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농업생명과학연구 KCI 등재 Journal of Agriculture & Life Science

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권호

제56권 제2호 (2022년 4월) 15

1.
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콩 [Glycine max (L.) Merr.]은 단백질, 지방, 탄수화물의 3대 영양소와 다양한 기능성 성분의 주요 공급원이다. 녹색종피와 자엽을 가진 콩 품종은 눈건강에 유익한 루테인 성분을 많이 함유하고 있지만, 항영양성분으로 알려진 쿠니츠트립신인히비터 단백질, 렉틴 단백질 및 P34 단백질을 가지고 있어 품질과 기능성을 저하시킨다. 이러한 성분이 유전적으로 제거된 품종의 육성이 필요하다. 녹색종피와 자엽을 가지고 있지만, 쿠니츠트립 신인히비터, 렉틴, P34의 3가지 단백질이 모두 없는 triple null 유전자형을 가진 콩 계통을 육성하기 위하여 본 연구가 진행되었다. 4개의 유전자원 (Gaechuck#2, PI548392, PI567476, Seonyack)을 이용하여 창성된 두 모본의 교배로 육종집단이 창성되었다. Western blot 기술을 이용하여 쿠니츠트립신인히비터, 렉틴 및 P34 단백질의 존재여부를 확인하였다. 녹색종피 및 자엽과 쿠니츠트립신인히비터, 렉틴, P34의 3가지 단백질이 모두 없는 triple null 유전자형 (titilelep34p34)을 가진 6개의 F2 종자가 선발되었다. F2 식물체 세대와 농업형질 평가를 통하여 한 개의 계통이 선발되었으며 F4 종자에서 3가지 단백질에 대한 유전적 고정을 확인하였다. 선발 계통의 경장은 73 cm 정도였으며 백립중은 19.5 g으로 중립에 속하였고 종피색은 녹색이고 제색은 검정색이며 성숙 자엽색은 녹색이었다. 본 연구를 통하여 선발된 계통은 성숙 콩 종실에서 품질과 기능성을 저하시키는 쿠니츠트립신인히비터, 렉틴, P34의 3가지 단백질이 모두 없으며 녹색종피와 자엽을 가진 유색콩 품종 육성을 위한 재료로 이용될 수 있을 것으로 사료되었다.
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2.
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가시광선 영역의 스펙트럼과 근적외선 영역의 스펙트럼을 포함하는 다중스펙트럼 기반 정밀 감지 기술은 농작물 품질, 스트레스 및 식물 병 진단 등의 비침습적 분석 및 감지에 성공적으로 적용되고 있고 원격 감지를 위한 센서 기술로 인정받고 있다. 다중스펙트럼 기반 원격 감지는 다양한 작물에서 다양한 병을 감지, 모니터링 및 정량화하는 데 사용되어 왔다. 본 연구의 목적은 양파노균병 감염의 지표로 엽록소 함량 관련된 다중스펙트럼 기반 식생 지수(Vegetation Index) 지표의 사용을 평가하는 것이다. 양파노균병은 주로 2~3월에 발생하고 양파 생산에 가장 큰 손실을 야기하는 양파병 중 하나다. 2021년 3월 중순경 공간적으로 분리된 경상남도 함양과 전라남도 무안 지역에서 노균병이 심하게 걸린 양파 노지 포장을 시험구로 사용하였다. 다중스펙트럼 카메라가 장착된 드론을 사용하여 다중스펙트럼 이미지를 얻었고 농작물 식생 지수 분석에 주로 사용되는 NDVI, NDRE 및 GNDVI 값을 분석하였다. 지상 20 m에서 얻은 다중스펙트럼의 NDVI, NDRE 및 GNDVI 수치의 히스토그램은 0 에 집중되어 있었는데 이는 주로 흙과 암석에서 나타나는 수치에 해당한다. 이는 양파 재배 특성상 물 빠짐을 좋게 하기 위해 조성한 고랑들이 식생 지수 수치를 왜곡한 것을 판단되었다. 양파가 없는 고랑으로 인한 식생 지수 왜곡을 배제하기 위해 지상 2 m에서 다중스펙트럼 이미지를 얻었고 이들의 식생 지수를 분석한 결과, NDVI 수치가 건전 양파와 노균병 감염 양파 간 차이를 뚜렷하게 구분할 수 있었다. GNDV 및 NDRE 값은 완전히 성장한 식물에서 높은 엽록소 민감도를 통해 식물 발달을 분석하기 위한 NDVI에 대한 경쟁적 식생 지수인데, 2~3월경 양파의 불완전한 생육으로 인해 캐노피가 부족하여 GNDVI와 NDRE의 민감도가 떨어진 것으로 추정된다. 노균병에 걸린 양파의 NDVI 수치는 0 값에 집중되어 있는 반면, 건전한 양파는 0.5 값에 걸쳐 있었는데, 이러한 결과는 생육환경이 전혀 다르고 지역적으로 분리된 함양과 무안 지역에서 재배되고 자연적으로 발생한 양파에서도 동일한 결과를 도출하였다. 본 연구의 결과를 종합하며, NDVI는 양파노균병 발생 감지에 적용할 수 있는 것으로 평가되고 뿐만 아니라 전문가 진단에 따른 변동성과 반복성의 변화를 극복할 수 있는 대안이 될 수 있을 것으로 평가된다.
