한반도 북부 지역에 적응하는 옥수수 품종 개발의 기초연구의 일환으로 2017~2018년 중국 요녕성 동항과 연변주 용정에서 18 품종/교잡계를 파종기, 재식거리 및 시비량 등 관행에 따라 재배하여 출사기 성숙기 반응 및 수량성을 조사하였다. 1. 지역 간의 출사까지의 적산온도 차이가 출사일수의 변이 보다 적으며, 출사일수 차이가 10일 이상인 품종/교잡계는 다청옥, 강다옥, 14GS19/14GS11이었다. 출사일수의 연차변이가 적은 반면 출사까지 적산온도가 큰 경향을 보였다. 2. 동항이나 용정의 적산온도는 북한의 옥수수 숙기 분류기 준에 중간늦종 범위를 벗어나는 늦종 그룹으로 분류할 수 있었다. 용정에서는 북한 성수군 기준의 늦종 재배 가능하며, 동항은 북한의 수풍, 회천, 신포, 양덕, 평강을 잇는 지역에 해당한다. 3. 평균 수량이 10a 당 1,000 kg 이상인 품종은 신황옥 (1,076 kg), 황다옥(1,023 kg), 그리고 중국 비교품종 Xianyu335, Fulai818도 각각 1,013 kg과 1,038 kg이었다. 18개 품종/교잡 계의 대부분이 중간늦종~늦종 군에 분류되었다. 18개 품종/교 잡계의 대부분이 중간늦종~~늦종 군에 분류되었다. 4. 북한의 각 지역별 재배 가능한 성숙군은, 중산지 혜산은 중간종, 북부 선봉은 중간종~중간늦종, 북부 산간인 중강과 동해안 북부 청진지방은 중간늦종~늦종 재배가능지이며, 그 외 지역은 모두 3,000oC 이상으로 늦종 재배에 충분한 적산온도 를 보였다. 북부산간 고지대인 삼지연, 풍산, 장진은 적산온도 2,000oC 이하 지역으로 옥수수 재배가 어려운 지역으로 나타 났다.

새로 도입된 기름골의 적정 질소 시비량, 재식거리 및 파종기를 규명함과 동시에 수확 후 농업부산물인 경엽의 사료가치를 요약하면 아래와 같다. 기름골의 질소시비에 대한 반응이 둔감하여 질소 시용량이 많을수록 생괴경의 수량이 감소되었으며, 질소의 적정시비량은 10kg/10a 정도이며, 적정 재식거리는 휴폭 50cm, 주간거리 15∼20cm로 하여, 1본 2립씩 파종하는 것이 생괴경 수량성이 높곤 파종기는 파종전 5일간 침종한 후 5월 10일경에 파종할 경우

‘보원’은 단경, 소분지 계통인 ‘SP8603-16-2-B(찌바한다치 /대광땅콩)’를 모본으로 하고 내병, 대립 특성을 가지는 대원 땅콩을 부본으로 하여 2001년도에 작물시험장에서 육성한 품 종이다. ‘보원’은 신풍초형(Arachis hypogaea ssp. fastigiata) 으로 키가 작고 지상부 생육 습성이 완전 직립형이다. 분지수 가 적고 꼬투리가 달리는 포기주변 반경이 작아 기계화 재배 에 유리하며 조숙형이다. 협당립수는 2립이고 종피색은 살색 이며 100립중이 ‘대광땅콩’보다 더 무거운 91 g으로 대립종 에 속한다. ‘보원’은 그물무늬병 저항성이 ‘대광땅콩’ 보다 강 하며 수확기의 낙엽정도가 대광땅콩보다 낮고 도복저항성도 ‘대광땅콩’ 보다 더 높다. ‘보원’의 수량성은 지역적응시험에 서 3개년간 평균수량이 3,720 kg/ha으로 ‘대광땅콩’ 보다 12 ～18% 증수를 보여 전국평균 17%의 증수를 보였고 연차간 및 지역간 변이가 ‘대광땅콩’ 보다 적어 수량안정성이 높다.

