In order to investigate the genotypic variations of Zn accumulation in rice plant, thirty-five rice cultivars of different cultivar groups (temperate japonica, tropical japonica, tongil, and indica) were irrigated with irrigation water containing 2 ppm Zn throughout all growth season in a field experiments in 2007. At harvest, thirty-five rice cultivars showed large difference in Zn concentrations in root, shoot, straw, grain, chaff, brown rice, rice bran, and polished rice. Zn concentrations in polished rice ranged from 5.15 to 21.24 mg/kg. The total Zn accumulation in shoot varied from 12.18 to 54.84 mg/m2. Two japonica rice cultivar groups (temperate japonica, and tropical japonica) presented the higher Zn concentration in shoot compared to indica and Tongil cultivar groups. The large genotypic variation suggested the possibility of breeding low Zn accumulating rice varieties.

In order to investigate the genotypic differences in Pb accumulation of rice, thirty-five rice cultivars were irrigated by irrigation water containing 10 ppm Pb throughout all growth season under field condition. At harvest, thirty-five rice cultivars showed significant difference in Pb concentrations in straw, grain, chaff, brown rice, rice bran, and polished rice, but not in root. Pb concentration in polished rice ranged from 0.02 to 0.22 mg/kg. The total Pb accumulation in shoot varied from 0.77 to 2.74 mg/m2. There were no significant difference of Pb concentration in all of rice parts among four rice cultivar groups. Indica and tongil cultivar groups presented the higher Pb accumulation in shoot. The large genotypic variation suggested the possibility of breeding low Pb accumulating rice cultivar.

In the present experiment, thirty-five rice cultivars were irrigated by irrigation water containing 2 ppm Ni throughout all growth season in order to investigate the genotypic differences in Ni accumulation of rice. At harvest, thirty-five rice cultivars showed large difference in Ni concentrations in shoot, straw, grain, chaff, brown rice, rice bran, and polished rice, but not in root. Ni concentraions in polished rice ranged from 0.43 to 2.28 mg/kg. The total Ni accumulation of shoot varied from 0.63 to 2.93 mg/m2. Indica cultivar groups presented the highest Ni concentration of polished rice, but no significant difference from the other cultivar group. At the same time, indica cultivar group significantly accumulated more Ni by shoot compared to the other cultivar groups. The large genotypic variation suggested the possibility to breed low Ni accumulating rice cultivar.

In order to investigate the genotypic differences in Cu accumulation of rice, 35 rice cultivars of different cultivar groups (temperate japonica, tropical japonica, tongil, and indica) were cultivated in a field condition that rice was irrigated by irrigation water containing 2 ppm Cu throughout all growing season in 2007. Thirty-five rice cultivars showed large differences in Cu concentrations in all rice parts, including root, shoot, straw, grain, chaff, brown rice, rice bran, and polished rice. Cu concentrations in polished rice ranged from 0.78 to 2.84 mg/kg. The total Cu accumulation of shoot varied from 1.31 to 4.54 mg/m2. Indica and tongil cultivar groups presented the higher Cu concentration and accumulation comparing the two japonica rice cultivar groups (temperate japonica and tropical japonica). The large genotypic variation suggested the possibility of breeding low Cu accumulating rice cultivar.

Cd contamination in irrigation water can imperil human health through food chain. In order to investigate the genotypic differences in Cd accumulation of rice, thirty-five rice cultivars of different cultivar groups (temperate japonica, tropical japonica, tongil, and indica) were grown with irrigation water containing 2 ppm Cd throughout all growing season under the field condition in 2007. At harvest, highly significant differences in Cd concentration in different rice parts (root, shoot, straw, grain, chaff, brown rice, rice bran, and polished rice) was found among rice varieties and rice cultivar groups. Cd concentration of polished rice ranged from 0.26 to 1.85 mg/kg. The total Cd accumulation of shoot varied from 0.69 to 7.87 mg/m2. Indica cultivar group showed significantly higher Cd concentration and accumulation compared to the other rice cultivar groups. On the other hand, the distribution ratio in polished rice was the highest in Tongil cultivar group. The large genotypic variation suggested the possibility of breeding low Cd accumulating rice variety.

