식생활 변화에 따라 보리는 혼반용에서 점차적으로 보릿가루, 엿기름, 보리차, 새싹, 맥주, 면 등 다양한 용도로 활용될 뿐만 아니라, 건강식품으로 보리 수요가 확대되고 있어 이를 위한 용도별 고품질 기능성 보리 품종개발이 요구되고 있다. 따라서 이에 적합한 품종을 육성하기 위해 2005년에 조숙, 대립, 다수성 품종인 “큰알보리1호(IT213217)를 모본으로, 흑색 찰성 특성을 가진 “마산과맥(IT268885)/Mortoni(IT111490)” 계통을 부본으로 인공교배하여. 흑색 찰성이고 보리호위축병 저항성이면서 다수성인 취반용 ‘흑수정찰’을 개발하였다. ‘흑수정찰“은 6조이며 파성이 Ⅲ인 병성 겉보리로 이삭의 형태는 밀수형이고, 종실색은 흑색으로 까락이 길며 탈망성이 좋다. 출수기는 서둔찰에 비해 전작에서 5월 1일로 3일, 답리작에서 4월 27일로 4일 늦었다. 간장은 89㎝로 서둔찰보다 7㎝ 정도 긴 장간형으로 내도복성이며, 수장과 립수는 비슷하였고, 수수는 다소 적은 소얼성이다. 천립중(36.0g)은 서둔찰보다 2.0g 무거웠다. 병해저항성 중 보리호위축병은 저항성을 나타냈으며, 내한성은 서둔찰과 비슷하였다. ’흑수정찰’은 단백질 함량(12.5%)이 서둔찰과 비슷하나 베타글루칸 함량(6.7%)이 높고, 아밀로즈 함량(5.5%)이 낮은 찰성 품종이다. 수량성은 전작에서 4.72톤/ha으로 7% 증수, 답리작 3.75톤/ha으로 서둔찰과 비슷하였다. ‘흑수정찰’은 1월 평균기온이–8℃ 이상인 지역에 보급 될 것으로 기대 된다.

Rice, as a model system of monocotyledon plants for genomic studies, is a main staple food for over half of the world population. A rice retrotransposon, Tos17, is active during tissue culture and its ability was wildly used in insertional mutagenesis. In this study we have produced 2,000 non-GM mutants induced by Tos17 in rice. We analyzed >2,000 flanking sequences of newly transposed Tos17 copies by the adaptor-ligation PCR method. The frequencies of Tos17 insertions in the genic and intergenic regions were 60.3% and 36.6%, respectively. We also selected four Tos17 insertion mutant lines for three TF genes which can be considered to be considered to be involved in rice seed development based on expression microarray data: osrem3, osta1, osbhlh1-1, and osbhlh1-2 mutant lines. According to Quadruple 9-mer-based protein binding microarray (Q9-UPBM) experiment, we found that the OsREM3, OsTA1, and OsbHLH1 bound to the ACACCAC, CACGTG, and GTAACA motifs, respectively. In combination of Q9-UPBM, RiceArrayNet analysis, and expression microarray data, we identified 8, 20, and 9 putative target genes of OsREM3, OsTA1, and OsbHLH1, respectively. We have been screening and characterizing the mutations by extensive phenotypic analysis as well as the functional analysis of genes.

Anthocyanin, a group of purple or reddish flavonoids, have been recognized as health-promoting functional food ingredients due to antioxidant activity. For this reason, plant breeders are trying to increase the anthocyanin contents using methods such as classical breeding and biotechnological approaches. To broaden the mutants population, seeds of colored wheat variety (K4191) were irradiated by using 250 Gy gamma irradiation. Individual 968 M4 plants were grown in Korea Atomic Energy Research Institute field. Many mutant phenotypes were shown: seed color variation, abnormal spike shape, awning formation, heading and ripening time, plant height, ripening period, super dwarf, etc. To identify the inheritance traits of colored-wheat, individual lines were maintained the spike base classified by generation. Characteristics per spike and plant were piled up to construct for mutant database. In the future, fixed descent will be analyzed the anthocyanin contents or other phytonutrients by ultra-performance liquid chromatography (UPLC). Expression of seed color-related transcription factors and anthocyanin biosynthetic pathway genes will be examined.

