본 연구는 옥수수 재배 시 환경에 영향을 미치는 노균병 저항성과 관련된 유전자 후보군을 탐색해서 노균병으로 인한 토양오염과 옥수수 생산량 감소를 해결하기 위하여 노균병 저항성 품종을 효율적으로 발굴하기 위한 연구이다. 옥수수의 6번 염색체의 152,892,333과 154,335,437 사이에 있는 노균병 저항성 유전자를 탐색하였으며 이 부분에 존재할 것으로 예상되는 전사체에서 38개의 프라이머 세트를 디자인하여 이 중 16개의 예측 전사체를 가려 내었다. 또한 RT-PCR을 수행하여 감염된 Ki11의 발현이 높은 7개의 전사체로 5개의 품종에 대하여 건강한 샘플과 감염된 샘플을 검정하였고 최종 5개의 후보 유전자군[알려지지 않은 미확인 유전자 2개, OFP transcription factor, bZIP transcription factor, pentatricopeptide repeat (Ppr)]이 발견 되었다. 본 연구의 결과로 추가적인 실험 설계를 통해 5개의 후보 유전자군에 대한 재검정을 통하여 확실한 노균병 저항성 유전자를 발굴하고 이를 노균병 저항성 품종 개발 및 방재에 이용할 수 있을 것으로 사료된다.

Drought is one of important environmental stress for plant. Drought has deleterious effect to plant growth including maize (Zea mays L.) such as vegetative and/or reproductive growth, root extension, photosynthesis efficiency, flowering, anthesis-silking interval (ASI), fertilization, and grain filling. In this study, we screened drought tolerant maize in 21 cultivars from different sources, sixteen NAM parent lines (B73, CML103, CML228, CML247, CML277, CML322, CML333, CML69, Ki11, Ki3, Ky21, M37W, Mo18w, NC350, Oh43 and Tx303), four Korean hybrids (Cheongdaok, Gangdaok, Kwangpyeongok and Pyeonganok) and one Southeast Asian genotype (DK9955). Drought stress (DS) index was evaluated with leaf rolling score at seedling stage and ASI at silking date. The leaf rolling scoring of CML228, DK9955 and Ki11 were determined 1.28, 1.85, 1.86, respectively. However, M37W, Kwangpyeongok, B73 and NC350 were determined over the 3. ASI analysis revealed that CML228, CML103, Cheongdaok, NC350, B73, CML322, Kwangpyeongok and Ki11 are represented less than 5 days under DS and less than 3 days of difference between DS and well-watered (WW), but CML69, Ki3, Pyeonganok, M37W, Mo18w and Gangdaok were represented more than 10 days under DS and more than 8 days of difference between DS and WW. Multi-Dimensional Scaling (MDS) analysis determined CML228, Ki11, and CML322 were regarded as drought tolerance cultivars. Eventually, Ki11 showed genetic similarity with Korean cultivars by QTL analysis and MDS analysis. Ki11 has a potential for development of drought tolerance maize with Korean cultivars.

동남아시아 주요 옥수수 생산국인 인도네시아의 옥수수 생 산과 생산성 제한 요인에 대하여 조사·분석한 결과는 다음과 같다. 1. 인도네시아는 북위 5°에서 남위 10°사이에 위치하여 연 중 열대성 기후를 보이며 건기와 우기의 구별이 뚜렷하다. 2. 옥수수 재배면적은 약 4,000천ha 정도이며 생산량은 2009년 이후로 17,000천톤 이상을 유지하고 있다. 그 가운데 수확면적과 생산량의 약 50%를 Jawa섬이 차지하고 있다. 2014년 단위 면적당 생산성은 4.95ton/ha로 1980년대에 비하 여 약 3배 증가하였으나 지역적으로는 2.5 ~ 7.32ton/ha의 변이 를 보여 지역 간 차이가 심하다. 3. 생물적 생산성 제한요인은 downy mildew (Peronosclerospora), maydis leaf blights (Helminthosporium spp.), leaf spots (Curvularia spp.), rusts (Puccinia polysora), stalk and ear rots (Fusarium spp., Diplodia spp.), banded leaf and sheath blight (BLSB, Rhizoctonia solani) 등의 병과 바 구미(Sitophilus spp.), shoot flies (Atherigona spp.), Asian corn borers (Ostrinia furnacalis), 멸강충(Mythimna spp.), corn ear worm (Helicoverpa spp.) 등의 충이나, 가장 큰 영 향을 주는 요인은 downy mildew이다. 4. 비생물적 생산성 제한요인은 토양의 산성화에 따른 척박 토양과 관개가 자유롭지 못한 전작 지대의 한발피해 등이며, 경제·사회적 제한요인으로는 비료, 농약 등 농자재 투입 비용 과 hybrid종자 가격 등이다. 5. 인도네시아에 적응하는 품종 개발 시 생산성 제한 요인을 극복하기 위한 주요 타겟 형질은 환경 스트레스 내성으로서, 특 히 downy mildew 저항성과 내산성, 내건성이 요구된다.

