• 한국작물학회지
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• 제58권2호
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• pp.91-106
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• 2013

Exserohilum turcicum is considered serious destructive disease of maize (Zea mays L.) in North Korea. This study aimed to understand genetic inheritance and combining ability of newly bred lines of maize tolerant to E. turcicum by diallel crosses. Three diallel sets for two different ecological regions and one agronomic trait; eastern (E), northern (N) and stay green (SG) involving 29 inbred lines were tested in eight locations of 2000 and 2001. E. turcicum infections were under natural conditions, respectively. Lines used were selected for high yield potential in test crosses with good agronomic traits and tolerance to biotic and abiotic stresses. Selection for race specific high resistance to biotic stresses was avoided to select quantitatively inherited genes. Host plant responses to E. turcicum were rated on a scale of 1 (highly tolerant) to 9 (highly susceptible). Highly significant variations were recorded in all trials. General combining ability (GCA) mean square was roughly twice that of specific combining ability (SCA). The genotype (G) by environment (E) interaction was highly significant. The overall results of genetic studies in three diallel sets show that genetic control for inbred tolerance to E. turcicum is polygenic and quantitatively inherited. New inbreds; E-3, N-1 and SG-4 confer better tolerance to E. turcicum than the widely used inbreds; Mo17, and B73. Proper use of genetic information from this study shall increase of corn production under high E. turcicum infection in the Far Eastern Regions of Korea and China.

• 방사선산업학회지
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• 제4권4호
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• pp.325-334
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• 2010

Transcriptional regulation in response to salt in mutant lines was investigated using oligonucleotide microarrays. In order to characterize the salt-responsive genes in rice, the expression profiles of transcripts that responded to salt-treatment were monitored using the microarrays. In the microarray analysis, among 37,299 reliable genes, 5,101, 2,758 and 2,277 genes were up-regulated by more than 2-fold using the salt treatment, while the numbers of down-regulated genes were 4,619, 3,234, and 1,878 in the WT, ST-495, and ST-532, respectively. From genotype changes induced by gamma ray mutagenesis, 3,345 and 2,397 genes were up-regulated, while 2,745 and 2,075 genes were down-regulated more than 2-fold in the two untreated mutants lines compared with untreated WT, respectively. A total of 3,108 and 2,731 genes were up-regulated more than 2-fold, while 3,987 and 3,660 genes were down-regulated by more than 2-fold in the salt treatment of the two mutants lines compared with the salt treated WT, respectively. The expressions of membrane transporter genes such as OsAKT1, OsKUP, and OsNAC increased more severely in ST-495 and ST-532 than in the WT. The expressions of the proline accumulation related genes such as OsP5CS and OsP5CR were also markedly increased in the salt tolerant mutants when compared to the WT plant.

• 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.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2023년도 임시총회 및 춘계학술대회
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• pp.38-38
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• 2023

Sorghum (Sorghum bicolor L.) is a promising biomass crop with a high lignocellulose content. This study aimed to select high salt-tolerance sorghum lines for cultivation on reclaimed land. Using 7-day seedlings of the sorghum population consisted of 71 radiation-derived mutants (M₂ to M₆) and 33 genetic resources, survival rate (SR), plant height (PH), root length (RL), fresh weight (FW), and chlorophyll content (CC) were measured for two weeks after 102 mM (0.6%) NaCl treatment. Furthermore, the characteristics of the sorghum population were confirmed using correlation analysis, PCA (principal component analysis), and the FCE (fuzzy comprehensive evaluation) method. Under 102 mM NaCl conditions, SR ranged from 4.9 (IS645-200-6) to 82.4% (KLSo79125-200-1), with an average of 49.9%. PH varied from 7.5 (Mesusu-100-2) to 33.2 cm (DINE-A-MITE-100-2-10), with an average of 20.4 cm. RL ranged from 1.0 (IS645-200-1) to 17.0 cm (30-100-2), with an average of 7.7 cm. FW varied from 0.1 (IS645-200-6) to 4.5 g/plant (DINE-A-MITE-100-2-10), with an average of 2.1 g/plant. CC ranged from 0.9 (DINE-A-MITE-100-2-2) to 3.1 mg/g (IS12937), with an average of 1.7 mg/g. An overall positive correlation, with SR and FW (r = 0.86, P < 0.01), and FW and CC (r = 0.79, P < 0.01), was shown by correlation analysis. Among the five traits, two principal components were extracted by PCA analysis. PC1 was significantly associated with FW, while PC2 was highly involved with RL. To evaluate the salt tolerance level of the sorghum population when an FCE based on trait data was performed, MFV (membership function value) was 0.68. As a result of compiling the MFV of each line, eight lines with MFV > 0.68 were selected. Ultimately, the radiation-derived mutant lines, DINE-A-MITE-100-2-10 and DINE-A-MITE-100-2-12 were selected as salt-tolerant sorghum lines. The results are expected to inform salt-tolerant sorghum breeding programs, and the high salt-tolerance sorghum lines might be advantageous for cultivation on reclaimed land.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2020년도 추계학술대회
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• pp.119-119
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• 2020

