• 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.

• 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.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제43권3호
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• pp.289-296
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• 2019

We investigated the mortality and the oxidative damages of Deschampsia antarctica in response to waterlogging stress. In field, we compared the changes in the density of D. antarctica tuft at the two different sites over 3 years. The soil water content at site 2 was 6-fold higher than that of site 1, and the density of D. antarctica tuft decreased significantly by 55.4% at site 2 for 3 years, but there was no significant change at site 1. Experimental results in growth chamber showed that the $H_2O_2$ and malondialdehyde content increased under root-flooding treatment (hypoxic conditions-deficiency of $O_2$), but any significant change was not perceptible under the shoot-flooding treatment (anoxic condition-absence of $O_2$). However, total chlorophyll, soluble sugar, protein content, and phenolic compound decreased under the shoot-flooding treatment. In addition, the catalase activity increased significantly on the 1st day of flooding. These results indicate that hypoxic conditions may lead to the overproduction of reactive oxygen species, and anoxic conditions can deplete primary metabolites such as sugars and protein in the leaf tissues of D. antarctica. Under present warming trend in Antarctic Peninsula, D. antarctica tuft growing near the shoreline might more frequently experience flooding due to glacier melting and inundation of seawater, which can enhance the risk of this plant mortality.

• 식물병연구
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• 제29권4호
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• pp.425-432
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• 2023

키위산업은 키위나무가 급속하게 시들면서 1-2년 사이에 말라죽는 키위 쇠락증상의 출현으로 위협을 받고 있다. 쇠락증상의 주요 증상은 뿌리 피층 붕괴, 잎 괴사, 낙엽, 열매 표피 주름 및 잔가지 시들음이다. 키위 쇠락증상은 장마 후 한여름에 골드키위(Actinidia chinensis var. chinensis)와 그린키위(A. chinensis var. deliciosa)에서 모두 발생하였다. 키위 쇠락증상은 침수나 통기 불량으로 인해 수분이 많은 점질토양에서 심하게 발생하는 것으로 나타났다. 이 증상과 직접적인 관련이 있는 병원균은 없었다. 키위 쇠락증상은 침수와 같은 수분 스트레스에 강한 바운티대목(Bounty 71)을 사용하여 효율적으로 예방할 수 있을 것으로 전망된다.

• 한국환경농학회:학술대회논문집
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• 한국환경농학회 2011년도 30주년 정기총회 및 국제심포지엄
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• pp.196-204
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• 2011

Abiotic stress is the primary cause of crop loss worldwide, reducing average yields for most major crop plants by more than 50%. In addition, future agricultural production and management will encounter multifaceted challenges from global climate change. Therefore, it is necessary to study the molecular response of crop plants to the stresses in order to develop appropriate strategies to sustain food production under adverse environmental conditions. We carried out a large scale proteomic analysis of soybean plants in response to various abiotic stresses, including drought, salinity, waterlogging and their interactions. Proteins were analyzed by two dimensional polyacrylamide gel electrophoresis followed by matrix-assisted laser desorption/ionization time of flight (MALDI-TOF) mass spectrometry. The identified proteins are involved in a wide range of cellular functions. In addition to the well known stress-associated proteins, we identified several novel proteins, which were not reported before. In many cases our proteomic data bridges the gap between mRNA and metabolite data. Our studie provides new insights into identification of abiotic stress responsive proteins in soybean, and demonstrates the advantages of proteomic analysis in dissecting metabolic and regulatory networks.

• 한국자원식물학회지
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• 제31권2호
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• pp.124-135
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• 2018

밭작물 중의 하나인 수수의 재배기간 중 장기간 지속되는 토양의 과습 상태는 수수의 생장 저하를 야기하는 요소로서 작용한다. 수수 잎을 이용한 수수의 3엽기, 5엽기 과습 처리시의 단백질을 동정한 결과 74개의 단백질들을 동정하였다. LTQ-FI-ICR MS로 분석한 결과 carbohydrate metabolic process, metabolic process, cellular metabolic compound salvage와 관련된 단백질들이 약50% 정도를 차지하며, 과습 스트레스를 받을 때 영향을 미치는 것으로 보였다. Carbohydrate metabolic process와 관련된 malate dehydrogenase 단백질과 glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase 단백질은 과습 스트레스를 받았을 경우 3엽기와 5엽기 모두 단백질 발현양이 증가하였다. 이러한 단백질들은 과습 스트레스에 대한 antistress 기능을 하는 단백질로 알려져 있는데, 과습 스트레스에 반응하여 해당 단백질들의 발현양이 증가한 것으로 사료된다. 광합성과 관련된 oxygen-evolving enhancer protein 1 단백질은 대조구에서 보다 처리구에서 발현양이 다소 증가한 것을 볼 수 있었다. 또한, 3엽기에 비해서 5엽기에서 발현양이 증가한 것을 확인할 수 있었다. Response to oxidative stress와 관련된 probable phospholipid hydroperoxide glutathione peroxidase 단백질과 superoxide dismutase 단백질 모두5엽기 처리구에서 가장 많은 발현량을 보였다. 이는 과습 스트레스에 의한 활성산소 발생이 5엽기 처리구에서 가장 많았고, 이에 따라 항산화방어기작을 하는 단백질의 발현이 증가한 것으로 여겨졌다.

