해충저항성 Bacillus thuringiensis (Bt) 벼의 비표적곤충인 벼물바구미(Lissorhoptrus oryzophilus)에 대한 성충 전용살충제 Clothianidin 액상수화제의 살충제 감수성 시험을 실시한 결과, 72시간-LC50은 0.245 ml/L(95% 신뢰한계는 0.195~0.307 ml/L)이었으며, Bt벼의 모본으로 대조로 사용한 낙동벼의 72시간-LC50은 0.257 ml/L(95% 신뢰한계는 0.199~0.331 ml/L)이었다. 72시간-LC50은 낙동벼에서 다소 높았지만, 해충저항성 Bt벼 72시간-LC50이 낙동벼의 95% 신뢰한계 내에 포함되어, 두 품종의 LC50값에 유의성이 없는 것으로 판단된다.

해충저항성 Bt벼와 낙동벼의 미꾸리(Misgurnus anguillicaudatus) 와 잉어(Cyprinus carpio)에 대한 급성독성시험을 실시한 결과 48시간 및 96시간-LC50은 1,000mg/L 이상으로 나타났다. 48시간 및 96시간 무영향농도(NOEC)는 1,000mg/L이었다. 급성독성 시험기간 중 해충저항성 Bt벼와 낙동벼간의 pH, DO, 수온, 체중 및 전장에 대한 유의적인 결과는 나타나지 않았다.

담배와 고추의 주요해충인 담배나방 [Helicoverpa assulta(Guenee)]의 미생물적 방제법을 개발하기 위하여, 아직 국내에서 보고되지 않은 담배나방 핵다각체병 바이러스 담배나방 사충으로 부터 분리하고, 바이러스의 전자현미경 관찰 및 바이러스 DNA의 제한효소 분석 등을 통한 생화학적 특성을 조사하였다. 담배나방 핵다각체병 바이러스의 다각체는 구형에 가까운 20면체로서 크기는 평균 약 1.0m 정도이고, 다수의 바이러스 입자가 다각체 단백질에 포매되어 있었다. 포매된 바이러스 입자는 한개의 봉상 nucleocapsid가 하나의 envelope 내에 매립된 형태의 SNPV(single embedded nuclear polyhedrosis virus)로, 형태는 전형적인 봉상으로서 그 크기는 약 였다. 또한 다각체 단백질의 SDS-PAGE 분석 결고, 분자량은 약 31 Kd이었으며, 담배나방 핵다각체병바이러스 DNA를 분리하여 EcoRI. HindIII 등 수종의 제한효소로 처리분석한 결과, 그 genome의 크기는 약 120Kb 정도였다. 본 핵다각체병바이러스는 담배나방 유충에만 병원성을 나타내 기주특이성을 보였다.

국내에서 분리된 파밤나방 핵다각체병바이러스(Spodoptera exigua nuclear polyhedrosis virus: SeNPV)의 생화학적인 특성을 규명하기 위하여 몇가지 실험을 행하였다. SeNPV는 하나의 envelopeso내에 다수의 nucleocapsid가 존재하는 MNPV(multiple embeded NPV)형태였다. 다각체단백질은 분자량 30kb의 단일 band로 나타났으며, Spodoptera litura NPV와 Bombyx mori NPV의 다각체단백질 항체에 반응하여 뚜렷한 침강선을 형성하였다. 비리온 단백질을 은염색한 결과, 많은 수의 minor band들이 포함된 49개의 band로 나타났으며, 바이러스 DNA를 분리하여 여러종의 제한효소에 의한 대략적인 genome size는 약 110kb 였다.

Radish (Raphanus sativus L.) is a species of the Brassicaceae family and an important root vegetable crop, produced worldwide. A total of 82 radish accessions with various morphological and physiological characteristics analyzed for total sugars content. These accessions includes five subspecies and classified as wild, wild-relative, traditional and improved cultivar. The four sugars, glucose, fructose, sucrose and maltose, showed various contents in 82 accessions. Total sugar content ranged from 5.64 to 46.68 ㎎/g and showed average 25.33 ㎎/g. Total sugar content was not statistically significant among the five subspecies, but individual sugar ratio varied. The wild, wild-relatives and traditional cultivars were not significantly among average total sugars content compared with improved cultivars. On the other hand, the wild and traditional cultivars were showed high ratio of individual sugars. These results could be valuable information for the development of new radish cultivars and regulation of sugars biosynthesis in radish.

과수작물은 국내 농업총생산액의 8.3%정도를 차지하는 주요 작목으로 목본성, 영년생 식물에 해당하며 열매가 재배의 최종산물이다. 영년생 식물의 특성 상 종자의 발아에서부터 개화까지 길게는 10년 이상의 기간이 소요되어 세대진전이 늦기 때문에 교배 후 후대의 전개와 조사가 어렵다. 또한 많은 경우 자가불화성과 교배불친화성이 존재하기 때문에 유전형이 이형접합상태이므로 유전특성을 분석하고 이해하는데 어려움이 크다. 따라서 유전현상에 대한 이해도가 낮아 효율적이고 정밀한 품종육성에 큰 제한이 되고 있다. 최근 NGS 기반의 대량 유전정보의 활용기술은 과수작물에서도 유전현상 이해의 어려움을 극복할 수 있는 새로운 기술로 각광 받고 있다. 대규모 과수작물의 유전체 육종 연구가 미국, 유럽 등 선진국을 중심으로 추진 중이지만 아직까지 초본성 작물에 비해 시작단계에 불과하므로 아직까지 기술적 수준 차가 크지 않아 연구와 기술개발의 경쟁력이 있다고 할 수 있다. 국내에서는 농생물게놈활용연구사업단에서 교목성 자가불화합성 장미과 과수인 사과와 배, 덩굴성 자가화합성 과수인 포도를 대표작물로 선정하고 1단계에서 핵심집단을 구축한 바 있으며, 현재 자원을 이용한 게놈전체연관분석이 추진 중이다. GWAS기술을 이용한 유용유전자의 동정과 분자표지의 개발은 과수작물이 가진 유전분석의 어려움을 극복하고 유전자원을 이용하여 농업적으로 중요한 형질과 관련된 유전자를 탐색과 이용에 대한 효율을 높일 수 있는 장점이 있다. 따라서 그 연구결과는 해당 작물뿐 아니라 과수 전체의 유전현상에 이해를 높이고 고효율, 정밀 육종을 통해 국내 과수육종의 경쟁력을 크게 증진할 수 있을 것이다.

