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한국작물학회지 KCI 등재 Korean Journal of Crop Science

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제55권 4호 (2010년 12월) 14

1.
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이 등(2009b)의 보고에서는 등숙기 기온과 일사량이 종실중 및 종실질소함량에 미치는 영향과 이들 관계를 분석하였고, 이 등(2009a)의 보고에서는 등숙기 생육형질이 종실중 및 종실질소함량에 미치는 영향과 이들 관계를 분석하였다. 본 연구는 종실중 및 종실질소함량과 등숙기 기상(온도, 일사량) 및 등숙기 생육형질과의 관계를 이용하여 등숙기간 중 종실중 및 종실질소함량의 형성과정을 추정하는 모형을 구축하고자 하였다. 1. 출수후 등숙 진전에 따른 유효적산온도(AET, 임계온도 7℃ )와 적산일사량(AR)의 상승적에 따른 종실중과 종실질소함량의 변화를 나타내었을 때 통일한 AET × AR에서도 종실 종 및 종실질소함량의 상당한 변이가 존재하였다. 2. Logistic 함수를 이용하여 AET × AR에 따른 종실중과 종실질소함량의 최대경계선을 추정하였으며, 이를 각각 최대 종실중(GWmax)과 최대 종실질소함량(GNmax) 추정식으로 이용하였다. 3. 등숙기 생육형질 종 엽면적지수, 지상부 총건물중, 영화수 및 지상부 총질소함량이 등숙기간 중 종실중과 종실질소함량의 변이에 관여하였으며, 이들 등숙기 생육형질과 GWmax 및 GNmax를 이용하여 다음과 같은 종실중과 종실질소함량 추정식을 설정하였다. GWE=6.557~cdotGWmax~cdotTDW0.5223~cdotGNO0.5582 GNE=150.20~cdotGNmax~cdotTNU0.5203~cdotGNO0.6205 4. 설정된 종실중 및 종실질소함량 추정 모델식을 이용하여 실제 종실중 및 종실질소함량을 추정하는 모형을 구축하였는데, 종실중 및 종실질소함량을 일부 과대 또는 과소 추정하였으나 대체적으로 실측값과 일치하는 경향이었으며, 등숙기 생육형질에 의하여 발생한 다양한 종실중 및 종실질소함량 변이를 비교적 잘 추정하였다.
2.
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고 고형분함량 감자 생산을 위한 수확시기를 예측하는 데 있어 에너지 소모량의 추정에 대한 연구결과는 다음과 같다. 1. 각 지역별로 포장의 파종시기부터 수확시기까지 최근 5년간(2005년~2009년) 평균기온, 강수량, 상대습도, 일조시간, 바람, 지중온도 등의 농업환경을 조사한 결과 파종기 저온피해와 괴경비대기 장마기간을 회피한다면 가공용 원료감자는 가공품 생산에 필요시마다 물량을 수급하기 때문에 만숙재배를 하지 않아 품종의존도가 낮아 수확시기의 환경에 대한 비중이 큰 것으로 판단되었다. 2. 파종시기부터 출현까지에는 지중온도에 영향을 많이 받아 지역별 편차가 심해 시뮬레이션에서는 출현시기를 기준으로 감자의 수확적기를 예측하는 것이 바람직하였다. 3 수확시기를 예측하기 위한 생장모형은 Tp=Tm~cdotWmTpWmTm를 사용하고, 생장량 Wm을 계상하는 기본 생장모형은 Wm=~intmtf(x)dt 를 사용하였다. 4. 기본 생장모형을 통해 Wm을 계상할 때는 광합성율(δA )과 식물체내 에너지 소모(δE ) 개념을 적용해야 보다 정밀한 수확시기를 예측할 수 있었으며, 식물체내 에너지 소모에 대한 정의는 기후변화에 대응하여 농업환경에 대처하는 식물체내 에너지 소모를 계상하는 것으로 최근 5년간(2005년~2009년) 수확시기에 따라 고형분함량을 측정한 결과 광합성율만 계상할 때 보다 에너지 소모개념을 적용한 것이 효과적이었다.
3.