벼 흰잎마름병균의 정확한 진단을 위하여 PCR용 진단 kit를 개발하였다. 본 PCR kit를 개발하기 위하여 벼 흰잎마름 병균 유전체 정보 중 phage-related integrase and transposase gene의 염기서열을 이용하여 프라이머를 각각 제작하였다. 프라이머 염기서열은 XOP-F (5-CGG TCT GCT CAA TGA GGA AGA-3)와 XOP-R2 (5-TGC AAT TGG TGT TCTCCA GG-3), XOT-F (5-GTC ATA GGT GAG GCT TCCC-3)와 XOT-R2 (5-AGT GCG ATC TTT CAG CAG G-3)로 벼 흰잎마름병균의 DNA를 401bp와 492bp를 증폭하게 제작하였다. PCR 증폭은 벼 흰잎마름병균만 증폭하였으며 다른 세균인 Escherichia coli, Agrobacterim, Pectobacterium caratovora subsp. cartovorum, P. atrosepticum, Pseudomonasputida, P. syringae, P. savastanoi pv. phaeolicola, P. savastanoipv. savastanoi and P. marginalis pv. Marginalis 등은증폭되지 않아 특이성이 인정 되었다. 본 프라이머로 병이 의심되는 벼잎과 논물에서 병원균을 3시간 이내에 검출할 수 있었다.

버섯유전체 완전해독연구는 세계적으로 식용버섯(느타리, 송이), 약용버섯(영지, 치마버섯), 독버섯(광대버섯)등에 대하여 시작단계에 있다. 국내에서는 식물세균병인 벼 흰잎마름병원균의 유전체염기서열을 완전해독(생공원)함으로써 미생물 유전체 연구기반 기술을 확보하고 있으나 진균은 종에 따라 다양한 유전체 크기를 가지고 있고 반복배열 DNA가 다수 존재하며 다양한 chromosome형이 분포하는 등으로 염기서열 분석에 어려움이 예상되어 새로운 원천기술의 정립이 필요하다. 농업과학기술원에서는 국내토종 식용버섯 유전체 연구 대상을 팽이로 선정(2007.01.30)하고 농업생명공학연구원, (주)마크로젠 연구팀에 의한 유전체 완전염기서열 해독 연구와 건국대학교, 한경대학교 연구팀과 버섯유전체의 기능분석을 위한 연구기반을 확보하기 위하여 바이오그린21사업의 유전체 개발이용연구단 과제를 4년간 수행하게 되었다. 과제의 구성은 팽이버섯 유전체 완전해독연구를 위하여 농업생명공학연구원에서 국내에서 수집된 팽이균주(KACC42777)를 대상으로 염색체분리 및 핵형분석을 수행하고 physical map 작성 및 유전자은행(BAC library)을 제작하고, (주)마크로젠에서 팽이버섯 유전체의 염기서열 해독 및 생물정보 분석을 수행하게 된다. 기능유전체연구로 농업과학기술원에서 형질전환을 이용한 변이체 pool을 작성하고, 건국대학교에서 팽이버섯의 발생단계에 따른 전사산물 구조 및 발현에 대한 연구, 한경대학교에서 팽이버섯 유전체 기능분석을 위한 Target 유전자 파괴 및 과발현 시스템을 구축하는 연구체계를 갖추었다. 이와 같은 과제를 통하여 우리나라 고유의 팽이버섯에 대한 유전체 완전해독과 우리고유의 원천기술을 확보할 수 있을 것이다. 또한 유전체 해독정보를 이용하여 신기능성 유용유전자를 다량 발굴하고, 유전자 기능분석으로 지적소유권을 조기에 확보할 수 있을 것으로 기대된다. 팽이버섯의 대량 유전자 분리 및 기능분석 기술 확립으로 유용유전자 발굴 시스템을 구축함으로써 새로운 분자육종 소재를 발굴하여 제공하고, 팽이버섯 형질전환기술의 확립으로 Post-genome 연구 tool로 활용할 수 있을 뿐 아니라 팽이버섯 유전체 해독정보를 기반으로 한 약리작용 및 발현·대사관련 유전자 기능분석으로 고부가성 생물소재를 개발할 수 있을 것으로 기대된다.

