-N 농도는 Y구3-N 잔여량은 약 13%로 최대값을 나타내었다. 관행의 무기배양액내 질산태질소는 작물체에 흡수되어 생체중, 엽수 증가와 같은 지상부 생장을 좌우하는 주요 성분이지만 재배종료시까지 전량이 흡수되지 않고 남아 있는 것으로 보아 상추 수경재배시 배양액내 질산태질소의 초기 투입량을 조절할 필요성이 대두되었다. 연구결과 농업부산물 유래 유기배양액을 활용하여 적치마와 청치마 상추를 수경재배할 경우 유기배양액 단용보다 유·무기 혼합배양액 시용으로 유기배양액내 부족한 질소 성분을 무기질소로 보충할 수 있어 무기성분 사용량 저감이 기대된다. 또한 상추 실생묘의 양적생장 추이와 달리 엽내 색소합성이 관행 무기배양액보다 특정 유기배양액 단용 또는 혼용에 의해 유의하게 증가하는 것으로 보아 작물체내 물질합성량, 유기배양액 사용기간 및 재이용 등 유기배양액의 화학적 특성 변화에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다.

Protoporphyrinogen oxidase (Protox) 저해제 저항성 형질전환 벼의 적응성과 Porphyrin 생합성 경로물질과 관련성 (Relationship of Fitness and Substance of Porphyrin Biosynthesis Pathway in Resistant Transgenic Rice to Protoporphyrinogen Oxidase (Protox) Inhibitor)

  • 윤영범;권오도;백경환;이도진;정하일;국용인
    • 한국잡초학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.134-145
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    • 2011
  • Myxococcus xanthus (MX, PX)와 Arabidopsis thaliana (AP37)의 protoporphyrinogen oxidase (Protox)유전자 과다발현 제초제 저항성 형질전환 벼와 비형질전환벼의 생육 및 수량에 관한 적응성 차이와 벼생육시기별 ALA 합성능력, tetrapyrrole 중간물질, 활성산소 발생, 지질과산화 작용 및 항산화효소 능력의 연관성이 조사되었다. Protox 과다발현 형질전환 벼 MX와 AP37의 초장은 이앙 후 43, 50, 65일에 비형질전환벼 비형질전환벼에 비해 유의적으로 적었고, 분얼수는 이앙 후 50일과 65일에 MX와 AP37 뿐만 아니라 PX에서도 비형질전환벼에 비해 유의적으로 적었다. 수확기의 간장과 수량은 MX, PX 및 AP37에서 그리고 고건중은 MX와 AP37에서 비형질전환벼에 비해 유의적으로 적었다. 형질전환벼 계통 MX, PX 및 AP37의 수량감소는 MX의 경우 영화수와 천립중에 의해, PX는 등숙율에 의해, AP37은 영화수, 등숙율 및 천립중에 의해서 기인되었다. 한편, 형질전환벼 계통 MX, PX 및 AP37의 수량감소는 또 다른 년차변이 연구에서도 관찰되었다. 이러한 형질전환벼계통의 생육 감소는 이앙 후 생육기간 뿐만 아니라 이앙 전 육묘기간 동안에서도 발생하여 결과적으로 수량이 감소되는 것으로 생각된다. Tetrapyrrole 중간물질 Proto IX, Mg-Proto IX 및 Mg-Proto IX monomethyl ester의 축적량, 활성산소종($H_2O_2$${O_2}^-$), MDA, 및 항산화효소(superoxide dismutase, caltalase, peroxidase, ascorbate peroxidase, glutathione reductase) 및 엽록소 함량은 Protox 유전자 과다발현형질전환벼 계통과 비형질전환벼간에 유의적인 차이가 없어 이들 porphyrin 대사 경로 물질과 벼 생육 및 수량감소의 연관성은 적은 것으로 사료된다. 그러나 MX, PX, AP37의 ALA 합성능력은 광노출 후 1일과 이앙 후 52일에 비형질전환벼에 비해 유의적으로 감소하여 이 부분에 대한 상세한 연구가 추후에 수행되어야 할 것으로 보인다.