• 한국환경농학회지
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• 제27권2호
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• pp.178-184
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• 2008

포도나무 수체의 생육, 양분흡수 및 과실특성에 미치는 침수의 영향을 구명하기 위하여 '캠벨얼리'와 '거봉' 포도나무 2년생 유목은 40 L 포트에 정식하여 비닐하우스에서 2005년 6월14일부터 7월20일까지 35일간 비침수구(대조구)와 침수구로 구분하여 실험을 수행하였다. 실험기간 동안 대조구의 포도나무는 -40 kPa 수분장력하에서 관수점을 조절하였으며, 침수구는 포트 지면위 10 cm까지 물에 잠기게 하여 침수 처리하였다. 침수처리로 '캠벨얼리'와 '거봉' 품종 모두에서 지상부와 뿌리의 건물중은 크게 감소하였으며, 지상부 생육의 저해 정도는 '캠벨얼리'에 비해 '거봉' 품종에서 심한 경향이었다. '캠벨얼리'와 '거봉' 품종의 침수처리구에서 뿌리중 질소함량은 증가하였으며, '캠벨얼리' 잎의 질소함량은 처리구간 현저한 차이가 없는 반면 '거봉'의 잎 중 질소함량은 크게 감소하였다. '캠벨얼리'와 '거봉' 품종 모두에서 뿌리와 잎의 인과 칼륨 함량은 감소하였으며, 잎 중 인과 칼륨의 감소 정도는 '캠벨얼리'에 비해 '거봉' 품종에서 심한 경향이었다. 그 결과 '거봉' 품종의 경우 엽, 줄기 및 신초 생장은 '캠벨얼리' 품종에 비해 크게 감소하였다. 한편 침수처리 간 '캠벨얼리'의 당 산도 및 과립중은 현저한 차이가 없었다. 그러나 '거봉' 품종의 경우에는 침수에 의해 과립중이 감소하였고 산 함량은 낮은 반면 당도는 높게 나타났는데 이는 침수 스트레스에 의해 과일이 조기 착색되면서 성숙이 촉진되었기 때문으로 판단되었다. 결론적으로 '캠벨얼리' 품종에 비해 '거봉' 품종에서 지상부로의 양분전송이 현저하게 감소하여 수체생장은 보다 심하게 억제된 반면, 과실 당도는 높고 착색이 신속하게 진행되었다는 고려할 때 '캠벨얼리'에 비해 '거봉' 품종이 침수에 약한 것으로 판단된다.

• 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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• 제55권2호
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• pp.111-118
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• 2010

본 시험은 이상기후 대비 내습성 콩 품종의 조기육성을 위한 기초자료를 제공하고자 수행하였던 바, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 엽록소형광반응은 모든 시험품종이 V5 stage에 비해 R2 stage 과습처리시 더 급격히 감소되었으며, 풍산나물콩과 무한콩이 장엽콩과 명주나물콩에 비해 엽록소형광반응의 감소정도가 더 적었고, 과습처리 종료 5일 후 과습구가 대조구의 95～97% 정도로 회복도 더 빨랐다. 2. 광합성율은 과습처리 시기에 상관없이 풍산나물콩과 무한콩이 장엽콩과 명주나물콩에 비해 더 적게 감소하였으며, R2 stage 과습처리 종료 31일 후에 무한콩은 대조구에 비하여 과습구의 광합성율이 66%로 회복속도가 가장 빨랐으며, 명주나물콩은 41%로 광합성율의 회복속도가 가장 늦었다. 증산량의 변화도 광합성율과 같은 경향을 보였다. 3. 기공전도도는 R2 stage 과습처리에서는 평균 71% 감소한 반면 V5 stage 과습처리에서는 62%로 더 적게 감소하였다. R2 stage 과습처리 종료 31일 후에는 기공전도도가 대조구의 44%였으나, V5 stage 과습처리 종료 21일 후에는 대조구의 63%로, V5 stage 과습처리시에 회복속도가 더 빨랐다. 4. 단순회귀분석 결과, 대조구와 과습구 모두 기공전도도와 광합성율, 증산량과 광합성율 및 기공전도도와 증산량간에는 정의 상관이 있었다. 5. 증산량과 기공전도도가 광합성율에 미치는 효과를 추정하기 위하여 다중회귀분석을 한 결과, 기공전도도가 광합성율에 미치는 효과를 추정했을 때 대조구와 과습구의 $R^2$값이 0.7293과 0.7582였으나, 또 다른 독립변수인 증산량이 회귀식에 추가되어도 광합성율 변이의 설명정도가 크게 증가하지 않았다. 따라서 습해를 받을 경우 기공전도도나 증산율 중 어느 한 요소의 변화만을 측정해도 이들과 상관이 높은 광합성율의 변화를 추정할 수가 있을 것으로 판단됨.

• 한국초지조사료학회지
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• 제40권4호
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• pp.227-235
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• 2020

본 연구는 옥수수 습해 저항성 계통과 감수성 계통의 지상부와 지하부 제형질과 뿌리의 형태적 특성을 알아보고자 수행되었다. 6개의 국내 자식 계통을 유묘기(V3)에 10일간 담수처리 한 후 엽노화 정도로 내습성을 평가 한 결과 KS85은 황화엽수 3.33개, 노화정도 5.54로 가장 피해가 커 습해 감수성을 보였으며, KS141은 황화엽수 1.33개, 노화정도 3으로 가장 피해가 적어 습해 저항성을 보였다. KS85와 KS141을 담수 처리 후 20일에 조사한 결과 KS85와 K141의 지상부 건물중은 무처리구 대비 각각 86.1%, 77.0%가 감소되었고, 지하부 건물중은 KS85와 K141이 무처리구 대비 각각 77.6%, 65.0% 감소하여 습해 저항성인 KS141이 감수성인 KS85에 비해 건물중 감소량이 적었다. 두 계통의 지하부 nodal root의 SEM 촬영 결과 피층의 두께가 KS141이 KS85보다 더 현저히 두꺼웠으며 담수 처리 후 KS85는 KS141에 비해 피층의 뒤틀림이 심하여 피층의 두께가 내습성과 관련이 있는 것으로 사료되어진다.