황기는 한국의 중요 약용작물로 한약재 및 식품의 용도로 이용되고 있으며. 재배시 가장 중요한 조건은 병해 및 각종 재해 등에 대한 안정성의 확보이다. 본 연구에서는 황기의 돌연변이 육종체계 확립 및 유용변이체를 육성하기 위한 목적으로, Y-선 처리에 의한 발아, 출현 및 생존율 등에 대한 감수성을 구명하여 각종 병해 및 재해에 안정성을 지닌 돌연변이체를 육성하기 위한 기초자료를 얻고자 하였다. 시험재료로는 포천 재래종을 이용하였고 파종 후 4일째부터의 발아율은 무처리에 비하여 고선량 (300 Gy 이상)에서 유의하게 낮아지는 것으로 나타났으며, 감마선량별 생존율은 무처리 대비 100 Gy 32%, 200Gy 43%, 300 Gy 63%, 400 Gy 이상에서는 72~89%로 현저히 감소하였다. 감마선에 민감한 형질은 초장과 분지수였고, 둔감한 형질은 엽폭, 엽장, 엽수의 순으로 나타났으며, 초장, 분지수 및 생존율을 대상으로 한 황기의 생육 및 생존 반감 (LD50)에 해당하는 선량은 200~300 Gy로 나타났다. 종합적으로 감마선 처리구의 발아, 생존율 및 생육차이를 감안해 보았을 때 황기 돌연변이 유기를 위한 적정 감마선량은 200~300 Gy로 판단되었다.

“고강”은 고품질･내병･다수성 지황 개발을 목표로 지황1호 실생 집단에서 우량 개체를 선발, 증식을 거친 후 2001～’02년 생산력 검정시험을 실시하였다. 그 결과 고품질이면서 병해에 강하고수량성이높아수원7호로계통명을부여한후, 2003～’05년까지 3년간 지역적응시험을 실시한 결과 우수성이 인정되어 2005년 12월 직무육성 품종 심의회를 거쳐 “고강”으로 명명하였는바 그 주요특성을 요약하면 다음과 같다. 1. 고강의 초형은 지면에서 약간 솟아오르는 형태를 나타내며, 생육중기 완전 전개된 잎중 가장 어린잎들의 색깔은 안토시아닌 색소를 거의 띠지 않아 대비품종과 구별된다. 2. 고강은 지황1호에 비하여 잎이 크고 많으며, 뿌리가 굵고 길다. 3. 고강은 병에 대한 저항성도 비교적 강하여 생산의 안정성이 높은 품종이다. 4. 고강은 2003～’05년까지 3년간 실시한 지역적응시험결과 수원 등 3지역에서 모두 증수되는 것으로 나타났고, 3지역의 10a당 평균 수량은 1,186kg로 지황1호 대비 13% 증수하였다. 5. 고강은 지황의 주요성분인 catalpol과 엑스함량이 지황1호에 비하여 많은 고품질 품종이다.

청도라지와 백도라지를 DNA 수준에서 구분하기 위하여, RAPD 분석을 바탕으로 SCAR primer (SPgR1, SPgR2)를 제작하여 이를 적용한 실험 결과는 다음과 같다. 총 24개의 임의 프라이머를 적용하여 6개의 청도라지와 백도라지 특이적인 프라이머를 선발하였고, 이들 프라이머를 이용하여 PCR을 수행한 결과 총 18개의 다형성을 나타내는 DNA fragment를 확보하였다. 확보된 DNA fragment 중 2개에 대한 염기서열 분석을 수행한 결과, 청도라지 특이적인 DNA 밴드는 887 bp의 염기서열로 구성되어 있었고 백도라지는 863 bp의 염기서열로 구성되어 있었다. 이들 염기서열을 바탕으로 두개의 SCAR primer를 제작하였고, 이중 백도라지 특이적인 SPgR2를 이용하여 PCR 한 결과, 청도라지에서는 약 500 bp 크기에서 두 개의 특이적인 밴드가 형성되었으며, 백도라지의 경우 한 개의 특이적인 밴드만 관찰되어 청도라지와 백도라지를 구분할 수 있었다. 결론적으로 본 실험을 통하여 개발된 SCAR 마커는 청도라지와 백도라지를 구분하기에 유용함을 확인하였다.

당귀는 타식성 작물로 품종개발과 기본식물의 유지에 많은 노력이 든다. 이러한 요인은 당귀 육종작업을 어렵게 만들고 있다. 따라서 본 연구에서는 참당귀와 일당귀에서 육종작업의 효율성 증진을 위해 화분매개가 가능한 곤충들의 효과에 대해 검토하였다. 당귀에 비래하는 곤충의 대부분은 벌과 파리였으며 그 외의 곤충들로는 나비, 딱정벌레 및 노린재가 있었다. 당귀에 비래하는 곤충의 수는 참당귀에서 월등히 많은 것으로 조사되었다. 화분매개 곤충으로 사용하기 위한 파리의 사육은 소의 허파를 이용하여 비교적 간단하게 할 수 있었다. 참당귀에서 당귀 종자의 결실율은 자연방임구 76.6%, 벌방사구 49.2%, 파리방사구 15.3%, 인공수분구 15.3%로 나타났다. 일당귀에서는 각각 46.9%, 43.6%, 27.9%, 20.3%의 결실율을 나타내었다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 자연 방임구를 제외하고는 벌 방사구의 결실율이 가장 높은 것으로 나타났으나, 취급의 간편함과 적은 비용을 감안하면 파리를 이용하는 것이 가장 효율적인 방법으로 판단되었다. 본 연구에서는 파리의 인공적인 사육과 화분매개 효과에 대한 가능성을 확인할 수 있었으며, 이러한 결과들은 앞으로의 당귀 육종작업에 있어서 효율성 증진에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

