본 연구는 반밀폐형 토마토 재배 온실에서 광합성율 극대화를 위한 적정 탄산가스 시비 농도를 구명하고자 광합성 모델을 이용하여 잎의 최대 카복실화율(Vcmax), 최대 전자전달속도(Jmax), 열파괴, 잎 호흡 등을 계산하고 실제 측정값과 비교하였다. 다양한 광도(PAR 200μmol·m -2 ·s -1 to 1500μmol·m -2 ·s -1 )와 온도(20°C to 35°C) 조건에서 CO2 농도에 대한 A-Ci curve는 광합성 측정 기기를 사용하여 측정하였고, 모델링 방정식으로 아레니우스 함수값 (Arrhenius function), 순광합성율(net CO2 assimilation, An), 열파괴(thermal breakdown), Rd(주간의 잎호흡)를 계산 하였다. 엽온이 30°C 이상으로 상승하였을 때 Jmax, An 및 thermal breakdown 예측치가 모두 감소하였고, 예측 Jmax의 가장 최고점은 엽온 30°C였으며 그 이상의 온도에서는 감소하였다. 생장점 아래 5번째 잎의 광합성율은 PAR 200－ 400μmol·m -2 ·s -1 수준에서는 CO2 600ppm, PAR 600－800μmol·m -2 ·s -1 수준에서는 CO2 800ppm, PAR 1000μmol·m -2 ·s -1 수 준에서는 CO2 1000ppm, PAR 1200－1500μmol·m -2 ·s -1 수준에서는 CO2 1500ppm을 공급했을 때 포화점에 도달하였다. 앞으로 광합성 모델식을 활용하여 과채류 온실 재배 시 광합성을 높일 수 있는 탄산시비 농도를 추정할 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구는 생육초기 저온 저일조 조건이 토마토의 수량 및 품질에 미치는 영향을 구명하기 위해서 수행되었다. 비가림 하우스에서 정식 후 17일에 측창 개폐와 차광막을 이용하여 26일간 저온, 저온차광 처리하였다. 처리기간 동안의 토마토 GDD를 산출한 결과 저온 처리로 인해 GDD가 5.5% 감소하였다. 차광 처리에 의한 평균 일사량을 분석한 결과 대조구 대비 차광처리가 25.3% 수준이었으며, 일 최고광량의 평균을 분석한 결과 대조구, 차광처리가 각각 634, 156W·m -2였다. 처리 결과 저온차광에 의하여 엽수, 엽면적, 생체중, 건물중, SPAD를 분석한 결과 차광에 처리에 의하여 생육이 저하된 것을 볼 수 있었으며 초장은 웃자란 것을 확인할 수 있었다. 수량을 분석한 결과 첫 수확일은 정식 후 63일로 동일 하였으나 무처리구, 저온처리, 저온 강차광 순으로 각각 177, 99, 53g/plant 로 최대 3.3배까지 차이를 보였으며, 최종 수확일인 정식 후 87 일의 누적수량은 각각 1734, 1131, 854g/plant로 생육 초기 저온, 저온차광 처리에 의하여 수량이 각각 34.8, 50.7% 감소한 것을 확인할 수 있었다. 처리와 수확기에 따른 토마토의 품질을 조사한 결과 당도와 산도는 처리 및 수확기에 따른 차이가 없었다. 처리에 따른 광합성 특성을 조사하기 위하여 이산화탄소반응 곡선을 작성하고 광합성 기구의 생화학적 모델을 활용하여 분석한 결과 최대 광합성 속도와 J, TPU, Rd는 온도에 따른 차이를 보이지 않았으나 차광에 의하여 감소된 것을 확인할 수 있으며, Vcmax의 경우 저온과 차광에 따라서 값이 감 소되는 것을 확인할 수 있었다. 이로 보아 정식 후 생육초기 저 온 저일조는 토마토의 초기생육과 광합성능력을 감소시키며, 생육이 진행되면서 생육에 대한 차이가 없어지거나 줄어들고 품질 변화도 나타나지 않았지만 누적 수량이 감소하기에 이를 방지하기 위해서는 생육초기 저온 및 저온저일조 등 이상기상 발생시 보온 및 보광이 필요하다.