벗굴 (Ostrea denselamellosa) 유생의 생육조건에 따른 성장과 생존 (Growth and Survival Rates of Flat Oyster, Ostrea denselamellosa, by Condition of Larval Cultivation)

  • 양문호;오봉세;한창희
    • 한국패류학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.133-142
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    • 2003
  • 벗굴의 인공종묘생산 기술개발 확립의 일환으로 유생사육조건인 수온별, 밀도별, 먹이별, 염분별에 따른 성장 및 생존관계를 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 실내 자연수온 (18 -22$^{\circ}C$), 24$^{\circ}C$, 28$^{\circ}C$ 및 32$^{\circ}C$의 수온별에 따른 성장은 실험개시 시 평균 각장, 각고가 각각 136.0, 120 ${\mu}$m였던 D형 유생이 사육 후 8일까지는 시험구별의 성장 차이는 나타나지 않았으나 사육 12일 째부터는 성장 차를 보이며 부착기인 20일에는 각장이 실내 자연수온구에서 275.0 ${\mu}$m (성장율 202.2%), 24$^{\circ}C$구에서 327.0 ${\mu}$m (240.4%), 28$^{\circ}C$구에서 349.0 ${\mu}$m (256.6%) 및 32$^{\circ}C$구에서는 165.0${\mu}$m (121.3%)로 28$^{\circ}C$에서 가장 높은 성장율을 나타내었다 . 수온별의 최종생존율은 실내 자연수온구 (18-22$^{\circ}C$) 에서 16.0%, 24$^{\circ}C$에서 32.0%, 28$^{\circ}C$에서 13.0%, 32$^{\circ}C$에서 0%로 24 $^{\circ}C$에서 32 0%로 가장 생존율이 양호하였다. 사육밀도에 따른 성장은 2개체/ml구 (228.1%), 5개체/ml구 (203.9%), 10개체/ml구 (181.7%), 20개체/ml구 (174.5%) 로 성장하여 밀도가 가장 낮은 2개체/ml구에서 228%로 가장 높은 성장을 보였으며 생존율도 각각 29.0%, 28.0%, 13.0%, 9.0%로 밀도가 낮은 순으로 높게 나타났다. 먹이생물 공급에 대한 벗굴 유생의 성장은 Isochrysis galbana, Chaetoceros calcitrans및 Tetracellmis suecica 의 3종을 혼합 공급한 실험구에서 가장 높게 나타났으며 최종성장율은 208.4%였다. 생존율도 Isochrysis galbana, Chaetoceros alcitrans 및 Tetracellmis suecica의 3종을 혼합 공급한 실험구에서 38.8%로 가장 높은 생존율을 보였다. 염분에 따른 유생의 성장은 최초 평균 각장이 132.0 ${\mu}$m인 D형 유생이 시험종료 시에는 25 psu 에서 303.0 ${\mu}$m (229.5%), 30 psu는 318.0 ${\mu}$m (240.9%), 35 psu는 298.0 ${\mu}$m (225.7%), 40 psu가 181.0 ${\mu}$m (137.1%)가 로 성장하여 30 psu 에서 가장 높은 성장을 나타냈다. 염분별의 최종생존율은 25 psu에서 31.0%, 30 psu는 28.0%, 35 psu는 11.0%, 40 psu가 0% 순으로 25 psu에서 가장 높게 나타났다.