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제34권1호
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• pp.61-68
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• 2007

본 연구는 벼 배 배양 캘러스에 방사선 조사와 AZCA 처리를 통해 AZCA저항성 세포주를 선발 육성하고 proline 함량이 증가된 선발 계통을 중심으로 염분 스트레스에 저항성을 갖는 벼 계통을 육성하고 그 기작을 밝히고자 하였다. 먼저, 1) AZCA 저항성 후대로부터 NaCl 저항성 식물체를 선발하고, 2) 선발된 저항성 계통의 생리적 생화학적 특성을 분석하였으며, 3) 분자적 특성을 RT-PCR을 통해 조사하고 유전적 변이를 탐색하였다. AZCA저항성 $M_{3}$ 3,000 계통으로부터 얻어진 약 20,000 종자에 염분 적정 선발 농도로 밝혀진 1.5%의 염분을 처리하여 내염성 (ST) 벼 116 개체를 선발하고, $M_{4}$ 후대 세대를 양성하였다. $ST\;M_{4}$ 세대에서 2차 내염성 계통 선발을 위해서 $M_{4}$ 세대계통을 1.2% NACl 에서 대조구와 생육 조사한 결과, 대조구 식물은 생육이 약하고 성장이 지연되는 것을 볼 수 있었다. 내염성 계통(ST-13, ST-16)으로부터 유도된 캘러스에 NaCl 처리한 결과, 대조구, ST-13, ST-16의 생존율은 9%, 16%, 20%로 나타났다. 또한, 필수 아미노산 함량을 잎, 종자 및 캘러스로 나누어 분석한 결과 ST-13와 ST-16는 대조구와 비교하여, 1) 잎에서는 약 1.24, 1.3배, 2) 종자에서는 1.49, 2.43배, 3) 캘러스에서는 1.32, 1.60배 증가하는 것이 확인되었다. 내염성 계통과 대조구에서 이온함량을 비교한 결과 잎과 뿌리에서 $K^{+},\;Na^{+}$ 및 $Na^{+}/K^{+}$ 비율을 보면 대조구보다 $Na^{+}/K^{+}$ 비율이 낮아진 것이 확인되었다. 내염성과 연관된 유전자 P5CS, NHXI를 이용하여 RT-PCR 실험을 수행한 결과, 돌연변이 계통에서 이들 유전자의 발현이 증가됨을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 선발된 계통은 내염성 육종 및 기초 연구를 위한 재료로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국작물학회지
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• 제48권6호
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• pp.506-515
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• 2003

이 논문은 한발저항성이 다른 6개 보리 품종의 한발에 따른 생장, 잎의 수분포텐셜(leaf water potential, LWP), 상대함수량(leaf relative water content, RWC), 삼투압(leaf osmotic potential, OP), 삼투조정(osmotic adjustment, OA), 팽압(leaf turgor pressure, LTP), 순광합섬, 기공전도도, 엽육전도도, 엽록소형광 등의 변화를 조사하여 비교한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1 한발 처리시 토양수분포텐셜은 -0.05㎫이었고. 종료시에는 -0.29㎫로 저하하였다. Dicktoo-S 동보리 1호, Dicktoo-L, Dicktoo-T, 수원쌀보리 365호, 탑골보리 품종의 한발처리구 건물중은 각각 대조구(처리기간종 -0.05㎫ 유지)에 비하여 68%, 69%, 70%, 86%, 55%, 37%를 나타내어 Dicktoo 계통과 동보리1호의 한발저항성이 강하였고, 수원쌀보리 365호와 탑골보리는 한발저항성이 약하였다. 2. 한발저항성이 강한 품종은 삼투조정능력이 커서 한발처리에 따른 RWC와 LWP의 저하가 작았고 팽압유지능력이 컸다. 3. 한발처리에 따라 순광합성이 저하하였고 그 저하정도는 한발저항성이 큰 품종이 작았는데, 이는 한발저항성이 큰 품종이 기공전도도, 엽육전도도 및 PSII 최대양자수율(Fv/Fm)의 저하가 적었기 때문이었다. 4. 결론적으로 저항성이 큰 품종은 삼투조정에 의한 수분유지능력이 크고 이에 따라 광합성저하가 적어 상대적으로 생장의 감소가 적은 것으로 판단되었다.

