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한국작물학회지 KCI 등재 Korean Journal of Crop Science

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권호

제 59권 2호 (2014년 6월) 13

1.
2014.06 서비스 종료(열람 제한)
Maize is one of the most important food and feed crops in the world including Southeast Asia. In spite of numberous efforts with conventional breeding, the maize productions remain low and the loss of yields by drought and downy mildew are still severe in Asia. Genetic improvement of maize has been performed with molecular marker and genetic engineering. Because maize is one of the most widely studied crop for its own genome and has tremendous diversity and variant, maize is considered as a forefront crop in development and estimation of molecular markers for agricultural useful trait in genetics and breeding. Using QTL (Quantitative Trait Loci) and MAS (Marker Assisted Breeding), molecular breeders are able to accelerate the development of drought tolerance or downy mildew resistance maize genotype. The present paper overviews QTL/MAS approaches towards improvement of maize production against drought and downy mildew. We also discuss here the trends and importance of molecular marker and mapping population in maize breeding.
2.
2014.06 서비스 종료(열람 제한)
Rapeseed (Brassica napus L.) oil with high oleic acid content is of great interest for both food and non-food uses. The ‘Tamla’ variety, characterized by oleic acid content of approximately 69%, was treated with 1% ethyl methane sulfonate (EMS) to induce mutations in the fatty acid biosynthesis pathway. M1 plants were selfed and subsequent generations (M2, M3, and M4 mutants) were analyzed to identify mutants having increased levels of oleic acid. M2 mutants showed oleic acid content ranging from 13.5% to 76.9% with some mutants (TR-458 and TR-544) having up to 74.7% and 76.9% oleic acid, which was an increase of nearly 5% and 7%, respectively, compared to untreated cv ‘Tamla’. We selected two M3 mutants with >75% oleic acid content. One mutant (TR-458-2) had increased oleic acid (75.9%) and decreased linoleic acid (12.5%) and linolenic acid (4.4%) contents. The other (TR-544-1) showed increased oleic acid content (75.7%) and decreased linoleic acid (13.5%) and linolenic acid (3.3%) contents. The accumulation or reduction of oleic acid content in the selected M4 mutants was also accompanied by a simultaneous decrease or increase in linoleic and linolenic acid contents. The high-oleic lines could be utilized further in breeding programs for improvement of rapeseed oil quality.
3.
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도라지를 수확 후 진공포장, 밀폐포장, 질소가스포장 후 저온과 상온에 100일 동안 저장하면서 저장 50일과 100일에 도라지 경도와 사포닌 함량을 조사한 결과를 요약하면 아래와 같다.1.저장온도에 따른 도라지의 경도는 저온저장이 상온저장보다 높게 나타났으며, 저장기간이 길어질수록 도라지의 경도는 낮아졌다. 2.저장방법에 따른 도라지의 경도는 저장 50일차 지퍼팩을 이용한 밀봉에서 1,765 g으로 가장 높게 나타났으며, 저장온도와 저장방법과의 상호작용에서는 고도의 유의성(P≤0.01)이 인정되었다.3.저장온도에 따른 platycodin D3, polygalacin D, 그리고 deapioplatycodin D의 함량조성이 다르게 나타났다.4. 저장기간에 따른 platycodin D3와 polygalacin D의 함량은 저장 50일 이후 감소하는 경향을 보였지만, deapio-platycodin D는 저장기간이 길어질수록 증가하는 경향을 보였다.
4.