토마토반점위조바이러스 (TSWV)는 고추, 토마토 등 경제적으로 중요한 작물에 심각한 피해를 주는 바이러스들 중 한 종이다. TSWV의 넓은 기주범위, 매개충인 총채벌레 방제의 어려움 및 TSWV의 효과적인 치료제가 없기 때문에, 저항성 품종을 사용하는 것이 TSWV를 예방하는 가장 효과적인 수단이 될 수 있다. 본 연구에서는 토마토에서 분리된 TSWV 분리주 (SW-TO2)의 유전학적·생물학적 특성을 구명하고, 최근에 국내에서 분리된 구기자, 머위, 당귀 TSWV 분리주와 비교하였다. 순수분리된 SW-TO2는 28 종의 지표식물 중 토마토를 포함한 17종에서 원형반점, 모자이크 증상 등 전신감염 증상을 보였다. SW-TO2의 유전자 계통분석 결과 국내에서 분리된 고추, 구기자 TSWV 분 리주와 98~99%의 상동성을 보이며 같은 그룹에 속하였다. TSWV 저항성 평가를 위한 생물검정법을 확립하고, 시판되고 있는 고추와 토마토 품종을 대상으로 4종의 TSWV 분리주에 대한 저항성 평가를 검정하였다. TSWV 저항성 평가는 첫째, 접종엽에 괴사반점 증상이 나타나거나 병징이 없는 경우, 둘째, 상엽에 병징이 없는 경우, 셋째, 상엽을 RT-PCR 진단한 결과 음성이 나왔을 경우 등 3가지 조건이 다 충족될 때 저항성으로 평가하였다.

This study was designed to evaluate the effect of administering dietary tomato powder (TP; 1, 5, and 10%) to mice with high-fat diet (HFD)-induced obesity for 12 weeks. The TP used in this study was prepared using unmarketable tomatoes. Male C57BL/6J mice (n=60) were randomly divided into five groups, namely, CON, mice fed a basal diet (10% fat); HFD, mice fed HFD (60% fat); HFD+TP1, mice fed HFD (60% fat) supplemented with 1% TP; HFD+TP5, mice fed HFD (60% fat) supplemented with 5% TP; HFD+TP10, mice fed HFD (60% fat) supplemented with 10% TP. The HFD+TP10 group showed lower final body weight (34.23 g) than the HFD group (39.41 g), along with decreased epididymal fat weight (p<0.05). In addition, the HFD+TP10 group showed significantly lower serum cholesterol and triglyceride contents (136.32 and 33.20 mg/dL, respectively) that the HFD group (175.68 and 59.52 mg/dL, respectively). Increased serum leptin and insulin levels (66.36 and 1.80 ng/mL, respectively) in mice with HFD-induced obesity could be rescued in mice fed HFD supplemented with 10% TP (35.94 and 1.23 ng/mL, respectively). Additionally, the epididymal fat content and hepatic steatosis area showed a dose-dependent decrease with increase in dietary TP supplementation. The anti-obesity effect of 10% TP was linked to reduced serum trimethylamine-N-oxide levels. These results suggested that 10% TP was effective at inhibiting the accumulation of fat in the serum and tissue, and ameliorating lipid metabolism disorders observed in HFD-fed mice. In addition, such utilization of unmarketable tomato to inhibit obesity-associated pathologies is expected to add value and increase profits in the functional food industry.