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3.
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Plant-derived compounds have been reported to possess anti-inflammatory abilities contained inhibited β-hexosaminidase, ROS and NO release. Essential oils are natural volatile complex compounds that are characterized by a strong scent and produced by aromatic plants as various plant-derived compounds. The essential oil extracted from Zanthoxylum coreanum Nakai (Z. coreanum) has various functional properties; however, little information is available regarding its anti-allergic inflammatory. A total of 17 compounds were detected in Z. coreanum oil, and the main component was estragole (50.86%). The tested Z. coreanum oil and estragole statistically inhibited the release of β-hexosaminidase induced by antigen stimulation in RBL-2H3 cells. This Z. coreanum oil and estragole may stimulate the secretion of active oxygen (ROS) or nitric oxide (NO) which are considered to involved in anti-inflammatory events. Moreover, it is suggested that Z. coreanum oil and estragole may negatively control the production of SNARE proteins (VAMP7) at the tran-scriptional and translational levels in common. These results demonstrate that Z. coreanum oil and its major component, estragole, possess potent anti-inflammatory abilities that are coupled with antioxidant properties.
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4.
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Elite trees of evergreen oaks (Quercus glauca, Quercus acuta, Quercus salicina, and Quercus gilva) were selected from Jeju Island and Wando Island. Elite trees were carried out by modifying the tree selection criteria. Elite trees were selected by height, DBH, clear length, crown diameter, leaf length, and leaf depth. Regarding height, Q. acuta was the highest, and the other three tree species were similar. Clear length showed the same trend as height. In the case of Q. glauca, height showed a positive correlation with DBH, crown diameter and leaf depth. In the case of Q. acuta, positive correlations were shown with all characteristics of DBH, and correlation analysis between DBH and crown diameter, and leaf length and leaf depth also showed positive correlations. In the Pearson correlation coefficient of Q. salicina, height showed a positive correlation with DBH. In the case of Q. gilva, height showed a positive correlation with DBH (0.539). As a result of analyzing the principal components for each of the six growth characteristics, the four species were divided into two principal components with an eigenvalue of 1 or higher, and the cumulative explanatory power was 57% or more. Based on the principal component results, it was possible to confirm the relationship between growth and trait characteristics by species. Still, it was not easy to understand the relationship among each selection tree, so a cluster analysis was performed using the principal component score. Based on the distance levels 5.0 and 6.0 of the selection tree of each species, they were classified into 4-5 clusters. It is judged that the above results can be used as data for the selection of elite trees of evergreen oaks.
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5.
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본 연구는 최근 20년간(2001~2020) 소나무에 관한 주요 연구 주제 및 연구영역 분석을 통한 향후 연구 방향성을 파악하고자 하였다. 이를 위해 Python.3.9.0과 Textom를 활용하여 RISS와 Web of Science의 소나무 관련 총 3866편의 논문 제목과 키워드 데이터를 수집하고 분석을 실시하였다. 분석 결과, 국가별 총 논문 수는 일본 383편(46.8%), 한국 363편(44.4%), 중국 78편(9.5%)순으로 소나무 자생국가를 중심으로 한 관련 연구들이 활발히 진행되었다. 단어 빈도 및 TF-IDF, N-gram, CONCOR 분석을 통해 국내와 국외에서 소나무 관련 주요 연구 주제는 소나무재 선충으로 나타났으며, 사회 및 경제적 환경, 관련 정책 등 차이에 의해 국내와는 달리 국외에서는 '균근' 관련 연구가 주요 연구 영역으로 도출되었다. 또한 소나무 관련 연구는 일부 인문 사회학적인 연구들이 진행되었지만 주로 생태적인 측면에 집중되어 있는 것으로 나타 났다. 이에 소나무의 인문·사회학적 가치를 고려할 때 향후 연구에서는 이와 관련 후속연구가 필요할 것으로 판단된다.