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본 연구는 한국 서남해안지역에 분포하고 있는 갯개미자리의 염농도에 따른 발아와 생장반응을 구명하고자 수행하였으며 결과는 아래와 같다. 1.갯개미자리의 염농도 및 온도별 발아율을 조사한 결과, NaCl 0~1.0%에서는 15℃에서 발아율이 90% 이상으로 높았고, NaCl 2.0%에서는 모든 온도에서 발아가 되지 않았다. NaCl 0%에서 발아율은 10℃에서 20℃까지는 90% 이상을 보였지만, 25℃에서는 51.7%로 급격히 낮아졌다. 또한 15℃에서 NaCl 농도별 발아율이 80% 이상 되는 시기는 NaCl 0%와 0.3%에서는 5일, NaCl 0.5%에서는 7일, NaCl 1%에서는 9일이었고, NaCl 2%에서는 발아하지 못하였다.2.염농도별로 8주 동안 양액재배한 결과, 염농도가 NaCl 0, 50, 100, 200, 300, 400 mM에서는 NaCl 50 mM 처리구가 초장 12.5 cm, 건물중 0.73 g로 생장이 가장 좋았다. 또한 해수 0, 12.5, 25, 50, 100%에서는 해수 12.5% 처리구가 초장 20.9 cm, 건물중 0.72 g으로 생장이 가장 좋았으며, 이들 염농도는 모두 NaCl 0.3% 수준이었다.3.염농도에 따른 무기성분 함량은 NaCl 농도가 높을수록 Na+ 함량은 높아졌지만, K+과 Ca+, Mg+은 낮아지는 경향을 보였다. 특히 Na+ 함량과 K+ 함량이 대조적으로 변화하였으며, 이들은 NaCl 50 mM에서 함량이 급격히 변화한 다음 NaCl 400 mM까지 완만한 함량 변화를 보였다. 4.이상의 결과로 볼 때, 갯개미자리는 안정적인 발아를 위해 NaCl 1.0% 이하에서 15℃ 유지가 필요하고 재배에서는 NaCl 0.3% 수준이 적정 염농도로 생각 된다.
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연구내용은 마 재배에 적합한 유기물 및 화학비료 시용량을 검토하였으며, 생육기간 동안 마 생장량, 무기성분 및 allantoin 함량의 변화 등을 조사한 결과이다. 마 재배시 유기물시용 효과 단마의 괴경 수량은 화학비료를 줄여 시용할 경우 감소하였는데, 질소시비량이 높은 관행재배(43-28-32 kg/10a, 퇴비 3톤)에서 2,058 kg/10a의 수량을 보인데 비해 화학비료를 시용하지 않고 10톤의 유기물만 시용한 시험구와 유기물 없이 관행시비량의 반량(22-14-16 kg/10a)을 시비한 시험구는 각각 1,322 kg, 1,404 kg/10a로 수량이 감소하였다. 비료를 배량 증시할 경우 시비량 증가에 따른 수량증수 효과가 나타나지 않았다. 유기물 시용과 경운방법에 따른 생육과 수량 비교 유기물만을 시용하여 단마를 재배할 경우 일반적인 쟁기 경운에서는 10톤/10a 이상을 사용하여야 기준시비량 처리구의 86%의 수량을 확보할 수 있었으며, 트렌쳐심경 재배에서는 유기물 10톤/10a 처리에서 기준시비량 처리구의 95%의 수량을 확보하는 효과가 있었다. 질소와 칼리비료 시비량 개선 시험 질소 시비량에 따른 마 지하부 특성 및 수량은 단마와 장마 모두 질소 32kg/10a에서 최고를 보였으며, 마 밭의 적정 질소시비 수준은 최대수량을 보이는 시비수준의 85%인 27kg/10a로 판단되었다. 칼리 비료의 시비량은 마의 수량에 유의적인 영향을 미치지 않았다. 마의 생장변화와 식물체내 무기성분 변화 마의 지하부 생육은 정식 후 3개월 정도 경과 후 괴경 비대가 급속히 이루어졌으며, 생육기간 중 식물체내에 흡수되는 영양분의 요소별 흡수는 괴경 비대가 시작되는 7월 중순경부터 생체 및 건물 중의 증가와 동시에 증가하는 경향이었다. 생육 기간중 allantoin 함량변화 생육 기간중 allantoin 함량은 지상부생육이 활발한 7~8월경으로 주로 지상부에 많이 포함되어 있으며, 지하부 괴경의 allantoin 함량축적에 따른 마 수확적기는 10월 이후가 적당하며 질소시비량에 따른 allantoin 함량은 큰 차이가 없었다.