15 cm이하의 결과모지에서 발생한 다래 과실의 무게는 평균 10.0±3.2 g이었고, 과실수는 평균 3.8±2.0개로 나타났다. 이결과는 30 cm 이상의 결과모지에서 발생한 결과지의 과실수 평균 13.3±7.8개에 비해 낮은 값이다. 15 cm 이하의 짧은 결과모지는 과실이 적게 착립하며 대부분 하급과실이 생산되므로 과실의 품질향상을 위해선 동계전정시 15cm이하의 결과모지를 우선 제거해야 할 것으로 판단된다. 전정처리구에서는 과실 총 생산량이 본당 평균 14.3±1.5kg이었으며, 이중 상급과실(15 g이상)이 8.2±0.9 kg, 중급과실(10 g에서 15 g)이 4.0±0.7 kg 그리고 하급과실(10 g이하)이 2.1±0.3 kg 생산되었다. 무처리구에서는 과실 총 생산량이 본당 평균 26.7±2.1 kg이었으며, 이중 상급과실이 2.5±0.5 kg, 중급과실이 19.2±1.4 kg 그리고 하급과실이 5.0±0.6 kg 생산되었다. 특히, 전정처리구와 무처리구에서의 15g이상의 상급과실의 무게분포를 보면 무처리구는 대부분 15～16 g의 과실이 분포하였으나, 전정처리구는 15～20g이상까지 고르게 분포하는 것으로 나타났다. 따라서, 전정을 실시하지 않을 때 17 g 이상의 과실생산이 쉽지 않을 것으로 판단되며, 고품질 다래 생산을 위해서는 적절한 동계전정이 필수적이다.

국내외에서 수집된 유전자원 632점에 대한 isoflaovne 함량의 변이를 구명하여 기능성 콩 품종개발의 기초자료로 활용하고자 본 연구를 수행하였다. Isoflavone의 총 함량 평균은 801.2㎍/g, 범위는 162.2~3,569.5㎍/g 이었다. Daidzein의 총 함량의 평균은 312.6㎍/g이었고, 47.3∼2,050.1㎍/g의 범위였으며, glycitein은 평균 121.1㎍/g, 범위는 27.1∼443.8㎍/g이었다. Genistein의 평균함량은 367.6㎍/g이었고, 19.5∼1,404.6㎍/g의 범위였다. 총 함량이 2000㎍/g이상 되는 고함량 자원은 IT262889, IT167230, IT100869, IT171009, IT208248, IT142854 및 IT142911이었다. 수집국가에 따른 총 평균함량은 캐나다가 가장 높았으며, 일본, 미국, 북한, 중국, 한국, 러시아의 순이었고, 종실크기에 따른 총 평균함량은 소립종이 가장 높았으며, 중립종, 대립종의 순이었다. 종피색에 따른 총 평균함량은 녹색콩이 가장 높은 함량을 보였으며, 검정콩, 갈색콩, 황색콩의 순서로 나타났다. Daidzein, glycitein 및 genistein과 총 isoflavone함량 간에는 정의 상관이었으며, 각 함량간의 상관관계 또한 정의 상관이었다.

Kenaf (Hibiscus cannabinus L.) native to Africa can be used as fiber, food, feedstock and bio plastic. This study was carried out to evaluate the mineral, amino acid and vitamin contents of six selected kenaf cultivars which are enable to produce seed under Korean circumstance. The leaves of three mutant cultivars (Jangdae, Jeokbong and Baekma), two original cultivars (Jinju, C14) and one Chinese cultivar (Auxu) were harvested at flowering time. Mineral components of kenaf leaves, such as calcium, potassium, and mineral, did not showed significant differences among the cultivars. As major amino acids including proline and phenylalanine, significant differences were found in these kenaf cultivars. The Auxu cultivar contained the highest amount of essential amino acid (Phenylalanine, Leucine, Isoleucine, Valine, Methionine and Lysine). The amount of vitamin displayed significant differences such as vitamin E and vitamin K among these cultivars. Especially, Jangdae cultivar contained the highest amount of vitamin E and vitamin K. Thus, these data suggested that Jangdae and Auxu is the most desirable cultivar containing high amount of vitamin and amino acid.

Mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling cascades play critical roles in various cellular events including abiotic/biotic stress responses, innate immunity, hormone signaling and cell specificity in plants. The MAPK-mediated stress and ethylene signaling are recently known to be involved in nitogen-fixing symbiotic interactions; however, the biological role of MAPK for nodule development in legume plants is largely unknown. We here elucidated that MtMKK5-MtMPK3/6 cascade negatively regulate the nitrogen fixing nodule formation in Medicago truncatula. MtMKK5, an ortholog of SIMKK, overexpression significantly reduces the nodule formation in M. truncatula roots. MtMKK5 directly activates MtMPK3/6 by phosphorylation on the TEY motif within the activation loop in the cytoplasm, which might link to EFD as a negative regulator for nodule formation. EFD has a putative MAPK phosphorylation Thr residue and could be a target of the activated MtMPK3/6 in the nucleus. Consistently, a MAPK specific inhibitor U0126 enhances nodule formation and confers similar nodule phenotypes to the efd-1 mutant such as lower proliferation and differentiation to symbiotic tissues. Our works thus reveal a key negative signaling module mediated by MtMKK5-MtMPK3/6-EFD for symbiotic nitrogen fixing nodule organogenesis.

A new cultivar of walnut (Juglans sinensis) was developed through selection from Korea Forest Research Institute. The goals of this research were to evaluate the yielding of walnut and their fruit characteristics of walnut selected from different regions in Korean Wild. Different varieties of walnut grown in Korea, were investigated in what concerns fruit weights, fruit length and their yielding. The walnut belongs to the family Juglandaceae. It is one of the most important nut crops grown in temperate regions. Walnuts, the seeds of J. sinensis are a highly nutritious food. They are also used as a traditional remedy for treating cough, stomach ache and cancer in Asia. The present investigations were undertaken during 2000-2009 in five walnut growing areas. In the present study a wide range of variation was observed in walnut characters from different locations. From these varieties, we have been regularly investigated the fruiting characteristics, which are the average of Fruit Length (FL) and Width (FW), and Weight of Fruit (WF) and Individual Yields (IY), during 10 years to select good quality walnut trees.

무는 한국인의 주요 부식인 김치 뿐 아니라, 국, 무침, 찌개 등 다양한 요리의 재료가 되는 전통 채소이다. 70년대 초반에 우수한 일대잡종 품종을 개발하였으며, 70년대 중반부터 일본에 수출을 시작하여 이후 꾸준하게 수출이 증가하여, 2014년에는 일본, 중국, 미국 등에 8,896US$를 수출하여 전체 채소종자 수출액의 22%를 차지하게 되었다. 최근 중국과 인도의 채소종자 시장이 일대잡종 시장으로 변화되며 우수 품종이라면 고가를 주고라도 구입하려는 농가가 증가하고 있어 국내 뿐 아니라 외국 시장의 수요를 충당할 수 있는 다양한 특성의 품종 개발이 필요하게 되었다. 이를 뒷받침하기 위해 국립원예특작과학원 채소과에서는 다양한 특성의 중간모본을 육성하여 신속하게 민간에 보급코자 연구를 수행하였다. 제주 지역은 단지무, 갯무 등 다양한 무 자원이 자생하는 곳으로 육종 적으로 중요하다. 따라서 2005년에 제주 지역에서 수집된 자원을 2006년에 수원에서 평가 후 뇌수분을 통한 세대진전을 지속적으로 수행하였다. 2010년 가을 노지에서 재배하며 그 원예적 특성을 민간 육종가와 공동 평가한 결과 우수한 계통으로 선발되었다. 2010년엔 무 파종 직후 태풍이 강하게 발생하여 성숙모본의 상태가 불량하여 당해연도엔 종자의 증식이 원활치 못하여 2011년부터 2014년까지 종자 증식 및 증식된 종자의 순도 검정을 수행하였다. 2015년에 증식 완료된 종자를 국립종자원에 ‘원교 10045호’(출원 2015-398)로 품종등록 하였다. ‘원교 10045호’는 지상부와 지하부 전체 무게가 593g으로 대조인 ’서호무‘의 2,231g보다 작았으며, 뿌리 무게도 479g으로 대조의 1,862g보다 작았고, 뿌리의 길이는 16.3cm로 대조의 22.1cm보다 짧았다. 근폭은 잎과 닫는 부위인 상부의 지름이 41mm로 대조의 67mm보다 좁았으며, 가장 두꺼운 부위의 지름은 9cm로 대조의 14cm보다 좁았고, 끝부분인 하부의 지름은 20mm로 대조의 29mm보다 좁았다. 엽수는 20.5매로 대조인 ’서호무‘의 24.1매보다 적었으며, 잎의 길이는 23.5cm로 대조의 39.3cm보다 짧았다