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6.
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우리나라 산불 발생에 관한 시계열적 특성은 다음과 같다. 1960년부터 2019년까지 연도별 산불 발생빈도는 약 16.6년을 주기를, 2003년부터 2019년까지 산불 발생빈도는 약 11.3개월의 주기를 갖는 것으로 확인되었고, 연도별, 월별 시계열은 안정된 경향을 보여 증가 혹은 감소하는 추세를 확인할 수는 없었다(P<0.05). 지역별 산불 발생 현황을 확인한 결과 경상북도에서 산불이 가장 많이 발생한 것으로 나타났고, 산불피해 면적은 강원도가 가장 넓은 특징을 보였다. 또한, 지역별 시계열적 주기성은 산불 발생빈도가 높은 순으로 FFT-Power가 높은 경향을 보였으나 공통적으로 약 11~12개월 사이의 주기를 갖는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 요일별로 산불 발생빈도를 확인한 결과 요일별로 산불 발생빈도가 뚜렷하게 다르다는 결과를 얻을 수 있었다(P<0.001). 따라서 산불 발생빈도는 기상 현상 등 자연과학적인 요소와 함께 인문사회적인 요소 모두와 높은 관계에 있었다.
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7.
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본 연구는 Yorkshire종, Landrace종 및 Duroc종에 대한 유전체자료를 이용하여 수퇘지의 웅취를 유발하는 세 가지 호르몬인 androstenone, indole 및 skatole 호르몬에 대한 유의적인 유전자영역, SNP 마커 및 후보유전자를 발굴하여 최종적으로 저웅취 종돈을 육종하는데 그 목적이 있다. Genomoe-Wide Association Study를 수행하기 위한 참조집단으로 수집한 유전체 정보는 Yorkshire, Landrace 및 Duroc종에서 각각 3,858 두, 472두 및 1,029두로 총 5,359두에 대한 유전체자료를 분석에 이용하였다. 추정되는 육종가의 정확도를 평가하기 위하여 REML방법을 ASREML 4.1 소프트웨어를 이용하여 분석하였고 세 가지 호르몬에 대하여 다형질 개체모형을 적용하였으며 추정된 육종가로부터 산출한 deregreessed DEBVincPA를 반응변수로 이용하여 연구를 수행하였다. 세 가지 호르몬에 대하여 BayesB와 C의 방법론을 통하여 분석한 결과 BayesB에서 세 가지 호르몬과 연관될 것으로 예상되는 SNP marker 9개, 즉 androstenone에서 3개, indole에서 1개 및 skatole에서 5개가 발굴되었다. BayesC에 서는 이보다 적은 SNP marker 3개가 발굴되었다. 수퇘지의 웅취 호르몬에 영향을 미칠 것으로 예상되는 후보유전자는 총 6개로 각각 LMAN2L, ABLI, NRG3, CDH12, TRAPPC9, MAN1A2로 나타났다
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8.
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본 연구는 우리나라 Holstein의 번식형질에 대한 유전모수를 추정하기 위하여, 2009년부터 2013년까지 분만한 농협 젖소개량사업소의 검정자료 경산우 144,793두의 211,899개의 번식기록을 이용하였다. 7가지 형질의 유전 및 오차 (공)분산을 WOMBAT 패키지를 이용하여 분석하였다. CTFS, GL, NRR, NS, FSTC, DO 및 CI의 유전력은 각각 0.064, 0.060, 0.005, 0.014, 0.012, 0.021 및 0.021로 추정되었다. 형질들 간의 유전상관은 –0.910에서 0.995로 나타났다. NRR과 NS, NRR과 FSTC 간에는 부의 유전상관이 나타났으나, DC와 CI는 강한 양의 유전상관을 나타냈다. CTFS와 FSTC는 DO 및 CI와 유의하게 양의 유전상관관계를 나타냈다(0.479~0.862). CTFS와 FSTC 사이의 낮은 유전상관은 두 형질이 서로 다른 유전적 측면에 있다는 것을 의미한다. 본 연구는 번식능력 개량을 위한 기초 자료를 제공할 수 있을 것이라 판단한다.
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9.