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재배양식(栽培樣式)에 따른 수종(數種) 제초제(除草劑)에 대한 벼와 피의 해부형태적(解剖形態的) 반응차이(反應差異) - I. Pyrazolate에 대한 반응차이(反應差異) (Morphological and Anatomical Response of Rice and Barnyardgrass to Herbicides under Various Cropping Patterns - I. Response to Pyrazolate)

  • 천상욱;구자옥;국룡인
    • 한국잡초학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.30-38
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    • 1995
  • 재배양식별(栽培樣式別)로 발생전토양표면처리(發生前土壤表面處理)된 pyrazolate는 처리후(處理後) 10일째 피에서는 건답조건(乾畓條件)의 경우 twist현상(現像)이, 담수조건(湛水條件)에서는 백화현상(白化現像)이 현저하게 나타났다. 처리후(處理後) 20일째 표면직파(表面直播) 벼의 초장(草長) 및 근장(根長)은 무처리(無處理)와 유사하였으나, 토중(土中) 직파(直播)벼는 근장(根長)보다 초장(草長)이 더 억제(抑制)되었으며 피는 벼보다 심하게 억제(抑制)되었다. 담수조건(湛水條件)에서는 건답조건(乾畓條件)보다 더 심한 억제경향(抑制傾向)을 보였으나 벼와 피간의 뚜렷한 차이(差異)는 인정(認定)되지 않았다. 한편 이앙(移秧)벼의 초장(草長)과 근장(根長)은 무처리(無處理)에 비해 증가(增加)되는 생장(生長)을 보였다. 표면직파(表面直播)벼의 지상부(地上部) 및 지하부(地下部) 생체중(生體重)은 무처리(無處理)에 비해 오히려 증가(增加)되었고, 토중직파(土中直播)벼는 무처리(無處理)와 유사한 생장(生長)을 보였으나 피는 무처리(無處理)에 비해 각각 42% 및 41% 억제(抑制)되었다. 그러나 담수조건(湛水條件)의 표면직파(表面直播)벼에서는 지하부생장(地下部生長)이 치명적으로 억제(抑制)되었고 피는 완전히 생장(生長)이 억제(抑制)되었다. 이앙(移秧)벼는 무처리(無處理)와 유사한 생장(生長)을 보였다. 해부학적(解剖學的) 반응(反應)에 있어서 건답직파조건(乾畓直播條件)의 피에서만 엽록소(葉綠素) 파괴(破壞)에 의한 엽육조직(葉肉組織)의 위축(萎縮)과 엽초 및 엽시원체(葉始原體)의 위축(萎縮)으로 인한 두께감소가 관찰되었으나, 담수(湛水) 및 이앙조건(移秧條件)에서 벼와 피는 뚜렷한 해부학적(解剖學的) 변화(變化)는 관찰되지 않았다.

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거제수나무, 물푸레나무, 굴참나무 묘목의 실외 인위적 온난화에 대한 수종 특이적 생장 반응 (Species-specific Growth Responses of Betula costata, Fraxinus rhynchophylla, and Quercus variabilis Seedlings to Open-field Artificial Warming)

  • 한새롬;안지애;윤태경;윤순진;황재홍;조민석;손요환
    • 한국농림기상학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.219-226
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    • 2014
  • 기후변화 대응 산림 관리 방법을 개발하기 위해서는 온난화에 따른 수목의 반응을 예측하는 것이 중요하다. 본 연구는 우리나라 주요 활엽수종인 거제수나무(Betula costata), 물푸레나무(Fraxinus rhynchophylla), 굴참나무(Quercus variabilis) 묘목의 실외 인위적 온난화에 대한 생장 반응을 알아보기 위하여 수행되었다. 이를 위해 적외선등을 이용하여 지속적으로 기온을 $3^{\circ}C$ 증가시킬 수 있는 실외 인위적 온난화 시스템을 구축하고, 활엽수 3개 수종을 파종한 후, 온도 증가에 대한 발아 당년 묘목의 생장, 생물량 분배 및 순광합성률의 반응을 분석하였다. 연구 결과, 거제수나무, 물푸레나무, 굴참나무 묘목의 생장은 실외 인위적 온난화 처리에 대하여 수종과 시기에 따라 서로 다른 반응을 나타냈다. 즉 거제수나무는 온난화 처리에 따라 근원경 대비 묘고 비율, 총 생물량, 지상부 대비 뿌리 중량 비율, 순광합성률 등이 감소한 반면, 굴참나무는 근원경, 묘고, 총 생물량, 순광합성률 등이 증가하였으며, 물푸레나무는 다른 수종에 비하여 생장 반응이 뚜렷하지 않았다. 시기별 반응으로는, 7월에는 모든 수종에 대하여 온난화 처리에 따른 변화가 나타나지 않았으나 11월에는 굴참나무의 근원경, 묘고, H/D율이 증가한 반면 거제수나무의 H/D율이 감소하였다. 온난화에 대한 수종별 생장 반응의 차이는 순광합성률 및 생물량 분배의 수종별 반응과 유사하게 나타나, 온도 증가에 의한 순광합성률과 생물량 분배의 수종별 차이가 생장에 영향을 미친 것으로 생각된다. 한편, 여름에 비하여 가을에 더 두드러지게 나타난 생장 반응은 온난화에 의한 식물 계절 특성의 변화에 의한 것으로 보인다. 활엽수 3개 수종에 대하여 온난화에 의한 수종 특이적 생장 반응을 밝힌 본 연구 결과는 기후변화에 대응한 산림 관리 정책 개발에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