DNA barcoding is the use of short DNA sequences of the genome for large scale species identification. The Consortium for the Barcode of Life (CBOL) plant-working group recommended the 2-locus combination as the standard plant barcode. The evolutions of the chloroplast regions combine with nuclear gens are sufficiently rapid to allow discrimination between closely related species. We evaluated the efficacy of the proposed plant barcoding loci matK along with ITS2 for barcoding Vigna species. To assess the discrimination ability of barcoding loci to resolve Vigna species, we sampled 52 of the taxonomically best known groups in the genus. Topologies of the phylogenetic trees based on ITS2 and matK analyses were similar but a few accessions were placed into distant phylogenetic groups. Neither ITS2 nor matK analyses were able to discriminate some closely related Vigna species alone. Thus, we used concatenated data to increase the resolving power of ITS2 and used matK as an additional tool for phylogenetic analysis in Vigna because characterization of the nucleotide sequences of matK region was easier to recover and more cost-effective than those of the ITS region.

Peanut is grown worldwide in the tropics and temperate zones primarily as an oilseed crop (38-54%) and protein source(25-30%). A new peanut variety “Daan”(Arachis hypogaea ssp. fastigiata L.) with the high yield potential was developed at the Department of Southern Area Crop Science, NICS, in Milyang in 2014. This was developed from the crossing line between cultivar “Sangpyeong” with short stem and high quality and “Dakwang” with large grain. “Daan” which is Shinpung plant type has 44cm of main stem length and 13 branch number per plant. Each pod has two grains with long ellipse shape of brown testa and yield components is composed of 34 mature pods of per plant, 127g of 100-seed weight, 75% of pod shelling ratio in the regional yield trials(RYT). Seed quality showed 47.8% of crude oil and 28.3% of protein content. This variety also showed more resistant to early leaf spot, late leaf spot, web blotch, stem rot and lodging compared with check variety “Daekwang”. In the regional yield trials “Daan” outyielded check variety by 16% with 5.00 MT/ha for kernel yield.