본 연구는 대목 종류에 따라 나타나는 방울토마토 수량 차이를 생장상의 변화와 광합성 효율을 통해 비교분석하고자 수행하였다. 접수 ‘노나리’와 대목 4종류(‘파워가드’, ‘T1’, ‘L1’, ‘B.blocking’)을 사용하여 접목한 4개의 처리구와 ‘노나리’를 접목하지 않은 1개의 처리구로 실험에 사용하였다. 방울토마토 생육후기인 5월의 주 당 평균 총 수확량을 조사한 결과 대목 ‘B.blocking’을 사용한 처리구는 417.5g으로 가장 높은 수확량을 보였고 대목을 사용하지 않은 처리구가 354.2g으로 가장 낮은 수확량을 보였다. 정식 252일 후의 개화위치를 조사 한 결과 대목 ‘B.blocking’을 사용한 처리구는 14cm 내지 17cm의 개화위치를 보인 반면 대목을 사용하지 않은 처리구는 10cm 내지 14cm의 개화위치를 보였다. 정식 266일 후 생 장강도를 조사한 결과 대목 ‘T1’, ‘L1’, ‘B.blocking’을 사용한 처리구는 10mm대의 생장강도를 보인 반면 대목을 사용하지 않은 처리구의 생장강도는 8.43mm로 낮은 값을 보였다. 대목을 사용한 처리구는 생육후기까지 생장의 균형을 맞춰 높은 수확량을 보인 반면 대목을 사용하지 않은 처리구는 세력이 저하되어 수확량이 감소한 것으로 판단된다. 엽록소 형광 변수는 대목을 사용한 처리구가 대목을 사용하지 않은 처리구 보다 높았다. 이상으로 방울토마토 접목묘를 사용하는 것이 생육후기까지 생장의 균형을 유지하고 광합성 효율이 높아 수량이 높은 것으로 판단된다.

본 실험은 암면과 코이어 배지의 이용에 따른 토마토의 생육, 생산성 및 품질 비교 및 재사용암면 이용가능성을 알아보기 위해 경북 안동시에 위치한 안동대학교 생명과학대학 자동 제어온실에서 진행되었다. 실험결과 토마토의 엽수, 초장, 엽 면적은 처리간 차이가 없었으며 줄기직경은 암면배지에서 약간 높은 경향을 보였지만 재사용암면 및 코이어배지간의 차이는 없었다. 과실생산성은 기상 조건에 따라 상이한 반응을 보 였지만, 암면, 재사용암면 및 코이어배지간의 큰 차이를 보이지 않았다. 또한 과실의 품질은 배지 내 EC의 농도에 따른 차이를 보였다. 따라서, 수경재배에서 토마토의 생육 및 과실품 질은 배지의 종류에 대한 차이가 없었으며 환경 및 급액관리 에 따른 영향이 컸다. 본 실험을 통해 토마토 수경재배에서 생육단계별 적정 수분관리기술이 적용된다면 암면의 재사용에 따른 경제성 향상에 기여될 수 있을것으로 판단된다.

본 연구에서는 토마토 유전자원 49점을 대상으로 엽록소형 광 측정 프로토콜인 Quenching act 2를 이용하여 염류 스트레스 수준을 구분할 수 있는 엽록소형광 매개변수를 선발하기 위해 수행되었다. 염류 스트레스 평가는 3엽기 유묘 단계의 토마토 유전자원 49점을 대상으로, 1일 1회 NaCl 400mM로 저면관수를 처리하였다. 염류 스트레스 처리 4일차에 토마토 유묘의 지상부 생체중, 엽록소 및 프롤린 함량 분석을 실시하였 다. 토마토 유전자원 49점의 지상부 생체중 및 엽록소 함량은 대부분 감소하였으며, 프롤린 함량 증가율은 유전자원 별로 유사하였다. 대표적인 12개의 엽록소형광 매개변수는 염류 스트레스에 노출되는 기간이 길어질수록 증감하는 경향을 보였으며, 염류 스트레스에 노출될수록 Y(NO)는 증가하였다. 본 연구결과에서 유전자원 49점의 광계Ⅱ의 비조절 에너지 소산의 양자 수율[Y(NO)]은 염류 스트레스 하에 차이를 보였으 며, 염류 스트레스에 저항성을 지닌 염류 저항성 유전자원과 염류 스트레스에 감수성 유전자원 간의 차이를 확인할 수 있는 엽록소형광 매개변수로 판단되며, 토마토 유전자원에 대해 염류 스트레스 수준을 평가할 수 있는 보완적인 도구로 활용 가능하다고 판단된다.