식용 고구마 신품종 '풍원미' (A New Sweetpotato Variety for Table Use, 'Pungwonmi')

  • 이형운;이준설;정미남;한선경;김재명;양정욱;안승현;남상식;송연상;문진영;최규환;신현만;임상현;최인후
    • 한국육종학회지
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    • 제49권4호
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    • pp.420-427
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    • 2017
  • '풍원미'는 육색이 담주황색이면서 식미, 괴근의 상품성이 우수한 계통을 육성할 목적으로 2006년에 표피색이 홍색, 괴근 모양이 방추형인 '베니사쯔마(IT232278)'를 모본, 육색이 농주 황색인 'Luby3074(IT232216)'를 부본으로 하여 인공교배 하였다. 2007년부터 2009년까지 실생개체선발시험과 계통선발시험, 2010년부터 2011년까지 생산력검정시험을 수행하여 괴근 육색이 담주황색이고 괴근 모양, 수량성, 식미가 양호한 'MI2006-99-04' 계통을 '목포84호'로 계통명을 부여하여 지역적응시험에 공시하였다. 2012년부터 2014년까지 3년간 지역적응시험을 수행한 결과, 수량성, 품질특성, 병해충저항성 등이 대비품종인 '율미'보다 우수하여 2014년 12월 농촌진흥청 농작물직무육성신품종선 정심의회에서 신품종으로 선정되었으며 '풍원미'라 명명하였다. '풍원미'의 줄기색과 엽색, 마디색, 잎자루색은 모두 녹색이며 잎 모양은 심장형이다. '풍원미' 괴근의 껍질색은 홍색, 육색은 담주황색이고 괴근 모양은 방추형이다. '풍원미'는 덩굴쪼김병에 중도저항성이며 고구마뿌리혹선충에 저항성이다. '풍원미' 괴근의 건물률은 31.2%로 '율미'와 비슷하였고 찐고구마 육질은 중간질이다. '풍원미'의 찐고구마 당도는 $25.5^{\circ}Brix$이고, 생고구마와 찐고구마의 총 유리당 함량은 각각 8.3 g/100g DW, 31.6 g/100g DW이며 '풍원미'의 찐고구마 감미도는 16.5으로 '율미'보다 단맛이 강하고 식미가 우수하다. '풍원미' 괴근의 베타카로틴 함량은 9.1 mg/100g DW이며 전분의 호화개시온도는 $69.6^{\circ}C$로 '율미'보다 낮은 온도에서 호화되었다. '풍원미'는 조기재배시 상품괴근수량이 24.3 MT/ha으로 '율미'보다 46% 많았다. 적기 및 만기재배시 주당상품괴근수는 2.8 개/주, 상품괴근평균중은 156 g이었으며 상품괴근수량이 24.1 MT/ha으로 '율미'보다 26% 많았다(품종보호권 등록번호: 제6428호, 2017. 01. 16).