Anthocyanin has antioxidant and radical-scavenging effects which may protect cells from oxidative damage and reduce risk of cardiovascular diseases and cancer. A new peanut variety “Heuksaeng”(Arachis hypogaea ssp. hypogaea L.) with dark purple peanut skin was developed at the Department of Southern Area Crop Science, NICS, in Milyang in 2014. This variety was developed from the crossing line between cultivar “Iksan 31” with short stem and erect plant type and “Iksan35” with large grain and purple skin. “Heuksaeng” which is semi erect Virginia plant type has 32cm of main stem length and 25 branch number per plant. This also show more resistant to late leaf spot, web blotch and lodging, compared with check variety “Daekwang”. Each pod has two grains with ellipse shape of purple testa and its yield components is composed of 60 mature pods of per plant, 69g of 100-seed weight, 77% of pod shelling ratio in the regional yield trials(RYT). For 3 year regional yield trials the average kernel yield of “Heuksaeng” had 4.25 MT/ha similar to that of check variety. Its seed quality show 26.9% of crude protein and 46.0% of crude oil and 53.4% of oleate in fatty acid composition. Peanut skin of variety “Heuksang” consist of 2 kind of anthocyanin compounds such as 4.67mg/100g of delpinidine-3-glucoside (D3G) and 1.18mg/100g of cyanidine-3-glucoside(C3G). Peanut variety with high anthocyanin conent in skin will be useful to the recent preference of colorful food with healthful functional compounds.

소포자 유래 배 발생 효율을 높이기 위해 무 모식물체의 광질 처리에 따른 개화까지 소요되는 기간, 화기구조, 소포자 밀도와 소포자 유래 배 발생 효율 및 활력을 조사하였다. 공시재료로 소포자 유래 배 발생 효율이 높은 태백무를 선정하였으며, 4.0±0.5mm길이의 화뢰를 선별하여 실험을 수행하였다. 광질 처리는 각각 LED 단독광(Red), LED 혼합광(Red+Blue+White) 그리고 형광등으로 처리하였으며, 광량은 50μ㏖m-2s-1로 설정하여, 16/8시간(명/암)의 광주기 조건에서 생육하였다. 광질 처리에 따른 무의 개화시기는 형광등 처리구에서 다른 처리구에 비하여 평균 20일로 가장 빨랐다. 처리별로 화뢰 구조를 관찰한 결과, LED 단독광(Red)과 LED 혼합광(Red+Blue+White)에서 재배된 모식물체의 화뢰가 소포자 유래 배 발생 효율이 높은 단계로 보고된 주두의 길이가 꽃잎의 길이보다 긴 화뢰가 형성된 것을 확인할 수 있었다. 광질 처리에 따른 소포자의 밀도는 LED 단독광(Red)에서 화뢰당 약 3,579,000개로 가장 많이 조사 되었으며, 소포자 유래 배 발생 효율 역시 약 2.46개로 가장 높았다. 또한 LED 단독광(Red)에서 재배한 모식물체의 화뢰가 소포자 활력 유지 비율이 가장 높았다. 무 모식물체를 형광등에서 재배하였을 때, 개화까지 소요되는 기간을 가장 많이 단축시킬 수 있었으며, 또한 LED 단독광(Red)에서 소포자 밀도 및 소포자 유래 배 발생효율 그리고 활력 또한 다른 처리구에 비하여 높은 결과를 보였다. 소포자 유래 배 발생 효율을 높이기 위한 방법으로 무 모식물체에 LED를 이용한다면 소포자 배양에 적합한 단계의 화뢰를 단기간에 생산할 수 있으며, 소포자 유래 배 발생 효율을 증가시킬 수 있을 것으로 기대된다. 또한 위의 결과는 다른 작물의 반수체 육종을 이용한 신품종 육성에도 적용 가능할 것으로 판단된다.