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총체 담근먹이용 조사료로 이용되고 있는 맥종들의 출수 후 생육시기별 전체건물수량에 대한 식물체 각 부위별 기여도를 분석하여 생산성이 우수한 조사료용 맥류 품종개발에 필요한 기초자료를 제공코자 수행한 연구결과는 다음과 같다. 1. 출수 후 생육시기별 건물생산에 대한 부위별 건물중의 기여도 변화 유형은 맥종에 따라 부위별 기여기간 정도의 차이는 있으나 보리는 귀리와 밀은 호밀 및 트리 티케일과 각각 동일한 유형으로 분류할 수 있었다. 2. 보리와 귀리는 출수 후 20일 이후부터 전체 건물수량에 대한 부위별 기여도가 줄기에서 이삭으로 변화되는 반면 밀, 호밀, 트리티케일은 출수 후 30일 이후부터 이삭의 기여도가 줄기의 기여도 보다 큰 것으로 나타났다. 3. 전 맥종에서 줄기 건물중과 이삭 건물중이 출수 후 전 기간에 걸쳐 전체 건물수량에 있어서 주도적인 기여를 한 반면 잎 건물중의 기여도는 출수 후 10일 이후에는 미미한 수준에 머물러 있었고 줄기 건물중에 대한 기여도는 초장보다 수수의 영향이 큰 것으로 나타났다. 4. 생산성이 우수한 담근먹이용 품종을 개발하기 위해서는 각 맥종 공히 새육후기에 전체건물수량에 대한 이삭 건물중의 기여도가 높은 특성을 고려하면 이삭의 등숙이 빠르고 이삭무게가 무거운 수중형 품종이 수량성 및 이용성제고에 유리할 것으로 판단된다
4.
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본 연구는 홍삼의 가능성 식품개발을 위한 기초 자료로 활용하기 위하여 추출 시간에 따른 홍삼 부위별 ginsenoside의 함량 변화를 비교하였다. 동체, 지근 및 세근의 총 ginsenoside 최고 함량은 동제 21시간, 지근 18시간, 세근 12시간 추출하였을 때 각각 23.04, 65.68 295.92 mg/100 ml이었고, 추출시간이 증가할수록 ginsenoside의 총량은 감소하였다. Ginsenoside Rg1 과 Rb1 의 최고 함량은 동제 21시간, 지근 15시간, 세근 12시간 추출하였을 때 각각 5.76, 28.39, 117.83 mg/100 ml 이었고, Rb2 와 Re의 함량은 동체 21시간, 지근 18시간, 세근 9시간 추출하였을 때 각각 5.76, 28.39, 117.83 mg/100 ml이었다. 홍삼으로부터의 총 ginsenoside의 추출비율은 동체 21.3%, 지근 21.1%, 세근 67.1%이었다.
5.
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저항성원이 다른 7개이 근동질 저항성 계통과 감수성 품종인 Toyonishiki에서 X. oryzae pv. oryzae의 증식과 이동에 관한 시험을 실시하였다. 접종 10일 후, NIL의 접종부위 잎의 세균밀도는 약 105~106cfu/cm2 이었으나 감수성 품종인 Toyonishiki에서는 약 107cfu/cm2 로 높게 나타났다. 이와 같이 감수성 품종에서의 세균 수는 급속히 증가하였으나 NIL에서는 점차적으로 증식하였다. IRBB 103과 Toyonishiki는 접종 25일 후에 접종부위로부터 20cm 위쪽에서 세균이 검출되었으나 다른 NIL에서는 검출되지 않았다. 이와같이 Xa1, Xa4, xa5, Xa7 저항성 유전자는 세균의 이동을 크게 억제하였다.
6.