중국에서 도입된 우슬 (Achyranthes bidentata.)을 신소득작물로 개발하기 위하여 국내 적응성을 검토하였다. A. bidentata는 25℃와 15℃에서 파종 후 각기 3일과 5일경부터 발아가 시작되었고, 10일과 15일경에는 대부분의 종자가 발아하였으며, 발아율과 발아세 모두 A. japonica보다 높게 나타났다. 초기생육 및 정식 후 60일까지는 A. bidentata의 생육이 A. japonica보다 양호하였으나, 그 후부터는 반대의 양상을 보였다. A. bidentata의 개화기와 낙엽기는 7월 10일과 9월 26일로 A. japonica에 비하여 월등히 빠르게 나타났다. A. japonica는 줄기색이 녹색 바탕에 옅은 자색을 띠는데 반하여 A. bidentata는 자색을 나타내어 두종 간의 차이가 확실하였다. A. japonica의 키와 분지수는 A. bidentata에 비하여 길고 많으나, 화방군의 길이와 화방군당 꽃수는 짧고 적었다. 뿌리의 길이, 직경, 지근수 및 천립중은 A. bidentata가 A. japonica에 비하여 짧고, 굵고, 적고, 무거운 것으로 조사되었다. A. bidentata의 수량성 (수원, 나주지역 평균)은 A. japonica와 비슷하였으며, A. bidentata는 A. japonica에 비교하여 수원보다 나주지역에서 수량 증수효과가 더욱 큰 것으로 보아 도입종인 A. bidentata의 재배적지는 따뜻한 남부지역으로 판단되었다. 이상의 결과로 한약재 우슬로 대한약전에 새로 수재된 도입우슬의 국내 재배생산 가능성이 확인되어 새로운 한약재 자원식물로 이용 가능할 것으로 기대된다.

토천궁은 개화는 되지만 종자 결실이 이루어지지 않아 주로 종근이나 뇌두에 의해 번식하므로 번식율이 매우 저조한 특성이 있다. 따라서 이의 원인을 구명하고자 자웅배우체 형성과정과 자가수분을 통한 수정현상을 보기 위하여 조사하였던 바 그 결과는 다음과 같다. 토천궁은 대소포자에서 감수분열이 정상적으로 이루어지고 배낭형성에서 난장치는 50% 정도가 정상적으로 이루어지고, 화분형성에서는 90%이상이 잘 이루어졌다. 토천궁의 배낭은 주심조직의 세포가 작아 모든 기관분열에서 관찰하기가 어려웠고 특히 토천궁은 배낭 형성체가 난장치로 발달되는 꽃은 거의 없었으며 화분립은 일부가 형성 되었다.

46종의 약용식물에 대한 안지오텐신 전환효소 저해활성을 검색한 결과, 메탄을 추출물 중에서는 수비소 지상부가 70% 이상의 저해활성을 나타내었고, 질경이택사 덩이뿌리 등 6점이 50%~69%의 ACE 높은 저해활성을 나타내었다. 물 추출물 중에서는 하늘타리 종자 (78.6%), 큰조롱 덩이뿌리 (77.0%), 죽여 근간(根幹)의 중간층피 (72.0%), 겨자무 지상부 (71.2%)가 70%이상의 높은 저해활성을 나타내었으며 시호 뿌리 등 5점이 50%~69%의 ACE 저해활성을 나타내었다. 70% 이상의 높은 활성을 나타낸 식물들중에서도 특히 죽여 근간(根幹)의 중간층피의 물 추출물과 하늘타리 종자의 물 추출물은 1,000 μg ml-1 및 500 μg ml-1의 낮은 농도에서도 25% 이상의 ACE 저해활성을 나타내 산업화 소재로 개발 가능성이 높다고 사료되었다.