This study was performed to examine the accumulated concentrations (conc.) of cadmium (Cd) in the organs of Arabidopsis thaliana grown in the soil with different conc. of Cd. The official standard conc. of Cd of pollutant exhaust notified by the Korean ministry of environment (0.1 mg/L) and ten times higher (1 mg/L) and fifty times higher (5 mg/L) conc. and no Cd in the soil as control were used for this investigation. The results showed that accumulated conc. of Cd in the stems of plant grown in the soil with different conc. (0.1, 1 and 5 mg/L) were increased 9%, 24% and 286% respectively, compared with normal plant stem. The accumulated conc. of Cd in the leafs of plant grown in the soil with official standard conc. and conc. ten times higher and conc. fifty times higher were increased 3%, 22% and 453%, respectively, compared with normal plant leaf. The accumulated conc. of Cd in the root of plant grown in the soil with 0.1 and 1 mg/L conc. of Cd were increased 6%, 19%, respectively, compared with normal plant root. However, it was observed about 84% of increased accumulation of the Cd in the root of plant, when highest (5 mg/L) conc. was used. The accumulated conc. of Cd in the different organs of Arabidopsis thaliana were increased according to increase of Cd conc. in the soil. When official standard conc. and ten times higher conc. of Cd were used, the accumulated conc. of Cd increased average 6%, 21%, respectively, compared with normal plant organ, and the accumulated conc. of Cd between leaf, stem and root were not significant. However, the accumulated conc. of Cd in the plant organs grown in the conc. fifty times higher were increased about 285%, compared with normal plant. In addition, the accumulated conc. of Cd in different organs of Arabidopsis thaliana exhibited wide differences between organs, that is, stem was increased 118% than root, leaf was increased 256%, 64% than root and stem, respectively. These results show that accumulated conc. of Cd in Arabidopsis thaliana with highest (5 mg/L) conc. of Cd in soil, were much higher in the leaf than the stem or root in proportion to the conc. of Cd contaminated within the soil.

Shoot induction system was developed in the recalcitrant plant species, Brassica rapa ssp. rapifera by using optimum selection of profit organ, phytohormone combination, seedling age and kind of culture container. Out of in vitro cultured leaf segment, petiole, hypocotyl, and cotyledon with petiole, only cotyledon with petiole derived from 4 day-old seedlings induced multiple shoot. The optimum combination of auxin and cytokinin for the multiple shoot induction was MS medium containing 5mg/L BA and 0.5mg/L NAA. The major factors for multiple shoot propagation were part of plant organ, age of seedling, and ratio of auxin and cytokinin. In addition, shoot regeneration was promoted in the 100ml Erlenmeyer flask compared with the 90mm×20mm Petri-dish. The induced shoots formed roots easy on MS medium containing 0.1mg/L IBA and the whole plants were successfully cultivated in soil.

The various plant organs of fennel (Foeniculum vulgare Mill.) were investigated to identify their volatile components using Dynamic Headspace (purge & trap). They showed slight differences concerning the volatile components both qualitatively and quantitatively. Results revealed that trans-anethole (12.65%) was the major compound in the leaf. The highest compound was α-pinene (28.78%), and trans-anethole (7.90%) was highly detected in the stem. The maximum values were 5.64, 4.59, 1.58, 1.51, and 1.04% for α-pinene, γ-terpinene, β-pinene, 1,8-cineol and fenchone, respectively in the flower. However, very little trans-anethole was detected (0.27%) in the flower. From these results, it was suggested that the major components were different depending on the plant organs. However it was demonstrated that the related plant organs like flower-fruit and leaf-stem contained the similar components.