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이 연구는 칼라 디지털 카메라 영상 분석에 의한 유수분화기 벼 군락의 건물중 및 질소흡수량 추정 모델, 유수분화기 질소흡수량과 질소 수비량에 따른 유수분화기 이후 질소 흡수량 추정 모델, 유수분화기 질소 흡수량과 유수분화기 이후 질소 흡수량에 따른 수량 및 쌀 단백질함량 추정 모델을 구축하고 이를 종합하여 목표 수량 또는 단백질함량을 달성하기 위한 질소 수비량을 추천하는 원시 프로그램을 개발하여 현장 적용성 예비 검토를 실시하고자 한 것이다. 1. 군락피복도(CC)와 군락체적(CV)은 초장, 건물중 및 질소흡수량과 고도로 유의한정의 상관을 나타내었으며, R, G, B, NDI 및 명도 값은 이들과 유의한 부의 상관을 나타내었다. 한편 표준화된 색지표인 r은 잎 및 지상부 질소함량과 유의한 부의 상관을 나타내었으나 표준화 색지표 b와 g는 이들과 유의한 상관을 보이지 않았다. 2. 벼 군락의 디지털 카메라 영상분석을 이용한 벼 지상부 건물중 및 질소 흡수량을 추정하기 위한 비선형회귀 모델을 작성하였다. 지상부 건물중 추정 모텔에는 CC와 정규화된 R값(r, NorR)이 변수로 채택이 되었고, 질소흡수량 추정에는 CC와 정규화된 G값(g, NorG)이 채택되었으며, 이들 모델의 결정계수는 각각 0.81과 0.68이었다. 영성분석 색지표 이외에 초장을 모델에 도입하는 경우 모델의 결정계수는 더 높아졌다. 3. 유수분화기에 적정 질소 추비량을 처방하기 위해서는 유수분화기 식물체의 질소 영양 상태(질소 흡수량, PNup) 및 질소 시비량이 수량과 단백질함량에 미치는 영향을 정량화하여야 하는데, 이를 위하여 Npi와 PNup이 유수 분화기부터 성숙기까지의 지상부 질소흡수량에 미치는 영향 및 PNup과 PHNup이 벼 수량 및 쌀 단백질 함량에 미치는 영향을 검토하여 중회귀 모델을 작성하였으며 이 모델들은 결정계수가 모두 0.8이상으로 높았다. 4. 상기의 모델들을 종합하여 유수분화기 벼 군락 영상분석을 이용한 수비처방 원시 프로그램을 작성하여 예비 검증 실험을 하였다. 벼 수비 처방 프로그램에 의해 쌀단백질 함량 6.0%를 기준으로 처방된 수비질소 분시율이 19%~21%로 표준재배 분시율 30%에 비해 낮은 수준으로 처방되었으나 완전미 수량은 대등하였고, 단백질함량은 수비처방 목표단백질 함량 6%보다는 다소 낮은 5.7~5.8%였으며, 수량과 단백질함량의 변이 계수는 관행 수비 처방구에 비하여 프로그램 처방구에서 크게 낮아져서 프로그램 처방에 의하여 수량과 품질이 균질화되는 결과였다.
7.
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Safflower (Carthamus tinctorius L.) is a herb primarily distributed throughout in the world. We have used the inter-simple sequence repeats (ISSR) technique to investigate the phylogenetic relationships and genetic diversity of C. tinctorius. Of all germplasms, 88.7% were polymorphic among all germplasms. Mean genetic diversity within germplasms was very low (0.048). The Turkey germplasm had the highest expected diversity (0.082) and Australia germplasm was the lowest (0.020). These values indicate that most of the genetic diversity of safflower is found among germplasms and there is a high among-germplasm differentiation. We found eight phenetic bands for determining the specific marker of germplasm with SCAR markers. The regions of the Mediterranean Sea and India may be the most probable candidates for the origin of safflower. The tree showed four major clades: (1) European germplasms, (2) Azerbaijan, Egypt, and Ethiopia, (3) Australia, and (4) America.
8.