• 농약과학회지
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• 제3권2호
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• pp.19-28
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• 1999

외부 형태가 다른 피속류 46종을 대상으로 피 방제용 경엽처리 제초제인 cyhalofop-butyl과 pyribenzoxim의 약제반응을 보고, 그 결과 약제반응이 상이한 피속류를 선발하여 $^{14}C$ 화합물을 이용, 흡수이행 및 체내대사 등을 시험하였다. Cyhalofop-butyl에 감수성인 황간 돌피, 내성인 제주 강피 그리고 pyribenzoxim에 감수성인 남양주 물피, 내성인 아산 물피를 선발하였다. $^{14}C$-Cyhalofop-butyl과 $^{14}C$-pyribenzoxim의 피 체내에서의 흡수이행 특성은 내성 피보다는 감수성 피에서 더 빨리 이행되는 경향을 보였으며, 뿌리보다는 지상부의 다른 부위로 이행되는 경향이었다. 감수성 정도가 다른 피속류에 $^{14}C$ 화합물을 처리한 결과, cyhalofop-butyl에서는 2종, pyribenzoxim에서는 1종의 미확인 대사산물이 검출되었으며, 대사산물의 분포비율을 보면 불활성 물질로 추정되는 대사산물의 양은 감수성 피보다 내성 피에서 높았다. $^{14}C$ 화합물을 처리한 피속류에서 결합 잔류물 형태로 잔류한 양은 감수성 피보다 내성 피에서 더 많이 잔류하였다.

• 한국작물학회지
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• 제23권1호
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• pp.32-35
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• 1978

대두의 내냉성계통의 선발을 위한 예비시험으로서 도입종과 재내수집종을 각각 1$0^{\circ}C$, 17$^{\circ}C$, $25^{\circ}C$, 35$^{\circ}C$에서 발아력을 조사하여 품종간차이를 검토하였다. 또 1$0^{\circ}C$의 저온에서 각품종간 출현일수와 10일, 20일 키운 유묘장을 조사하여 발아와 이들 상호간의 관계를 검토하는 한편 발아와 성숙일수 또는 종실의 크기와의 관계를 알아 보았다. 대두의 품종간 발아력의 차리는 1$0^{\circ}C$, 17$^{\circ}C$에서 공히 나타났지만 $25^{\circ}C$,와 35$^{\circ}C$에서는 품종간발아력의 차리가 전혀 인정되지 않았고 특히 1$0^{\circ}C$가 17$^{\circ}C$보다 월등한 차리를 나타내어 내냉성선발은 1$0^{\circ}C$가 적합한 것으로 사료된다. 또한 저온발아력과 출현일수에는 +0.80의 상관관계가 있을 뿐아니라 10일 20일 키운 유묘장과도 각각 -0.61, -0.50의 상육이 있는 것으로 보아 1$0^{\circ}C$의 저온발아에 의한 내냉성검정은 타당한 것으로 생각된다. 저온발아력과 성숙일수와에 일정한 관계가 없다는 것은 내냉성이 있고 동시에 조숙성인 품종의 선발이 가능하다는 것을 시사해준다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제41권2호
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• pp.81-88
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• 2014

식물생명공학 연구에 있어서 모델 식물인 Arabidopsis thaliana (애기장대)와 아주 유사한 염생 식물인 salt cress (Thellungiella halophila 또는 Thellungiella parvula)는 고염 스트레스에 대하여 강한 내성을 가지고 있다. 본 연구에서는 고염에 저항성을 가지는 유용유전자를 선별하기 위하여, 200 mM NaCl을 처리한 T. halophila 또는 T. parvula 식물로부터 mRNA를 분리하여 cDNA library를 작성하였다. Full length cDNA library를 Agrobacteria-methods 형질전환 방법에 필요한 binary vector pool을 작성하고 Arabidopsis에 형질전환 시켰다. 형질전환되어진 Arabidopsis를 항생제 Basta 선별을 통하여 형질전환체 pool을 구축하였다(305,400 종자). 이와 같은 방법을 통해 구축 되어진 pool중에서 168,500 종자를 이용하여 고염 스트레스 조건하에서 종자 발아율과 뿌리 생장 촉진되는 현상이 나타나는 내염성 형질전환체를 1차 선별하였다(7,157 개체; 4.24%). 1차 선별된 형질전환체 중에서 1,551개체를 이용하여 2차 선별을 수행하여 내염성 형질전환체 165 개체를 확보하였다(10.6%). 선별된 형질전환체 중 대부분 개체는 고염 스트레스에 대응하여 종자 발아 및 뿌리 생장 모두 야생형보다 촉진된 표현형을 보였다. 그 중 몇 몇의 형질전환체는 야생형에 비하여 특이적인 기관 발달 현상이 나타났다. 예를 들면, 꽃과 줄기의 발달이 야생형과는 다른 표현형을 보이는 형질전환체가 선별되었다. 이렇게 스트레스에 내성을 가지는 형질전환체로부터 유전자 분리 방법을 통하여 해당 유용유전자를 확보할 수가 있다. 본 연구에서는 향후 halopyte 식물체를 이용하여 고염 뿐만 아니라 다양한 환경스트레스(건조, 냉해, 고열, 호르몬 등) 신호전달에 관여하는 유용유전자를 보다 쉽게 확보하는 방법을 제시함으로서, 환경재해극복에 관여하는 신호전달 기작을 보다 쉽게 이해할 수 있을 것으로 사료된다.