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본 연구는 참깨 유전자원 핵심집단과 주요 품종 및 우량계통의 세사민과 세사몰린, 지방 함량변이를 분석하여 리그난 함량이 높은 참깨 품종육성을 위한 기초자료로 활용하고자 하였다. 본 시험에 이용된 참깨 유전자원 143점의 리그난 함량 범위는 2.33 mg/g에서 12.17 mg/g으로 나타났다. 그 중 터키에서 수집된 IT184615은 리그난 함량이 12.17 mg/g으로 가장 높아 리그난 함량 개량을 위한 유전자원으로 활용성이 높은 것으로 판단되었다. 참깨 유전자원을 14개의 수집원산지별, 4개의 종피색(백, 황, 갈, 흑)별, 4개의 SSR마커그룹으로 분류하고 리그난 함량과의 유의성을 검정한 결과 세사민, 세사몰린 함량은 수집원산지, 종피색 간에 유의한 차가 인정되었다. 러시아(10.0 mg/g), 네팔(9.08 mg/g)에서 수집된 유전자원은 다른 국가에서 수집된 유전자원보다 평균 리그난 함량이 높았다. 세사민 함량은 세사몰린 함량과 정의 상관관계가 있어 리그난 함량이 높은 참깨 품종 육성을 위해서는 두 성분을 동시에 높이는 방향으로 선발되어야 할 것으로 판단된다. 참깨 주요 품종과 우량계통의 리그난, 지방 함량의 지역간, 연차간 변이를 분석하여 품질특성에 미치는 환경의 영향을 분석한 결과 리그난과 지방 함량은 지역간, 연차간에 고도로 유의적인 차이가 인정되었고 지역간 변이가 계통 간 변이보다 커서 유전변이보다 환경변이의 변이의 폭이 넓었다. 따라서 리그난, 지방 함량이 높은 참깨 품종 육성을 위해서는 함량이 높은 유전자원을 육종재료로 활용함과 동시에 리그난 축적에 관계되는 재배환경에 관한 연구가 지속적으로 이루어져야 할 것이다.
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본 연구에서는 조의 생산량 증대와 자급률 향상을 위한 체계적인 재배기술을 확립하기 위한 기초자료를 얻고자 재식밀도 및 PE 멀칭에 따른 생육 및 수량에 미치는 영향을 알아보았다. 1.PE 멀칭에 따른 간장에서 1년차 및 2년차 모두 PE 멀칭구에서 137 cm, 145 cm 길게 나타났으며 지상부생체중에서도 PE 멀칭구에서 높은 유의성을 보이며 무겁게 나타났다. 간경에서는 7.59 mm로 2년차 무멀칭구에서 굵게 나타났다. 2.재식밀도에 따른 간장은 재식밀도가 가장 높은 5 cm처리구에서 130 cm 가장 길었으며 10 cm처리구 > 15 cm처리구 순으로 나타났으나, 간경에서는 간장과 반대로 재식밀도가 낮을수록 굵어지는 것으로 나타났다. 지상부생체중은 10 cm처리구에서 1443, 2263 kg․10a-1으로 높은 값이 나타났다.3.수량구성요소를 보면 이삭장, 종실중 및 천립중 연차간 모두 PE 멀칭구에서 길거나 무겁게 나타났으며 유의성 차이가 있는 것으로 나타났으며 재식밀도에서는 이삭장 및 이삭당 종실중에서 재식밀도 낮을수록 길거나 무겁게 나타났다. 그러나 수량에서는 연차간 모두 10 cm처리구에서 298 kg 10a-1, 436 kg 10a-1 으로 가장 높게 나타났다.