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대마의 육종 및 재종상의 큰 장애인 "자웅이주성"을 극복할 수 있는 "자성종자" 생산기술을 개발하기 위해 수행한 일련의 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 전 생육기간 자연 단일조건에 재배한 개체들은 질산은을 처리하더라도 성전환 식물체 비율이 5%이고 웅화의 발생정도가 극히 적었으며 자화보다 24일 늦게 개화하여 수정이 되지 않았다. 2. 재배환경을 3엽기, 6엽기에 장일에서 단일조건으로 급격하게 변화시킨 자주는 웅화의 개화량은 적었지만 성전환 개체 비율이 각각 75%, 100%로 높고 자화와 개화기 차이가 각각 10일, 3일로 비슷한 시기에 개화하여 인공수정이 가능하였다. 3. 영양생장기로 판단되는 7월 2일과 7월 12일에 질산은과 단일을 동시에 처리한 개체들은 모두 성이 전환되어 성전환 액아 비율이 각각 63.2%, 61.9%로 높았고 무처리 자주와 동일한 시기에 개화하여 자연적인 풍매로 수정되었다. 또한 상위 제 1절에서 성전환 액아의 비율이 각각 80.5%, 77.0%로 가장 높아 풍매에 유리하도록 바람이 잘 통하는 식물체 상부에서 성전환 액아의 비율이 높았다. 4. 생식생장기로 판단되는 7월 22일에 처리한 개체들은 성전환 액아의 비율이 4.4%로 낮고 자화보다 16일 늦게 개화하여 수정되지 않았다. 5. 일반종자는 자주 비율이 49%로 성비가 1:1에 근접하기 때문에 종실수량이 96 kg/10a였으나 자성종자는 자주 비율이 100%로서 종실수량이 141 kg/10a로 일반 종자에 비해 47% 증수되었다.
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최근 친환경농업과 화학비료의 가격 상승 등으로 인하여 녹비작물의 재배면적이 증가되고 있다. 그러나 중부지역에서 동계 월동이 가능한 녹비작물은 헤어리베치, 알팔파로 그 종류가 적어 이용이 어려운 실정이다. 따라서 녹바작물의 이용확대를 위하여 다양한 종류의 녹비작물을 선발하고자 봄에 두과녹비작물 8종을 밭토양에 파종하여 녹비의 이용 가능성을 평가한 결과는 다음과 같다. 녹비작물의 수량은 크림손클로버에서 ha당 생체중으로 23.6 ton, 건물중으로 4.16 ton이 생산되어 가장 많았고, 레드클로버, 루피너스, 자운영, 알팔파 순이었다. 또한 녹비수량은 모든 두과녹비작물에서 수확시기가 늦어질수록 증가하는 경향이었다. 작물별 질소 함량은 헤어리베치에서 kg당 41.3 g으로 가장 높았고 자운영, 네마장황, 화이트클로버, 레드클로버, 알팔파 순으로 32.2, 29.5, 29.2, 25.8 및 24.2 g이었다. 인산 함량은 알팔파(4.3 g kg1)와 크림손클로버 (4.2 g kg1)에서 높았고, 자운영, 레드클로버, 헤어리베치, 루피너스 순이었다. 칼리함량은 크림손클로버에서 35.9g kg1로 가장 많았고 레드클로버, 알팔파, 헤어리베치 순이었다. C/N율은 녹비작물 8종 수확시기가 늦어질수록 C/N율은 증가하는 경향을 보였으나 25 미만이었다. 두과녹비작물별 질소생산량은 녹비작물 8종 모두 수확시기가 늦을수록 증가하여 6월 19일에 가장 많았으며 작물별로는 크림손클로버에서 ha당 71 kg이 생산되어 가장 많았고, 자운영 (51 kg), 레드클로버 (46 kg), 헤어리베치 (41 kg) 순이었다. 따라서 녹비작물의 건물수량과 C/N율, 질소 생산량을 기준으로 볼 때 수원지역에서 봄에 파종하여 녹비로 이용 가능한 두과녹비작물은 크림손클로버, 자운영, 레드클로버, 헤어리베치가 우수하였다.
10.