애기장대에서 activation tagging system을 이용한 새로운 고염 스트레스 반응 유전자의 동정 (Identification of Novel Salt Stress-responsive Genes Using the Activation Tagging System in Arabidopsis)

  • 석혜연;응웬부린;배형준;하지민;김하연;이선영;문용환
    • 생명과학회지
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    • 제28권9호
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    • pp.1030-1041
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    • 2018
  • 환경 스트레스는 식물의 성장을 저해하며 작물의 생산량을 감소시키는 주요 원인이다. 식물은 다양한 유전자의 발현 변화를 통해 스트레스에 대한 저항성을 나타낸다. 본 연구에서는 activation tagging system을 이용하여 기존에 밝혀지지 않은 새로운 고염 스트레스 반응 유전자들을 분리하였다. 애기장대의 발아 단계에서 고염 스트레스에 저항성을 보이는 9개의 activation tagging 라인을 선별하였다. 그 중 TAIL-PCR 방법을 이용하여 AT7508, AT7512, AT7527, AT7544, AT7548, AT7556의 6개 라인에서 T-DNA가 삽입된 위치를 확인하였으며 각 라인에서 T-DNA가 삽입된 주변 유전자의 발현을 RT-PCR로 분석하였는데 AT7508, AT7512, AT7527, AT7544, AT7556에서 각각 ClpC2/HSP93-III (At3g48870), plant thionin family (At2g20605), anti-muellerian hormone type-2 receptor (At3g50685), vacuolar iron transporter family protein (At4g27870), microtubule-associated protein (At5g16730)이 activation 된 것으로 밝혀졌다. 더불어 AT7548에서는 T-DNA가 삽입된 곳의 양쪽에 위치하는 두 유전자인 Arabinogalactan protein 13 (AGP13) (At4g26320)과 F-box/RNI-like/FBD-like domains-containing protein (At4g26340)이 모두 activation 되었다. Activation 된 7개 유전자는 기존에 고염 스트레스 저항성과 관련된 기능이 알려지지 않은 유전자로 본 연구를 통해 새롭게 고염 스트레스 반응에 대한 기능이 밝혀졌다. 7개의 activation된 유전자 중 ClpC2/HSP93-III, AGP13, F-box/RNI-like/FBD-like domains-containing protein의 3개 유전자는 고염 스트레스에 의해 발현이 증가하였다. 또한 AT7508과 AT7527, AT7544 라인은 발아 단계뿐만 아니라 유식물체 발달 과정에서도 고염 스트레스 저항성을 보여 activation tagging 라인의 선별 결과의 타당성을 뒷받침 하였다. 본 연구의 결과를 통해 activation tagging system이 새로운 스트레스 반응 유전자를 찾아낼 수 있는 유용한 기술임을 확인할 수 있었다.

공급양액의 EC와 대목종류가 고추 접목묘의 초기생육과 생리적 반응에 미치는 영향 (Effects of Electrical Conductivity and Rootstock on Initial Growth and Physiological Response of Grafted Pepper)