미나리의 종자번식을 위해 각 기간에 따라 층적처리 한 후 세척 방법에 따른 발아율을 조사하였다. 층적처리 유무에 따른 발아율을 조사한 결과 층적처리를 하였을 때 69.3%로 층적처리를 하지 않았을 때 보다 약 1.4배 높게 발아 되었다. 층적처리 전, 수확한 종자를 음건 처리한 후 발아율을 비교한 결과, 음건처리를 하지 않은 종자의 발아율이 더 높게 조사되었다. 음건처리 하지 않은 종자를 저온저장고와 노지에 각각 2, 4, 8, 12주 동안 층적처리하여 저장한 결과, 노지에서 8주 동안 처리하였을 때 발아율이 평균 88%로 가장 높았다. 개화 후 40일 된 종자를 수확하여 모래층적처리 한 후 증류수와 농도 수준이 다른 sodium hypochlorite, vital oxide로 세척시간을 달리하여 발아율을 조사한 결과 증류수는 세척시간에 따른 발아율을 차이를 보이지 않았으나, sodium hypochlorite의 경우 0.5∼1.0% 용액으로 약 3∼5분 동안 세척하였을 때 발아율이 향상되었고, 2.0% 용액으로 세척하였을 때는 발아율이 저하되는 경향을 나타내었다. 또한 vital oxide 0.0005%의 농도로 60분 동안 세척하였을 때 발아율이 향상되었다. 본 연구 결과 기존의 열악한 환경에서 악성노동이 요구되는 영양번식에서 종자번식으로 전환하여 악성노동을 탈피하고, 기계화를 통한 노동력 감소 및 청정재배를 가능하게 하는 기초자료로 사용 가능할 것이며, 또한 종자발아가 어려워 재배화가 불가능한 많은 식물의 재배법 연구에 도움이 될 것으로 기대된다.

Potato glycoalkaloids(PGAs) are potentially toxic to humans at high levels and current safety regulations have recommended that PGAs content in tubers of potato cultivars should not exceed 20 mg/100g·FW. Accordingly, it is important to determine the PGAs composition and levels on potato cultivars for food safty and the breeding for new cultivars with low levels of PGAs. The main aim of this study was to evaluate α-chaconine, α-solanine and total PGAs content in the peel and cortex portions in 24 cultivars including ‘Haryoung’, ‘Goun’, ‘Hongyoung’ and ‘Jayoung’, recently released by Highland Agricultural Research Institute. The total PGAs ranged from 3.1 to 10.1 mg/100g·FW. 75-94% of total PGAs was existed in the peel part of all cultivars. We selected two cultivars, which can be eaten wth the skin on tubers, and so used for soy sauce braised potatoes and baby potatoes for the rest area. These results will provide consumers and breeders with fundamental information about the content of PGAs in Korea major cultivars.

팥은 전통음식인 팥죽을 비롯, 떡, 빵, 과자, 팥빙수 등의 앙금 및 양갱 재료 이용 뿐만 아니라, 최근 현대인의 건강식품, 천연색소, 다이어트 음료, 미백용 화장품 등 다양한 분야에서 사업화 되고 있다. 이러한 제품의 원료곡으로 주로 적색팥이 사용되었으나 팥 재배면적 및 소비 확대를 위해서 가공 특성이 우수하고 기능성분이 높은 다양한 색상의 팥 신품종 개발이 요구되고 있다. 지금까지 흰 앙금은 붉은 팥의 종피를 제거하여 제조하는 가공과정이 필요하였다. 또한 붉은 팥은 소비자 및 가공업체에서 원하는 다양한 색깔의 양갱 및 앙금 제품 개발에 한계가 있다. 새로 개발된 팥 신품종 ‘흰나래’는 이러한 가공단계 생략 및 제품 다양화에 알맞은 흰앙금 제조가 가능한 황백색 종피를 가진 품종이다. ‘흰나래’는 2003년에 흰앙금 제조 팥 품종개발을 목표로 Gyeongwonpat와 Sodubaenggei 3을 교배육종법을 통해 2014년 육성된 신품종이다. 2010～’13년에 강원, 충북, 전북, 밀양 등 4개소에서 실시한 지역적응시험에서 수량은 1.86MT/ha 이며 ‘흰나래’의 성숙시기는 충주팥 보다 10일 늦은 10월 12일로 만생종이다. 백립중은 16.6g으로 대립이며 흰앙금 제조 가공특성과 품질이 우수하다. 흰앙금 제조특성이 우수한 ‘흰나래’는 팥의 용도 다양화, 신수요 창출, 부가가치 향상 및 소비확대에 기여 할 것으로 기대된다.