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최근 콤바인의 대형화에 맞춰 벌크백(톤백)의 이용이 증가되고 있는데 본 연구에서는 벼 수확직후 벌크 백에 담은 벼의 건조지연에 따른 온습도의 변화에 대한 연구를 수행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 벼 수확시기별 각 수확물을 구성하는 개별 종실의 수분함량 최대차이와 표준편자는 수확시기에 따라 각각 15.0-20.5%와 2.4-3.7%범위를 보였고, 평균 수분함량이 21%이하로 떨어질 경우에는 일부 벼 알이 14% 이하까지도 건조됨으로써 동할립 발생소지가 높았으나 건조기 부족시 건조자체시간을 상당시간 연장시킬 수 있는 것으로 생각되었다. 2. 벌크백 보관벼의 온도는 S자 형태로 초기에 약간의 지체시간을 거친 후 상승곡선을 보이면서 최고치에 달한 후 감소되는 양상을 보였는데, 최고온도에 도달되는 시간은 외기온도, 수분함량 등에 따라 차이가 있기는 하였으나, 수분함량이 22%이상일 경우 최고온도가 40℃ 이상을 보였다. 3. 벌크 백내 상대습도는 온도와 벼 수분함량에 따라 변이를 보였으나, 중심부의 경우 94-99%를 유지하였다. 4. 건조지연시간에 따른 온도변화가 주로 벼와 오염된 미생물의 호흡작용에 의해 발현되는데, 초기에는 수확된 벼가 지니는 본래의 수분함량을 기반으로 한 벼 자체의 호흡열 발산에 따른 온도상승이 주를 이루다가 점차 미생물의 번식이 왕성해지면서 이들의 작용과 벼 호흡작용이 함께 상승효과를 주어 더욱 온도상승을 가속화시키는 것으로 추정할 수 있었다. 그 과정에서 품종에 의한 영향은 크지 않은 것으로 나타났다. 5. 강우나 이슬 등의 영향 없이 수확된 벼의 벌크백 보관 중 발현되는 최고온도는 수분함량과 직선적인 상관을 나타냈는데 (2005: r2 =0.89, 2006: r2 =087), 회귀직선의 기울기와 절편은 수확년도의 기상과 미생물상에 따라 약간의 차이를 보이기는 하였으나 대제로 수분함량 1% 증가당 약 2.74-3.33℃ 정도의 최고온도의 상승을 예측할 수 있었다. 6. 벌크 백내 최고온도 발현부위는 기온에 따라 약간씩 변화되었는데, 일 평균기온이 15℃ 이상일 경우 중심축을 따라 3/4 높이에서 최고온도가 나타났고, 15℃ 이하로 내려가면서 점차 하단 쪽으로 내려가는 경향을 보였다. 7. 벌크백내 온습도변화와 이취발생에 기준하여 볼 때 곡온 35℃ 이상, 상대습도 93%이상이 될 경우 변질우려가 있었고, 곡온 40℃ 이상, 상대습도 95%이상이 될 경우 세균이나 곰팡이 변식으로 부패 우려가 높았다. 8. 건조지연이 예상될 경우 비에 의한 큰 피해가 우려되지 않는 한 수확기를 다소 늦춰서 초기 벼 수분 22%이하에 도달되었을 때 수확하는 것이 유리할 것으로 판단되었다.
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경사도가 높거나 농지의 지형적 토성적 이유로 농기계의 작업효율이 낮은 한계경지는 산간지역에 많이 분포하고 있어 이와 같은 불량환경에 적응성이 큰 조, 기장, 수수의 생육 및 수량특성을 검정하여 한계경지 적응 적정 작목 및 품종을 선발코자 실시한 연구결과는 다음과 같다. 1. 토양 pH는 평탄지인 대조구가 7.85로 약 알카리성을 나타내었으며, 경사지 및 척박지는 각각 6.3, 6.2로 약산성을 나타내었으나, 자갈밭은 5.1로 강한 산성을 나타내었다. EC는 대조구에 비해 한계농경지(경사지, 척박지, 자갈밭)가 낮았으며, 특히 척박지는 0.05 dS m1로 가장 낮았다. 2. 조의 한계경지별 출수기 및 성숙기는 큰 차이가 없었다. 간장은 경사지에서 169.5 cm로 가장 컸으며, 자갈밭이 143.7 cm로 가장 작았다. 1수립수는 대조구를 제외하면 경사지가 4913.9립으로 많았으며, 3.3 m2 당 이삭수는 자갈밭이 85.3이삭으로 대조구에 비해 25% 적었다. 품종별 생육기간은 3품종 모두 112~113일로 차이가 없었다. 3. 기장의 파종기로부터 출수소요일은 한계경지간 큰 차이가 없었으며, 1수립수는 경사지가 787.1립으로 대조구 다음으로 가장 많았다. 품종간 1수립수는 벼룩기장이 827.2개로 가장 많았으나, 1000립중은 5.5g으로 황기장 6.2g에 비해 작았다. 4. 한계경지별 수수의 출수기 및 성숙기는 큰 차이가 없었다. 1수립수는 대조구와 경사지가 각각 2598.1, 2563.8개로 가장 많았으며, 이삭수도 대조구와 경시지가 각각 26.7, 26.0이삭/3.3 m2 으로 가장 많았다. 품종별 생육기간은 3품종 모두 122~123이로 큰 차이가 없었으며, 1수립수는 목탁수수가 2357.6립으로 가장 많았으며, 메수수가 2071.8개로 가장 적었다. 1000립중은 장목수수가 23.8g으로 가장 무거웠다. 5. 조의 수량은 대조구가 295 kg/10a으로 가장 많았으며, 다음으로는 경사지가 282.0 kg/10a으로 많았다. 품종별로는 몽당조가 252.3 kg/10a으로 수량이 가장 많았다. 기장의 수량은 대조구가 217.0 kg/10a으로 가장 많았으며, 다음으로는 경사지가 196.0 kg/10a으로 많았다. 품종별로는 벼룩기장이 173.8 kg/10a으로 가장 많았으며, 흰기장이 122.2 kg/10a으로 수량이 가장 낮았다. 수수의 수량은 대조구가 313.0 kg/10a으로 가장 많았으며, 다음은 경사지가 301.7 kg이었으며, 품종별로 는 목탁수수가 236.5 kg/10a로 가장 수량이 많았다.