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본 연구는 육계사육에서 횃대의 제공효과와 최적 두께를 구명하기 위해 진행하였다. 12일령 육계(RossⅹRoss) 288수를 24개의 독립된 공간(7.3 수/m2)에 균등한 평균 체중으로 분배하여 42일령까지 사양실험을 실시하였다. 그룹은 일반 평사사육(대조구)과 3개의 횃대 처리구(두께: 3, 4 및 5 cm)인 총 4개로 구성하였으며, 각 그룹은 6반복과 반복당 12수씩으로 배치하였다. 각 반복 별로 횃대의 길이는 1.3 m (0.11 m/수)로서 높이 15 cm에 설치하였다. 조사항목으로 육계의 생산성, footpad dermatitis (FPD)과 hock burn (HB) 지표 및 횃대이용성을 확인하였다. 본 연구결과, 육계사육에서 횃대의 유무와 두께에 따른 체중, 증체량, 사료섭취량 및 사료요구율은 통계적 차이가 없었다. FPD는 처리구 간 유의적 차이가 없었으나, HB 지표는 4와 5 cm의 횃대를 제공한 처리구에서 일반 평사와 3 cm 두께의 횃대에서 사육한 육계에 비해 개선되었다(p<0.05). 육계가 횃대를 이용한 시간은 사육전기(12~24일령)에는 차이가 없었으나, 사육후기(25~42일령)에 횃대를 이용한 총 시간은 5 cm 두께에서 3과 4 cm 두께보다 높았으며(p<0.05), 올라간 횟수에 비해서도 더 많은 시간을 보냈다(p<0.05). 그러므로 횃대는 육계의 다리질병을 줄이며, 4~5 cm의 두께를 이용하는 것이 가장 적합할 것으로 사료된다.
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10.
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Meat affects color and quality by metabolite concentrations. Meat produces metabolites, and metabolites are caused by a variety of causes. Meat also produces metabolites by oxidation, which is an inevitable chemical process that meat undergoes which is resulting information of various chemical compounds. Thus, the aim of this study was to profiling the change of metabolites of M. longissimus lumborum during the storage at 4°C. Instrumental color measurements were showed decreasing chroma value, redness and yellowness (P<0.05) during storage, while non-significance (P>0.05) changes found in lightness value. Above all, hue angle was highest at 21 d of storage (P<0.05). The lipid and protein oxidation of muscles was measured by TBARS value significantly increased (P<0.05), thiol and carbonyl groups were also increased significantly (P<0.05) during the display. Total 19 of 60 identified compounds appeared to have a significant difference by storage time (P<0.05). Hue angle had a significant correlation with specific metabolites such as carbon disulfide, 3-methyl-1-butanol, 2-ethyl-1-hexanol, lactic acid and palmitic acid (P<0.05). Results of the current study provide the conversion of volatile and non-volatile metabolites and their correlation with oxidative indicators for changes in meat quality during aerobic storage.
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11.
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수산물을 활용한 반려묘 간식개발을 위하여 명태, 조피볼락, 넙치, 돌돔, 연어 및 참치 등의 부산물을 고압고온에서 삶아 그 농축액을 반려묘에게 급여하였다. 반려묘의 기호도가 높은 실험구는 연어와 참치 농축액이었다. 여기에 통영에서 생산되는 멸치, 홍합 및 굴 건조물을 분쇄하여 첨가한 결과 모든 구에서 섭식행동을 나타내었다. 시중에 판매되고 있는 기존의 반려묘 간식과 차별화를 위하여 멍게껍질에 함유된 콘드로이친황산(ChS)을 추출하고 일정량을 연어 및 참치 농축액에 첨가하여 섭식을 실험한 결과 모두 잘 먹는 것으로 나타났다. 과잉생산 된 수산건제품을 반려묘 간식 개발에 활용할 수 있어 수산부산물의 활용방안을 제시할 수 있을 것으로 판단된다.
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본 연구에서는 참외과실의 수확후 식용왁스코팅처리가 과실품질 및 과골 갈변에 미치는 대사체의 변화를 분석하였다. 코코넛 오일과 밀랍 (9:1 w/w) 처리를 참외 과실표면에 코팅 후 실온 저장 7일후에 과실 품질, 에틸렌 발생량 및 호흡량을 조사하였다. 그 결과, 참외의 경도와 골갈변도는 식용코팅처리된 과실과 무처리군 사이에 유의한 차이는 없었다. 하지만, 과피색의 명도(L*), 순도(a*), 및 색상각(hue angle)은 식용왁스처리군이 무처리군에 비해 유의한 차이가 있었다. 이는 호흡량 및 에틸렌 발생량이 식용왁스처리에 의해 유의하게 낮아져 과피색이 유지된 것으로 생각된다. 식용왁스 처리에 의한 참외의 대사체 변화를 분석한 결과, gamma-aminobutyric acid, aspartate 그리고 myo-inositol 대사가 가장 유의적인 차이를 나타났으며, 특히 삼투보호제 역할을 하는 alanine, 가바(GABA)성분이 식용왁스코팅에 의해 증가하였다. 따라서, 식용왁스코팅처리는 호흡과 에틸렌 발생의 억제, 수분 스트레스 경감 등을 통해 참외의 선도 유지를 유도한 것으로 판단되며, 참외 과피색 변화 억제 등 상품성 향상에 활용될 수 있을 것으로 보인다.