본 연구는 생태적 생리적 특성이 다른 5가지 콩품종, 즉 조숙성의 예계7003, SS79168 및 만숙성의 동북7006, 백운콩, 장백콩을 공시하여 등숙기간중 체내성분의 변동 즉 식물체 각 기관 전 질소의 경시적 변동과 품종간 차이가 등숙중기 이후의 질소 고정활성의 급속한 감퇴와 어떤 관련성이 있는가를 구명하기 위하여 지상부 및 지하부 각 기관 전질소 농도를 경시적으로 조사함과 아울러 Acetylene 환원능(ARA) 등 조사를 실시하였다. 특히 공시품종중 예계 7003는 노화가 지연되는 특성(delayed leaf senescence, DLS)을 갖는 품종이다. 조사는 Fehr et al.(1977)의 콩생육단계의 구분에 따라서 협신장기(R4), 입비대기(R6), 성숙시기(R7) 등과 일부 품종은 착협시(R3) 및 R4.5, R6.5, R7.5와 같은 중간적 생육단계에도 보족적인 조사를 실시하였는데, 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 각기관 질소량과 p-ARA간에는 정의 상관관계가 인정되어 질소고정활성이 높을수록 질소량은 많았다. 2. 각기관 질소농도와 s-ARA간의 상관은 R4에서 정, R6에서 부의 상관을 보였다. 3. s-ARA와 숙주의 Age나 질소 이외의 영양조건 등 영향을 미치는 요인이 많아서, R4에서는 고질소농도가 엽신의 광합성 activity를 높여서 s-ARA에 촉진적으로 작용하였고, R6에서는 엽신의 광합성 activity가 저하하고 질소화합물의 분해가 진행되고 있기 때문에 부의 관계가 인정된 것이라고 판단되었다.

본 연구는 생태적 생리적 특성이 다른 5 콩 품종, 즉 조숙성의 예계7003. SS 79168 및 만숙성의 동북 7006. 백운콩, 장백콩을 공시하여 일본국 농업생물자원연구소 질소고정연구실 망실에서 진행하였으며, 등숙기간 중 체내성분의 영양생리학적인 관점에서 질소고정활성과의 관련성을 해명하기 위하여 Acetylene 환원능(ARA) 등 각종 조사를 실시하였다. 특히 공시품종 중 예계 7003는 노화가 지연되는 특성(delayed leaf senescence, DLS)을 갖는 품종이 다. 조사는 Fehr et al. (1977)의 콩 생육단계의 구분에 따라서 협신장기( R4 ), 입비대기( R6), 성숙시기( R7) 등과 일부품종은 착협시( R3 ) 및 R4.5, R6.5, R7.5와 같은 중간적 생육단계에도 보족적인 조사를 실시하였는데, 얻어진 결과 중 질소고정활성의 경시적 변동과 각 기관 건물중과의 관계를 우선 보고하며 이를 요약하면 다음과 같다. 1. 콩의 질소고정활성을 Acetylene 환원법으로 측정한 결과 pot당 Acetylene 환원능(p-ARA)은 공시품종 모두 R6에서 최고에 달한 후 급속히 저하하였다. 근류중당 Acetylene 환원능(s-ARA)은 조숙성 품종에서는 R4 ~ R4.5에서 최고에 달한 후 감소하는 경향을 보인 반면 만숙성 품종에서는 R6까지 상승하고 기후 급속히 감소하였다. 근류중 및 숙주 각 기관의 건물중은 생육 각 단계 모두 숙기가 늦은 품종에서 커서 p-ARA도 만숙성 품종에서 높았다. 2. p-ARA와 각 기관 건물중은 모두 높은 정의 상관을 나타내었으나, 표준신회귀계수에 의한 상대적 기여도에서 보면 엽 > 근류 > 자실의 순으로 정의 효과를 나타내고, 협곡, 근, 경은 부의 효과를 나타내었다. 3. 성숙시기에 있어서 지상부 총중 및 종실중은 조숙종에서 그 Biomass가 작았으나 수확지수와 근류/지상부 총중비는 조숙종이 만숙종에 비하여 높고, 특히 DLS인 예계 7003는 타 공시품종보다 높았다.수와 근류/지상부 총중비는 조숙종이 만숙종에 비하여 높고, 특히 DLS인 예계 7003는 타 공시품종보다 높았다.