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Kjeldahl method used in many materials from various plant parts to determine protein contents, is laborious and time-consuming and utilizes hazardous chemicals. Near-infrared (NIR) reflectance spectroscopy, a rapid and environmentally benign technique, was investigated as a potential method for the prediction of protein content. Near-infrared reflectance spectra(1100-2400 nm) of coarse cereal grains(n=100 for each germplasm) were obtained using a dispersive spectrometer as both of grain itself and flour ground, and total protein contents determined according to Kjeldahl method. Using multivariate analysis, a modified partial least-squares model was developed for prediction of protein contents. The model had a multiple coefficient of determination of 0.99, 0.99, 0.99, 0.96 and 0.99 for foxtail millet, sorghum, millet, adzuki bean and mung bean germplasm, respectively. The model was tested with independent validation samples (n=10 for each germplasm). All samples were predicted with the coefficient of determination of 0.99, 0.99, 0.99, 0.91 and 0.99 for foxtail millet, sorghum, millet, adzuki bean and mung bean germplasm, respectively. The results indicate that NIR reflectance spectroscopy is an accurate and efficient tool for determining protein content of diverse coarse cereal germplasm for nutrition labeling of nutritional value. On the other hands appropriate condition of cereal material to predict protein using NIR was flour condition of grains.
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본 연구는 유전자 조작 옥수수의 유전자 유출을 막기 위한 관리방법 개발의 목적으로 고려대학교 GMO 격리포장에서 2010년에 수행된 화분 비산실험의 결과를 이용하여 Yamamura(2004)의 Gamma model로 모델링하였다. 1. 모델의 결정계수는 0.44로 예측치가 실측치를 잘 설명하였다. 2 옥수수 화분의 최대 비산 방향은 북서쪽으로 나타났다. 3. 최대 비산 방향으로 타가수분율이 0.001까지 낮아지는 거리인 '유전자유출 한계거리(0.001)'는 525 m 그리고 국내법상 비의도적 GMO 혼입허용치인 0.03 까지 낮아지는 거리인 '최소 동일작물 재배 한계거리(0.03)'는 35 m로 나타났다.
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For sensitive and accurate gene expression analysis, normalization of gene expression data against housekeeping genes is required. There are conventional housekeeping gene (e.g. ACT) that primarily function as an internal control of transcription. In this study, we performed an in silico analysis of 278 rice gene expression samples (GSM) in order to identify the gene that is most consistently expressed. Based on this analysis, we identified novel candidate housekeeping genes that displayed improved stability among the cross experimental conditions. Furthermore four of the most conventional housekeeping genes were included in our 30 other housekeeping genes among the most stable genes. Therefore, these 30 genes can he used to normalize transcription results in gene expression studies on rice at a broad range of experimental conditions.