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혈중 콜레스테롤 저하작용이 있는 monacolin K 고함유 홍국쌀 생산을 위해 2종의 홍국 균주와 7종의 쌀 품종을 사용하여 홍국쌀을 생산하였다. 생산된 홍국쌀의 monacolin K 함량을 분석한 결과는 다음과 같다. 1. 발효된 홍국쌀의 색은 균주에 비해 품종에 따라 차이가 크게 나는 경향이었으며, 상주찰벼가 붉은 색소 함량이 높았지만, monacolin K 생산량과 붉은 색소의 정도가 상관관계가 크다고 판단할 수 없다. 2. 홍국추출물을 UPLC로 이용하여 활성형 monacolin K와 비활성형 monacolin K가 분리 되었고, LC-MS/MS로 분자량을 확인한 결과, 활성형과 비활성형 monacolin K의 선구이온(precursor ion)은 각각 m/z 421, 405였고, 생성이온(product ion) 중 활성형은 m/z 101,319, 비활성형은 m/z 199, 285의 분자량을 확인하였다. 3. M. ruber KCTC6122과 M. ruber KCCM60141 균주를 이용하여 쌀 품종별로 생산한 홍국쌀의 monacolin K 함량을 분석한 결과, 상주찰벼가 각각 47.24, 117.03ppm으로 가장 많은 함량을 나타내었다. 4. 7종의 품종을 비교했을 때, M. ruber KCCM60141이 KCTC6122과 비교하여 monacolin K 생산량이 더 높은 균주이고, 그 중 상주찰벼를 이용하는 것이 홍국쌀 생산에 적절한 품종 선택이라고 판단된다.
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등숙기 일조부족이 수량 및 수량구성형질, 쌀의 이화학적 특성 및 식미치에 미치는 영향을 분석하고자 자연광을 대비하여 35%, 55% 차광 처리한 결과는 다음과 같다. 1. 등숙기 차광처리에 의해 미품, 호품, 신동진의 등숙률, 현미천립중, 쌀 수량은 감소하였고 차광정도가 클수록 높은 감소율을 보였다. 2. 차광처리시 백미 단백질 함량은 증가하였고 35% 차광보다 55% 차광에서 높았으며, 미품이 호품과 신동진에 비해 단백질 함량의 변화가 적었다. 3. 차광처리시 아밀로스 함량 변화는 없었으나 식미치는 차광정도가 높을수록 감소하였고 미품이 신동진과 호품에 비해 변화가 적었다. 4. 차광에 의해 최고점도, 최저점도, 최종점도 및 강화점도는 낮아지고 호화온도와 치반점도는 높았다.
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화석연료의 연소나 유류 오염 등으로 인해 발생하는 PAHs는 우리 주변 어디에서나 존재하는 위험한 오염물질 중 하나로, 생태계에 영향을 끼치며 작물 생육에도 영향을 준다. PAHs는 작물에서도 흡수가 가능하기 때문에, 작물생육에 대한 저해 효과를 알아보기 위해 콩과 벼에 대한 영향을 유묘기부터 검정하였다. PAHs가 처리된 토양에서 자란 벼와 콩의 초장과 건물중은 다소 감소하였고, 벼보다 콩에서 생장 저해가 강하게 발생되었다. 토양에 100 ppm 농도에서 처리된 경우 콩의 초장은 58.9 cm로 처리되지 않은 콩의 87.2% 값을 보였다. 벼의 경우, 처리 후 80일 100 ppm에서 자란 벼가 처리되지 않은 벼의 96.0% 값을 보여, 초장에 있어서 저해 효과가 낮게 나타났다. 광합성과 관련된 엽록소 함량과 엽록소 형광은 PAHs 처리 후 20일부터 70일까지 저해가 약간 되었지만, 출수기 이후는 저해 정도가 약하게 나타났다. 어린 유묘의 한천 배지 실험은 100 ppm phenanthrene 농도일 때, 성숙한 작물의 폿트 실험과 비교시 유묘 길이와 생체중의 저해가 높게 나타났다. 벼에서는 유묘 길이와 생체중이 각 각 54.2%, 33.3% 감소하였고, 콩에서는 각 각 27.9%, 13.2% 감소되었다. 이러한 결과를 통하여 PAHs은 성숙기보다 영양 생장 초기에 저해가 높게 발생하며, 영양생장기의 피해는 콩보다 벼에서 저해가 높게 발생하였다.