I. 강원도 춘천지방에서 주로 재배되는 수도 품종 20개를 공시재배하여 출수기에 신장절위(간선단으로부터 4 개절위)경엽에 대한 형태조사를 한 바 그 결과는 다음과 같다. 1. 공시한 20 개품종의 평균엽면적은 제 1 엽 18.61 cm2 , 제 2 엽 21.84 cm2 , 제 3 엽 21.52 cm2 , 제 4 엽 18.56 cm2 로서 제 2 엽과 제 3 엽이 크고 제 1 엽과 제 4 엽이 작았으며 엽신중은 제 1 엽 97.0 mg, 제 2 엽 118.1 mg, 제 3 엽 115.4mg, 제 4 엽 95.3 mg로서 엽위별의 비중은 전기 엽면적의 경우와 같았고 엽초중(절당)은 제 1 엽초 176.3 mg, 제 2 엽초 163.7 mg, 제 3 엽초 163.4 mg, 제 4 엽초 123.9 mg 로서 절위가 상승함에 따라 현저히 컸다. 또한 엽중(엽신+엽초)은 절위당 제 1 엽 273.3 mg, 제 2 엽 281.8 mg, 제 3 엽 278.8 mg, 제 3 엽 219.1 mg로서 엽위별의 제2 및 제3엽이 컸고 제1엽과 제4엽이 적었으며 고간중(엽신+엽초+간)은 제1절위 374.4 mg, 제2절위 418.2 mg, 제3절위 446.1mg 및 제4절위 362.1 mg로서 역시 중간절위가 크고 상위와 하위에서 적었다. 2. 신장 절위 경엽의 품종간 변이계수를 산출하여 본즉 엽면적에 있어서 12.75%, 엽신중 15.29%, 엽초중 15.90%, 절간중 11.42%, 엽중(엽신중+엽초중) 15.45% 그리고 엽중 13.24%였으며 각절위에 있어서 엽면적, 엽신, 엽초, 간중등의 품종간 변이계수는 간중을 제외하고는 모두 제2 및 제3절위에 있어서 작았고 제3 및 제4절위에서 컸으며 절간중에 있어서는 제3 및 제4절위의 변이계수가 작았다. 그리고 각 절위간 경엽의 변이계수는 엽면적 8.90%로서 가장 적고 엽신중 11.24%로서 적은 편이었으며 간중은 20.02%로서 가장 컸다. 3. 수도의 엽간중에 대하여 엽신 엽초 및 절간이 각각의 고유하는 중량의 비율은 29.2%로서 가장 높고 간중 34.2%, 엽신중 26.6%로서 낮으며 각 절위에 있어서도 각 부분이 점유하는 비율은 대체로 같은 경향이지만 엽신중의 비중은 제2엽에서 크고 엽초중은 상위절에 갈수록 간중은 반대로 하위절일수록 비중이 높았다. 4. 4개절위를 합한 엽신/간비는 77.7%, 엽초/간비 114.5%, 엽신/엽초비 67.9% 및 엽신/간+엽초비 36.2%이며 상위벌에서 엽신/간비 및 엽초/간비는 높고 엽신/엽초비는 하위절에서 높았다. 5. 수도의 신장 절위 경엽과 수량과의 관계는 전체엽면적의 4개엽과 정조수량과의 상관관계(r)는 0.666이었고 제1엽 및 제2엽은 0.659 및 0.609로서 각각 고도의 정(+)의 상관을 보였으며 제3엽과 제4엽은 0.464, 0.523으로서 유의상관을 인정하였으며 전체엽신중과 정조수량간에는 0.678, 제1엽 0.691, 제2엽 0.654, 제3엽 0.570으로서 각각 고도의 정(+)의 상관을 보였고 제4엽에 있어서는 0.544로서 유의상관을 보였으며 엽중(엽신중+엽초중)과 수량과의 상관은 엽면적의 경우와 동일한 경향을 보였고 엽간중과 수량과의 상관은 총고간중 및 제1절위고간중에서만 고도의 정(+)상관을 보였고 그 밑에 절위에서는 유의상관을 보였다. 한편 전체엽초중과 정조수량간에 있어서는 0.572, 제1엽초 0.623으로서 각각 고도의 정(+)상관을 보였고 제2, 제3 및 제4엽초에 있어서는 각각 0.486, 0.513 및 0.450 으로서 유의상관을 보였고 간중과 정조수량과의 상관은 모두 0.377 이하로서 낮은 상관을 보였다. 6. 