최근 기후변화 및 국제교역량, 여행객, 외국 이주민 등의 증가로 국내 농작물에 큰 피해를 입힐 수 있는 고위험 식물 병의 국내 유입이 꾸준히 증가하고 있고 이에 따라, 검역기관 종사자들의 업무량도 늘어나고 있다. 특히 ‘Candidatus Liberibacter solanacearum’가 원인병원균인 감자 제브라칩병의 경우, 발생하게 되면 감자를 초토화시켜 막대한 피해를 야기한다. ‘Ca. L. solanacearum’의 감자와 토마토 등의 가지과(Solanaceae) 작물과 당근을 포함하는 산형과(Umbelliferae) 작물이 기주가 될 수 있다. 이에 본 연구에서는 아직까지 국내에 유입되지 않은 감자 제브라칩병과 매개충인 토마토 감자 나무이(tomato potato psyllid; TPP; Bactericera cockerelli Sulc.)에 대한 예찰 조사를 수행하였다. 예찰 조사를 위해 전국을 7개 권역(경기-강원, 충청, 전북, 전남, 경북, 경남 및 제주)으로 나누고, 각 권역에 속하는 3개 지역 중심으로 수행하였는데, 경기-강원 권역은 인천, 화성, 춘천 및 홍천, 충청 권역은 공주, 세종 및 청주, 전북 권역은 익산, 완주 및 정읍, 전남 권역은 보성, 고흥 및 순천, 경북 권역은 상주, 김천 및 안동, 경남 권역은 거창, 함양 및 진주, 제주 권역은 구좌 및 성산 지역이 해당되며, 지역당 3개 지점을 두고 조사하였다. 매개충 TPP 조사를 위해 끈끈이 트랩을 이용한 조사를 병행하였다. 예찰 조사는 2018년 9월부터 10월까지 2주 간격으로 실시하였다. 2018년 예찰 조사결과, 감자 제브라칩병과 매개충인 TPP는 국내에는 확인되지 않았다. 이 연구는 식물병을 조기에 탐지하기 위해 구축된 전국적인 모니터링 네트워크를 통해 수행할 수 있었고, 국외 외래유입병들의 예찰 조사를 위한 지역 거점을 확보하는데 기여하였다고 평가된다.

접목은 대목의 특성을 이용하여 환경에 대한 적응성 확대하고 생산성을 향상시키는 수단으로 이용 할수 있는 기술이다. 따라서 토마토 장기 수경재배에 적합한 대목을 탐색하고 수경재배에서 접목묘 이용 효과를 검증하고자 이 연구를 수행하였다. 수경재배에 적합한 대목을 탐색하기 위하여 8개 대목 품종과 3개 재배품종의 생육과 양액흡수량을 조사하였다. 접목 효과를 검증하기 위하여 재배 품종 ‘대프니스’, ‘수퍼도태랑’, ‘미니찰’을 실생묘와 ‘비브로킹’, ‘맥시포트’ 대목에 각각 접목한 접목묘의 생육과 양액흡수 특성을 조사하였다. 수경재배 대목 적응성 탐색 결과 토마토 품종별 엽 발생 속도가 다르고 엽면적의 차이도 컸다. 재배품종에 비하여 ‘맥시포트’와 ‘버팀목’이 양액흡수는 많았고, ‘닥터큐’, ‘올라운드’, ‘비브로킹’, ‘파이팅’은 흡수력이 떨어졌다. 재배품종을 ‘비브로킹’, ‘맥시포트’ 대목에 각각 접목하여 실생묘와 양액 흡수력을 비교하였을 때 ‘비브로킹’ 접목묘는 실생에 비하여 흡수가 적었던 반면에 ‘맥시포트’ 대목 접목묘는 흡수가 더 많았다. ‘맥시포트’ 대목 접목묘의 초장, 경경, 엽수는 실생묘와 차이가 없었다. 그러나 엽면적, 지상부 및 지하부 생체중, 뿌리의 부피는 접목묘가 훨씬 많았다. 품종별로는 ‘대프니스’와 ‘미니찰’은 접목에 의한 지상부 및 지하부의 생장량 증가하였으며 ‘수퍼도태랑’은 상대적으로 접목 효과가 적은 것으로 나타나 품종에 따른 접목 효과가 다른 것으로 나타났다.