조는 균형 잡힌 영양소와 풍부한 미량원소로 인하여 건강기능성 곡식의 하나로 최근 관심이 증가하고 있는 밀렛류 대표작물이다. 새로 개발된 조 ‘단아메’는 키가 97cm로서 대조품종에 비하여 20cm나 작은 단간종으로 쓰러짐에 강하여 기계수확하기에 적합한 품종이다. 평균 출수기는 ‘13년~’14년 8월 7일로 대조품종인 황금조에 비하면 4일 정도 늦으나, ‘삼다찰’ 등의 만생종 품종에 비하면 10일 정도 출수가 빠른 중생종이다. 수량성은 2013~2014년 2년간 밀양에서 실시한 생산력검정시험 결과 평균수량은 286 kg/10a으로 대비품종인 ‘황금조’에 비하여 5% 감소되었으며, 같은 해 전국 5개 지역에서 2년간 실시한 지역적응시험 평균수량은 381 kg/10a로 대비품종 ‘황금조’보다 4% 증수되어 ‘황금조’와 수량이 비슷하였다. 주당수수는 1.8개, 수당이삭무게는 10.9g, 등숙비율 68.3%로 황금조와 비슷한 편이고, 천립중은 조곡 2.95g, 현곡 2.38 g으로 ‘황금조’ 보다 약간 무거운 편이다. 조는 배유특성에 따라 밥에 넣어먹거나 떡으로 이용하는 찰기가 있는 차조와 찰기가 없는 메조로 나뉜다. ‘단아메’는 주황색 종피를 지닌 메조로서 죽이나 제과, 선식 등의 가공에 이용하기 좋고, 밥에 넣어 먹어도 좋은데 특히, 찰기가 없어 식감이 좋은 볶음밥, 리조또 등에 사용하면 잘 들러붙지 않고, 밝은 노란색의 조 알갱이가 흰 쌀밥과 잘 어울리므로 새로운 조의 소비확대에 기여할 것으로 생각된다.

종자생산기지의 주기적인 구과분석은 산림종자의 안정적 생산·공급을 위한 채종원의 종자생산성 및 관리상태 진단기준설정에 요구되는 기술이다. 본 연구에서는 2013-2014년 안면도 채종원의 소나무 구과분석을 통해서 종자생산성 및 관리상태를 진단하고자 연구를 수행하였다. 연구방법은 안면도 채종원 4개 단지에서 40본의 채종목을 선정하였고, 각각 4~6개의 구과를 채취하여 특성을 조사하였다. 구과분석은 구과의 외형적 특성(크기, 무게, 인편수)과 종자개수, 충실종자 및 고사배주 등을 조사하여 채종원의 종자생산성 및 관리실태를 검토하였다. 그 결과 개체별 구과의 길이 43.52~43.64mm, 폭 23.09~23.70mm, 무게(FW) 11.68~12.01g으로 개체별·단지별 구과크기에는 유의차가 없었다. 종자생산량의 경우 2013년 384.60kg, 2014년 267.70kg로 단지별·년도별 종자생산량에 차이를 보였다. 2013년 구과의 종자생산 잠재성(Seed potential)은 평균 156.12개(최고 165.06개, 최저 136.26개), 총 종자생산 평균 36.77개(최고 42.63개, 최저 30.41개), 충실종자 평균 30.18개(최고 36.34개, 최저 25.15개) 이었고, 종자충실율은 82.1%로 나타났다. 2014년 종자생산 잠재성은 평균 175.09개(최고 178.52개, 최저 170.72개), 총 종자생산 평균 42.37개(최고, 51.49개, 최저 34.98개)로 전년도에 비해서 증가하였고, 충실종자 평균 33.64개(최고 42.96개, 최저 26.45개)로 유사하였으나, 종자충실율은 79.4%로 전년도에 비해서 조금 낮았다. 년도별 1차 및 2차 고사배주를 조사한 결과 2013년도에는 각각 1.03과 4.07로 나타났고, 2014년도는 각각 3.08과 0.50로 나타나 수분(pollination), 충해 및 영양결핍 등에 의한 영향으로 사료된다. 이와같이 구과분석을 통한 채종원 종자생산 진단기술은 주기적인 종자 예찰조사(개화시기 특성조사, 유구과 특성조사)와 기상자료 분석을 수행하여 종자생산에 관련된 수분(pollination) 생리, 병해충 방제 및 영양상태 점검 등을 검토할 수 있는 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.