수량계급에 따르는 품종들의 신장 절위 경엽의 평균치로 본 엽신중, 엽면적 1 cm2 당 엽신중, 엽초중, 간중, 엽중은 모두 다수품종에서 컸으며 중수>소수품종의 순위로 낮았고 각 절위별에 있어서도 대체로 같은 경향을 보였으며 그들에 있어서의 절위간변이는 엽면적, 엽신중, 엽초중, 간중 모두 다수품종에서는 현저히 적고 중수 및 소수품종에서 컸다. 7. 수량계급에 따르는 품종들의 식물체지상부 구성비율 즉, 엽신, 엽초, 엽간이 각각 점유하는 비율은 다수품종에 있어서 엽신 27.6% 엽초 39.5%, 간 32.9%인데 비하여 소수품종은 엽신 25.5%, 엽초 38.1%, 간 36.4%이고 중수품종은 그들 중간적 값을 보였다. 8. 수량계급에 따르는 품종들의 엽신/간비, 엽초/간비는 다수품종은 높고 소수품종은 낮았으며 중수품종은 그들 중간을 보였다. II. 수도품종 신 2 호, 시로가네 및 진흥의 3개를 공시하여 10a당 실소를 8kg, 12kg 및 16kg의 3개수준으로 시용하여 신장 절위 경엽의 형태변이를 조사하는 한편 잎의 실소함량을 분석하여 그들과 수량과의 관계를 살펴 본 결과는 다음과 같다. 1. 신장 절위 경엽의 시용량에 따르는 3개 품종의 평균형태변이치는 총엽면적(선단으로부터 4개엽 총합)은 실소 8kg구에 비하여 2배비에서 16.5%의 증대를 보였으며, 총엽신중에 있어서도 거의 같은 비율의 증대를 각각 보였고, 총엽초중에 있어서는 2개비구 7.8%, 1.5 개비구 4.9%의 증대를 보였고, 각엽위별에 있어서도 전자와 비슷한 경향을 보였다. 한편 간중은 반대로 2개비구 11.2%, 1.5개비구 1.5%씩 각각 감소되었으며, 그 정도는 특히 하위절위에서 현저하였다. 2. 각 품종의 신장 절위 경엽이 시비량에 따르는 변이계수는 총엽면적에 있어서는 제002 15.40%, 시로가네 12.87% 및 진흥 10.99%였고, 각 절위별로 엽신의 변이가 큰 것은 신 002는 제4엽, 시로가네는 제2엽, 진흥은 제1엽으로서 품종간에 차이가 있었다. 총엽신중의 변이계수는 총엽면적의 경우와 같은 경향을 보였고, 총간중의 변이계수는 제002 7.72%, 시로가네 12.11% 및 진흥 0,94% 이였으며 각 절위별 변이의 정도도 품종에 따라 다르다. 3. 신장 절위 경엽의 시비량에 따르는 절위간 변이는 엽면적, 엽신중, 간중 모두 N8kg인 소비조건에서 변이가 크고 N16kg인 다비조건에서 적어졌으며 N12kg구는 이들 중간이고, 엽초중에 있어서는 다비조건에서 변이가 컸다. 4. 엽초중을 구성하는 엽신 엽초 및 절간이 각각 점유하는 비율은 시비량에 따라 다르며, 시비량의 증가에 따라 엽신중의 비율은 현저히 높아지고, 엽초중의 비율은 반대로 낮아진다. 5. 시비량에 따르는 공시품종의 신장 절위 경엽의 상호관계를 보면 엽신/간비는 소비구에서 낮고, 엽신/엽초비는 시비량의 증가에 따라 낮아지며, 엽초/간비는 높아지고 엽신/간십엽초중비율은 낮아졌다. 6. 시비량의 증가에 따라 공시품종 모두 신장절위의 엽면적, 엽신중, 엽초중은 증대되었다. 그에 따라 수량도 증가하는 경향을 보이고, 간중은 시비량 증가에 따라 감소되고 수량은 반대로 증대되는 경향을 보이는데 그 정도는 품종에 따라 차이가 있다. 7. 출수기 및 성숙기에 있어서의 잎의 실소함량은 시비량에 따라 다르며, 공시품종 평균실소함량은 출수기에 있어서 N8kg 시비구 2.74%, N12kg 시비구 2.49는 각구 0.80%, 0.92% 및 1.03%로서 증비에 의하여 실소함량이 현저히 증가되고 있으며, 엽위별에 있어서는 상위엽일수록 높았다. 8. 잎의 실소 함량은 품종간에 차이가 있는데, 동일품종내에서는 출수기와 성숙기에 있어서 그 함량이 높을수록 수량이 증대되였다.