고품질의 공정묘를 생산하기 위해 접목 및 활착 이후 순화는 출하 전의 묘소질을 감소시키지 않는 중요한 육묘단계이다. 적절한 순화 조건은 2차 육묘시기 전 묘소질을 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 묘의 생육촉진에 효과적이다. 따라서 본 연구는 공정묘의 순화시 적절한 차광조건을 확인하기 위해 수행되었다. 실험 작물은 토마토와 고추를 이용하였으며, 두 작물 모두 활착이 끝난 뒤 벤로형 유리온실에 있는 베드에 터널을 설치하여 차광 처리를 하였다. 차광률은 35%, 55%, 75% 그리고 95%로 진행했고, 차광기간을 1주와 2주로 진행하였으며, 무처리를 대조구로 하였다. 토마토 접목묘의 경우 차광기간 1주, 차광률 55%에서 초장, 경경, 지하부의 건물중, 엽면적이 유의성 있게 우수하였다. 고추 접목묘는 초장, 경경, 엽면적은 차광기간 2주, 차광률 35%에서 가장 높았으나 묘소질을 판단하는 지표인 지하부의 건물중, 충실도, T/R율은 차광기간 1주, 차광률 55%에 비해 낮게 나타났다. 따라서 묘소질을 고려하였을 때, 토마토와 고추 접목묘의 순화시 차광기간 1주, 차광률 55% 처리를 하는 것이 묘소질이 우수한 묘를 생산하는데 적합한 것으로 판단된다.

시설토마토에서 사전에 해충밀도를 예찰 하지 않고 작물 정식과 동시에 적용한, 기생성/포식성 천적과 그들의 먹이원/서식처가 결합되어 있는, ‘Natural Enemy in First (NEF)’ 기술의 총채벌레와 진딧물 방제효과를 확인하였다. 처리 후 12주차에 NEF 처리구에서 총채벌레 밀도억제 효과는 천적처리구 및 관행방제구에 비해 각각 32%와 82% 더 높았다. 처리 후 진딧물의 밀도는 모든 처리구에서 낮게 유지되어 처리구간 유의성 있는 차이를 확인할 수 없었다.

‘파워가드’는 ‘6TS72S’ב07-9-47’ 교배조합에서 계통 분리 하여 선발하였다. 2007년 풋마름병 저항성 대목 품종인 ‘B 바리아(다끼이)’와 ‘B블로킹(다끼이)’ 간 교배를 실시하여 F1 조합을 작성하였고, 여기에 시듦병 저항성 유전자를 집적하기 위해 저항성 자원인 ‘07-9-47’과 다시 교배하였다. 매년 2세대씩 풋마름병 인공 접종을 실시하여 저항성 개체를 선발하였으며, 시듦병 저항성은 분자표지를 이용하여 확인하였다. 후대검 정으로 우수계통을 선발하고 2009년과 2010년 1년 2세대 진전으로 형질을 고정하였다. 2011년 풋마름병과 시듦병 등에 저항성을 보이며 균일성과 안정성이 확보된 F6세대의 고정계통을 최종적으로 육성하였고 이를 ‘파워가드’라고 명명하였다. ‘파워가드’는 풋마름병 뿐만 아니라 시듦병(I3), 고구마 뿌리혹 선충(Rex), 토마토 모자이크 바이러스(ToMV), 줄기 마름병 (Asc1), TYLCV(Ty3)에 복합내병성을 가지고 있다. ‘파워가드’의 생장형은 무한형이며 과형은 원형이며 평균과중 40 g 정도, 당도는 4.2 oBrix 정도이다.

담배가루이 방제는 대부분 화학적 방제에 의존하므로 약제저항성 증가가 야기되므로, 트랩식물을 이용한 대체 방제법 개발을 위해 허브식물들에 대한 담배가루이의 기주 선호성을 조사하였다. 완주군에 있는 국립원예특작과 학원 내 토마토온실에서 실험을 진행하였으며, 허브 식물로 레몬밤, 초코민트, 로즈제라늄, 애플제라늄을 지면으로부터 50 cm와 작물 상단부의 30 cm 위치에 각각 설치하여 담배가루이 밀도를 조사하였다. 허브식물의 설치 위치별 담배가루이 밀도를 각각 조사한 결과 레몬밤이 설치된 곳에서 높았으며 로즈제라늄과 애플제라늄은 오히려 기피하는 것으로 나타났다. 이 결과는 유인제, 기피제 및 트랩 식물을 포함한 허브 식물을 사용하는 담배가루이의 대체 방제법 개발에 도움이 될 것으로 기대된다.