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최근 농지 및 수자원의 염류화로 인해 염생식물에 대한 작물화와 생육 조건 구명을 위한 연구 필요성이 높아지고 있다. 그러나 재배 조건 변화에 따른 작물의 생육 및 기능성 성분 변화 분석을 위해서는 양액 및 작물 생육부 시료를 채취하여 이를 전처리 및 분석해야 하여 시간적, 인적 자원의 소모가 높다. 본 연구에서는 염생식물의 최적 생육 조건 구명을 효율적으로 수행하기 위해 비파괴적으로 재배 현장에서 실시간으로 작물 생육부와 수경재배 근권부의 염분 농도를 모니터링할 수 있는 시스템을 개발하였다. 개발 시스템을 통해 NaCl 0 mM, 50 mM, 150 mM, 300 mM의 4가지 농도 조건에서 갯방풍을 대상으로 재배실험을 수행한 결과, 재배 중 염분 농도 수치의 변화 및 염분 농도가 높을수록 생체중이 감소하는 것을 확인하였다. 실제 생육 분석 결과에 따르면 개발 시스템을 통한 모니터링 결과에 상응하는 생체중 결과를 확인하여 염생식물의 생육 모니터링 적용이 가능할 것으로 평가되었다. 그러나 단위 생체중 당 기능성물질 함량의 경우, NaCl 농도가 증가할수록 증가하는 것으로 나타나 갯방풍의 상업적 재배 조건의 구명을 위해서는 생체중 외에 기능성 성분의 모니터링을 위한 시스템 보완이 필요하다고 판단되었다.
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본 연구에서는 채소정식을 위한 정식기에 사용하는 생분해성 포트를 개발하기 위하여 생분해성 첨가제의 비율에 따라 포트의 물성 및 식물의 생장 차이를 구명하였다. 본 실험에 사용된 생분해포트의 주원료는 크라프트지와 신문고지였고, 생분해성 포트는 주 배합비에서 내첨첨가제의 함량을 주원료 대비 각 3%, 5%로 제조하였다. 본 실험에서 8주 육묘 후 포트의 물리적 특성과 첨가제에 따른 변화를 알아보기 위해 포트의 인장강도, 두께, 무게 등을 조사하였다. 생분해성 첨가제가 함유된 포트와 일반 PE포트에 식물 생장도 비교하였다. 2주차에서 5주차에는 매주 배추의 생육조사를 진행했고, 5주차에서 8주차에는 고추생육조사를 진행하였다. 식물의 생장은 뿌리신선중(g), 지상부 시선중(g), 옆 장(cm), 옆 폭(cm)등을 측정하였다. 생분해성 포트에서의 식물 생장은 플라스틱 포트에 비해 생육이 저조하게 나타났다. 생분해성 포트의 무게와 두께는 첨가제 함량에 따라 낮은 상관성을 보였지만, 인장강도의 경우 차이를 보여 내첨제의 비율에 따라 생육에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 그러나 첨가제는 무게와 두께에는 영향을 미치지 않아 포트의 생분해 능력에는 영향이 없는 것으로 판단된다. 본 연구는 생분해성 식물 포트 개발의 기초자료가 될 것으로 기대된다.
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진동은 농업용 트랙터 운전자의 쾌적한 작업 환경 조성을 방해하고, 건강을 위협하는 요소이다. 본 연구에서는 국제 표준안(ISO 2631-1)에 따라 트랙터 운전자의 전신 진동을 평가하였다. 진동 시험은 재현성과 반복성이 뛰어난 four-post road simulator 상에서 6가지 노면 조건을 적용하여 수행하였다. 취득한 진동 신호의 파고율, 최대 진동 진폭, 피폭 진동 누적량, 실효치 등을 이용하여 진동 특성을 분석하였다. 최종적으로 건강 지도 위험 수준과 안락도에 대한 반응도를 평가 방법에 따른 실효치와 피폭 진동 누적량에 적용하여 농업용 트랙터의 운전자 전신 진동을 정량적으로 평가하였다.
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