당귀류 약재의 기원식물에 대해 해부형태적 특징을 관찰하고, 이를 통하여 당귀 기원 및 국내유통 당귀류 약재의 판별에 이용코자 실험한 결과는 다음과 같다. 기원식물 뿌리의 해부형태특징은 정상 2기생장, 주피발달, 유세포내 전분함유 등이 공통점이었고, 후각세포층은 참당귀와 왜당귀에서 관찰되었으며 피층의 유실분포는 참당귀와 중국당귀에서 관찰되었다. 또한 참당귀에서만 속성후벽세포가 다량 관찰되었다. 잎의 표피세포는 중국당귀가 가장 컸으며 세포표면의 형태는 참당귀와 중국당귀는 거친 주름이져 있었고, 왜당귀는 완만한 굴곡이 관찰되었다. 3종의 기공은 모두 불규칙형 부세포를 가지고 있었고 참당귀가 mm2당 600개 이상으로 가장 많은 기공이 분포하고 있었다. 모용은 참당귀에서만 원뿔형으로 관찰되었다. 엽병은 3종식물에서 모두 유조직이 잘 발달된 형태였고 환상으로 병립유관속이 발달하고 있었다. 국내 유통 당귀류 약재의 판별에 있어서 해부형태적 특징을 정리하여 간단한 동정 KEY를 적용하여 만든 검색표가 유용하게 활용될 수 있었다. 검색표를 이용하여 전국 7개 지점에서 수집한 약재를 판별한 결과, 당귀 (국산) 또는 토당귀로 유통되는 약재는 참당귀 (A. gigas)로 동정되었고, 일당귀로 유통되는 약재는 왜당귀(A. acutiloba)로 동정되었다. 중국당귀는 현재 시중 유통되지 않고 있으며 본연구에서 사용된 약재 중국당귀는 중국 현지에서 직접 구입해 온 것으로 중국당귀 (A. sinensis)의 뿌리와 동일한 횡단면 형태를 관찰할 수 있었다. 그러므로, 현재 국내 유통되는 당귀류 약재는 (토)당귀의 경우는 KP에서 규정하는 것과 동일기원이었으며, 일당귀는 일본약국방(JP,2001)에서 규정하는 것과 동일한 기원으로 당귀류 유통약재의 기원상에 오류는 없었다.

국내 한약재 시장에서 유통되고 있는 백출 건재약재의 기원을 판별하고자 해부형태적 특징과 종 특이적인 SCAR 마커 (SAjR2, SAmR1)를 적용한 실험 결과는 다음과 같다. 해부형태적 특징으로 A. japonica에서는 주피에 코르크층이 매우 발달하여 있었고, 코르크층 내부 또는 아래에 석세포대가 연속적으로 발달하고 있었다. 유실은 A. japonica에서 뿌리횡단면에 전체적으로 다수 분포하여 잘 발달하고 있었으며 피충부분과 잘 발달된 방사조직 내에서도 목섬유다발이 다수 관찰됐다. 또한 유세포 내의 침상 결정물도 A. macrocephala보다 많이 함유하고 있었다. 이러한 특징들을 종합한 결과, 국내 유통 국산 및 수입 백출은 모두 A. japonica의 해부형태적 특징을 따르고 있어 A. japonica로 동정되었다. 한편 RAPD clone으로부터 개발된 A. japonica 특이적인 SAjR2를 이용하여 PCR 한 결과 모든 샘플에서 600bp 크기의 한국백출 특이적인 밴드가 형성되었으며, A. macrocephala 특이적인 SAmR1을 이 용한 결과에서는 작물시험장에서 재배중인 A. macrocephala에서만 1200 bp크기의 특이적인 밴드가 형성되어, 시중에서 유통되고 있는 한국백출과 중국백출은 모두 A. japonica로 동정되었다. 결론적으로 해부형태적 특성과 SCAR 마커는 A. japonica와 A. macrocephala 기원식물의 동정과 유통 건재 약재를 판별하기에 유용한 방법이었다.

당귀는 우리 나라는 참당귀 (Angelica gigas), 중국은 중국당귀 (A. sinensis) , 일본은 일당귀 (A.acutiloba)를 각각 같은 용도의 한약재로 사용하고 있다. 일당귀는 과거부터 우리나라에서도 일부 재배되고 있으며, 중국당귀는 ‘97년 이후 종자를 도입하여 재배하였으나 실패하여 농가의 피해가 발생한다. 이들 종의 생산성과 중국당귀의 국내 적응성을 수원 (해발 50 m), 진부 (해발 500 m), 태백 (해발 700 m) 3개지역에서 시험하였던 바 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 참당귀, 일당귀는 3개 지역 모두 정상적으로 생육되고 수확이 되었다. 2. 중국당귀의 생존율은 테백 70.3%, 진부 45.2%, 수원 4%로 수원에서는 7월 이후 고온기에 고사되었다. 3. 중국당귀의 10a당 수량은 태백 160 kg, 진부 127 kg, 수원 8 kg으로 태백, 진부에서는 수확이 가능하였으나 수량이 극히 낮았으며, 수원에서는 생산이 불가능하였다. 4. 중국당귀는 해발 500 m 이하에서는 생존율이 극히 낮으며, 해발 700 m 이상의 높은 지역에서는 생존은 가능하나 생산성이 낮아 국내생산은 어려운 것으로 나타났다.