  • 오상석;오주열;김영봉;황해준;손길만;노치웅;박중춘
    • 생물환경조절학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.377-384
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    • 2009
  • 본 연구는 시중에서 판매되는 고추 역병저항성 대목품종을 이용한 시설내 접목재배시 기존의 실생묘와 비교하여 공급양액의 EC 수준에 따른 고추 접목묘들의 생육과 생리적 반응을 알아보고자 하였다. 접목을 위한 대목으로 '카타구루마', '코네시안 핫', '탄탄'의 3가지 품종을 사용하였고, 대조구로 실생 품종 '녹광' 접수로 이용하였다. 공급양액의 EC 조건에 따른 접목묘와 실생묘의 생육과 생리적 반응 시험을 위해 공급 양액의 EC를 각각 1.5, 3.0, 5.0dS/m로 설정하여 비교시험을 수행하였다. 공급양액의 EC 수준에 따른 생육은 실생묘와 접목묘 모두 EC 수준이 높아질수록 억제되는 경향을 보였다. 접목묘 중 '카타구루마'가 EC 5.0dS/m에서 다른 품종들에 비해서 생육이 상대적으로 양호하였다. 단, EC 조건에 따른 생육은 재배시험 시기에 따라 다소 차이가 있었다. 무기양분의 흡수는 T-N과 P 농도는 EC 수준이 높을수록 증가하였으며, Ca과 Mg은 흡수량이 감소하였다. 광합성 능력은 실생묘는 EC 1.5와 3.0dS/m 수준간에 차이가 없으나, EC 5.0dS/m 수준에서 낮게 나타났다. 접목묘들도 EC 5.0dS/m 수준에서 광합성 능력이 낮아지는 결과를 보였다. SOD 활성도는 EC 수준에 따라 일정한 경향이 나타나지 않았으며, APX 활성도는 EC 5.0dS/m 수준에서 활성도가 높게 나타났다. 추후 더 다양한 대목들을 이용한 비교시험이 필요하며, 저온신장성과 내염성이 강한 대목 품종의 개발을 위한 연구의 필요성이 높다.

폐쇄형식물생산시스템을 이용한 감자 경삽묘 육묘시 묘소질과 괴경 생산에 대한 LED 광도의 영향 (Effect of LED Light Intensity on Seedling Quality and Tuber Production of Potato Stem Cuttings Grown in a Closed-Type Plant Production System)

  • 조만현;함인기;박권서;조지홍
    • 한국작물학회지
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    • 제65권4호
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    • pp.468-476
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    • 2020
  • 본 연구는 씨감자 생산에 적합한 분무경재배용 경삽묘를 폐쇄형식물생산시스템을 이용하여 생산하기 위한 광도조건을 설정하기 위하여 수행하였다. 감자(Solanum tuberosum L.) '수미'와 '추백'의 경정배양묘를 순화한 다음 삽수를 채취하여 경삽하였다. 서로 다른 LED 광도(60, 120, 180, 그리고 240 μmol·m-2·s-1)에서 40일간 육묘하고, 80일간 분무경재배하였다. 1. LED 광도 60 μmol·m-2·s-1에서 경삽묘를 육묘하였을 경우 '수미' 17.3 cm, '추백' 16.1 cm로 두 품종 모두 초장이 가장 길었고, 마디수도 많았다. 광도가 높을수록 초장은 작고 마디수도 적었다. 2. 품종에 따라 엽면적이나 SPAD 값, Fv/Fm 값은 육묘기의 광도에 따라 약간의 차이를 보였다. 경삽묘의 생체중은 60 μmol·m-2·s-1 광도에서 가장 무거웠으며, 건전묘 생산율도 두 품종 모두 60 μmol·m-2·s-1 광도에서 가장 높았다. 3. 분무경재배에서 LED 광도 60 μmol·m-2·s-1에서 육묘한 경삽묘가 품종간 차이를 보이기는 하지만 지상부 경엽중이 가장 무거웠고, 정식판 아래 경삽묘장이 가장 길고 뿌리 무게도 가장 무거웠으며, 광도가 높을수록 가벼웠다. 4. 복지수에 있어서도 품종간 차이는 있으나 60 μmol·m-2·s-1 광도에서 육묘한 경우 '수미' 4.2개/주, '추백' 7.7개/주로 가장 많았다. 또한 60 μmol·m-2·s-1 광도에서 괴경수 및 총괴경중이 가장 좋았는데 광도가 높을수록 두 품종의 총괴경수와 총괴경중이 적어지는 경향이었다. 이상의 연구결과를 종합해 보면 폐쇄형식물생산시스템을 이용하여 분무경재배용 경삽묘를 생산할 경우, 육묘에 적합한 LED 광도는 60 μmol·m-2·s-1라고 판단되었다.