글루코시놀레이트는 십자화과 채소에 다량으로 함유되어 있으며 병해충 저항성 및 항균 기능을 가지는 식물의 이 차대사산물 중 하나이다. 최근에는 글루코시놀레이트가 가지는 항암 기능이 알려지면서 기능성 물질로써 주목을 모으고 있다. 식물에서 글루코시놀레이트 생합성 조절을 위한 분자생물학적 연구는 애기장대를 중심으로 진행되 었고, 그 결과 글루코시놀레이트 생합성과 관련된 MYB 전사 조절 인자의 기능이 확인된 바 있다. 본 연구에서는 십자화과 채소인 배추에서 글루코시놀레이트 생합성에 관련된 MYB 전사 조절 인자를 탐색하고, 유전자의 발현 을 분석함으로써 글루코시놀레이트 생합성과 관련된 MYB 전사 조절 인자의 발현 기작을 규명하고자 하였다. 배 추 유전체 연구를 통해 밝혀진 정보를 바탕으로 글루코시놀레이트 생합성에 관여하는 것으로 알려진 BrMYB 유 전자 13종이 확인되었다. 전사 조절 인자 13종의 microarray 데이터를 분석한 결과, 식물의 생육 단계별로 다양한 발현 양상이 관찰되었고, 몇몇 전사 조절 인자의 경우 abiotic stress 처리에서 강한 유전자 발현이 관찰되었다. 다양 한 표현형을 가진 배추 유전자원 35 계통을 대상으로 각 전사조절 인자의 발현을 Real-time PCR 방법으로 분석한 결과, 전사 조절 인자 간 유전자 발현양에 유의한 상관관계가 확인되었다. 또한 HPLC 분석을 통하여 확인된 배추 유전자원 35계통의 글루코시놀레이트 성분 분석 결과와 유전자 발현 간에 상관관계를 분석한 결과, 각 전사 조절 인자와 글루코시놀레이트 성분 간 유의한 상관관계가 관찰되었다. 본 실험의 결과 배추의 글루코시놀레이트 생합 성에 관여하는 BrMYB 전사 조절 인자의 발현 분석을 통해 글루코시놀레이트 함량에 관여할 것으로 추정되는 주 요 BrMYB 전사 조절 인자를 확인할 수 있었다.

본 연구에서는 배추 VCS3M-DH 집단의 75개 계통을 대상으로 캘러스 유도 및 식물체 재분화 능력을 검정하고 이와 관련된 유전자의 염색체상의 위치를 밝히고 연관 QTL을 탐색하여 배추의 조직배양 능력에 관련된 유전자를 분리하는데 활용하고자 하였다. 양친 계통인 VC-1-2와 SR5의 교배를 통해 얻어진 F1의 소포자 배양에 의해 총 91개의 VCS3M-DH(Double haploid) 집단이 획득되었다. 이들 중 75개 계통을 사용하여 각 계통의 캘러스 유도 및 식물체 재분화 능력을 조사하였다. 그 결과 0-95%의 매우 광범위한 범위의 캘러스 유도율이 관찰되었고 63 계통에서 캘러스의 유도가 관찰되었고 13 계통에서 50% 이상의 높은 캘러스 유도율이 관찰되었다. 배축 절편체로부터 캘러스가 획득된 66 계통을 대상으로 재분화 유도율을 조사한 결과 27 계통에서 재분화 식물체가 관찰되었고 VCS3M-85는 34.5%의 가장 높은 식물체 재분화율이 관찰되었다. 본 실험의 결과 배추의 배축 절편체로부터 캘러스 유도 및 식물체 재분화 능력은 계통별로 현저한 차이가 관찰되었고 이러한 계통별 차이는 배추의 조직 배양 능력이 유전적 요인에 의해 조절되고 있다는 것을 나타낸다. 또한 캘러스 유도율과 재분화율은 1% 유의수준에서 상관관계가 성립되어 캘러스 유도율이 높은 계통에서 높은 재분화율이 관찰되었다. 이상의 결과를 토대로 VCS3M-DH집단의 캘러스 유도 능력 및 재분화 능력에 관여하는 QTL을 composite interval mapping 분석을 통하여 탐색한 결과 캘러스 유도에 관련된 6개의 QTL과 재분화 유도에 관련된 5개의 QTL이 확인되었다. 향후, 본 실험의 결과를 바탕으로 배추의 식물 조직배양 능력에 관여하는 유전자를 탐색하고 map-based cloning에 활용할 예정이다.