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Seed viability testing provides valuable information for assessing seed lot germinability. However, most testing methods require destruction of seed prior to test. Because the dissected seeds for viability test cannot be used further evaluation, the nondestructively X-ray photography technique that can be applied for the evaluation of seed quality has been developed. In order to know the validity and accuracy of X-ray photography technique in seed evaluation test that conducted to remove the abnormal seed from a seed lot, we have compared the results from tetrazolium viability test, germination test and X-ray contrast method in cotton. Metallic salts treatment increased the efficiency of X-ray photographic method by enhancing the penetration of X-ray in abnormal or damaged seeds rather than normal seeds that have strong and well-organized tissues in seed. Cotton seeds presoaked for 16 hr in distilled water followed by soaking into metallic salt solution (5% NaI in water) for 60 min were easily classified seeds into dead seed and viable seed based on the radiography images obtained by X-ray radiation. We concluded that soft X-ray photography was reliable to find out the various defective characters due to heat and mechanical damage of seeds.
12.
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고구마 괴근의 표피에 선모양으로 돌출되어 나타나는 피맥의 발생동향을 조사하고, 경감하기 위한 시험의 결과는 아래와 같다. 1. 고구마 피맥은 표피가 줄무늬로 돌출되어 상품성을 저하시키는 증상으로서 피맥발생은 표피층에 전분이 집적되어 발생하는 것으로 관찰되었고, 조기재배보다 보통기재배에서 발생이 많았다. 2. 고구마 품종에 따른 피맥발생은 건풍미, 연황미, 건미 등 7품종이 3%이하로 적었고, 헬씨미, 보라미는 30%이상 발생하였다. 만중은 피맥발생과 정의 상관관계가 있었다. 3. 고구마 피맥은 생육기간이 진전됨에 따라 증가하다가 삽식 후 120일경에 가장 높았다. 4. 고구마 삽식 후 90일의 적심비율에 따른 피맥발생율은 일정한 경향을 보이지는 않았다. 엽면적지수 4에서 피맥발생율이 가장 적었으나, 일정한 경향을 보이지는 않았고, 경엽절제비율이 높을수록 수량감소가 크게 나타났다.
13.
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본 연구는 강낭콩 싹나물의 재배시 재배온도에 따른 싹나물의 재배특성 및 항산화 활성을 분석하여 강낭콩을 이용한 채소용 싹나물 재배방법 구명과, 강낭콩 싹나물이 가진 성분 및 활성 등을 분석하여 최적 재배 조건을 구명하기 위하여 수행하였다. 1.강낭콩 싹나물 재배를 위하여 20℃, 23℃ 및 25℃의 온도에서 5일간 재배한 결과 전장 및 배축장은 23℃에서 재배하였을 경우 가장 우수하게 재배되었으며, 배축직경의 경우는 온도와 상관없이 모두 유사하게 재배되었다. 2.재배온도별 강낭콩 싹나물의 불완전발아율 및 수율을 측정한 결과 재배온도별로 큰 차이를 보였으며, 20℃ 및 25℃에서 재배 시 50%가 넘는 불완전발아율을 보였으나, 23℃에서는 10% 내외로 나타났다. 3.강낭콩 싹나물의 재배온도별 조지방 및 조단백질 함량을 분석한 결과 재배온도 및 강낭콩 품종에 따라 큰 차이를 나타내지 않았다. 4.재배온도(20℃, 23℃ 및 25℃) 및 일수(0일, 3일, 5일 및 7일)별 강낭콩 싹나물의 폴리페놀 함량 및 라디칼 소거능을 측정한 결과 재배온도 및 일수가 증가함에 따라 폴리페놀 함량 및 라디칼 소거능이 증가하였으며, 특히 23℃에서 재배 시 가장 높은 폴리페놀 함량 및 라디칼 소거능을 나타냈다.