홍화의 집단교배를 통한 품종 육성 및 유전자지도 작성에 대한 연구가 요구되고 있지만, 이를 위해서는 유전 분리집단 육성이 선행되어야 한다. 홍화의 육종은 주로 자가수분식물의 방법이 적용되어 격리채종 등의 방법으로 이루어져왔다. 현재까지 육종된 청수홍화 (1999년), 진선홍화 (2000년), 의산홍화 (2000년)와 화선홍화 (2002년)는 수집종의 선발 방법을 이용하였으며, 집단교배를 통한 육종은 이루어지지 않았다. 타가교배 방법을 통하여 새로운 품종의 육종은 교배대상 모본과 부본의 자원 선발이 선행되어져야 한다. 본 연구는 홍화 집단교배 및 유전자지도 작성을 위하여 수집자원으로부터 교배대상 모본과 부본 자원을 선발하고자 수행되었다. 대상 자원은 국내·외 지역 재래종과 품종 등 34자원을 수집하여 시험포장에 증식한 식물체를 대상으로 수행하였다. 증식된 자원은 각각 종자를 격리 채종하여 파종 후 개화시기, 두화 수 및 형태적 특성평가를 실시하여 선발하였다. 식재된 자원의 개화시기는 6월 11일에서 7월 1일로 최대 20일 가량의 차이를 보였으며, 개화율은 90% ∼ 100%로 나타났다. 두화 수는 개체 당 8.3개 ∼ 37.7개로 최대 4.5배 가량 차이를 보였다. 모본은 개화시기가 가장 빠르며 개화시작 후 20일 이내에 90%이상 개화가 이루어진 육성품종 의산홍화를 선발하였다. 부본은 한 개체 당 두화 수가 37.7개로 꽃 수가 가장 많으며 초장이 가장 작아 단간의 형태로서 도복에 아주 강한 미얀마 수집자원 MMR-STS-2011-11039를 선발하였다. 선발된 모본과 부본의 잎은 모두 난상피침형이나, 모본에 비해 부본의 잎은 폭이 좁으며 매우 강한 가시가 잎과 줄기에 나타나 형태적으로 현저한 차이가 나타났다. 선발된 자원은 형태적 다양성이 높고 유사도가 낮아 집단교배 및 F1 세대 육종을 통한 유전자 지도 작성 연구에 적합한 자원으로 판단된다.

Based on double pseudo-testcross theory, a population of 76 F1 clones, which were derived from a cross of China type tea plants (Camellia sinensis var. sinensis) with a Korean tea cultivar, ‘Kemsull’ for female parent and a Japanese tea cultivar, ‘Houshun’ for male parent, was used to construct a genetic linkage map with AFLP markers. Totally, 2,360 markers were detected by 26 pairs of primers and 90.8 markers for each pair on average. Among these, 481 markers (20.3%) were polymorphic, 392 markers (81.5%) of which showed Mendelian segregation ratio (p=0.01). Of these Mendelian segregated markers, 139 (35.5%) were segregated in 3:1 ratio and 253 (65.5%) were segregated in 1:1 ratio. The construction of AFLP molecular marker based linkage map were carried out by Joinmap 4.0 version. The linkage map of ‘Kemsull’ contained 227 markers which distributed into 18 linkage groups. The linkage map of ‘Kemsull’ covered 1,382.2 cM with the average distance between two markers of 6.0 cM. The linkage map of ‘Houshun’ contained 154 markers which were distributed into 17 linkage groups and were spanned with the total map length of 1,540.9 cM and the average distance between two markers of 10 cM. However, these AFLP markers were not distributed evenly and further even saturation is additionally required.