6-(4-Iodophenyl)amino-7-chloro-5,8-quinolinedione (RCK9) was evaluated for antifungal activities. The MIC values of RCK9 were determined against A. flavus, C. albicans, C. neoformans and F. oxysporium. The RCK9 showed generally potent antifungal activities against the tested fungi. Acute oral toxicity studies of RCK9 were carried out in ICR mice of both sexes. These acute oral toxicities of RCK9 were low and LDSO values were over 2,850 mg/kg in ICR mice. The genotoxicities of RCK9 had been evaluated. RCK9 was negative in Ames test with Salmonella typhimurium and chromosomal aberration test in CHL cells. The clastogenicity was tested on the RCK9 with in vivo mouse micronucleus assay. RCK9 did not show any clastogenic effect in mouse peripheral blood and was negative in mouse micronucleus assay. The results indicate that RCK9 has no genotoxic potential under these experimental conditions.

Daily exposure of aflatoxin B₁ (AFB₁) was estimated in foods (rice, barley, soybean, peanut, soysauce, soybean paste) by ELISA (enzyme linked immunosorbent assay) using polyclonal antibody R_(101). Before ELISA, a simple extraction method was applied for the quantitation of AFB₁ in foods using chloroform which showed high recovery (70± 12%). AFB₁ levels in foods were 0.32 ng/ml (rice), 0.24 ng/ml (barley), 0.22 ng/ml (peanut), 0.30-0.78 ng/ml (soysauce), and 0.2 ng/ml (soybean paste). Based on food consumption, we estimated that Koreans were exposed to AFB₁ at the level of 1.86±0.46 ng/kg/day and liver cancer incidence attributed to AFB₁ exposure (assuming that AFB₁ as a single hepatocarcinogenic agent) might be calculated to be 13.1 per 100,000 population. Our data demonstrate that AFB₁ levels in foods were below the regulation of 10 ppb in foods and might not be the major risk factor for the high incidence of liver cancer in Korea.

Anther culture is useful and significant tool for producing haploid or doubled haploid (DH) plants in crop breeding system. Androgenesis is the way of inducing haploid and DH plants from anther (immature pollen) or microspore culture. In vitro androgenesis is efficient technique for introducing complete homozygous lines in one generation, thus less time and expense could be necessary than conventional plant breeding. In maize, anther culture is important system for shortening the breeding cycle and enhancing selection efficiency. Anther culture technique is also applicable to various researches such as molecular genetics, genetic engineering, genomics, and plant biotechnology. We review the past and present studies on anther culture and provide useful information for future researches on androgenesis in maize. The combination of androgenesis with other techniques such as molecular breeding and biotechnology is producing a variety of variety of maize species. In addition, we suggest strategy to develop androgenesis technique adapted to Korean research environment.

This study was conducted to evaluate maize downy mildew resistance using spreader row technique in Cambodia. A total of forty maize lines were used in this experiment. Seven Korean varieties and seven breeding lines showed high infection rates (80~100%) and highly susceptible (HS) to downy mildew disease in both spring and fall. Also most of nested association mapping (NAM) parent lines were highly susceptible (HS). Meanwhile three inbred lines, Ki3, Ki11, and CML228, showed highly resistant (HR) or resistant (R) in spring and moderately resistant (MR) in fall. These three lines were already known as resistant inbred lines against downy mildew disease. It appears that spreader row technique was suitable for selection of maize downy mildew resistance in Cambodia. The incidence of downy mildew was influenced by weather conditions, especially relative humidity and temperature. Among several inoculation methods to screen for downy mildew resistance, this spreader row technique is effectively and easily used in the field of Southeast Asia.

Drought stress has detrimental effects on the seedling development, vegetative/ reproductive growth, photosynthesis, root proliferation, anthesis, anthesis-silking interval (ASI), pollination and grain yield in maize. Typically, two weeks before silking through pollination are an important time in maize life. Here we reviewed the effects of drought stress on growth, physiological/ molecular researches for drought tolerance, and breeding to genomics in maize. Drought stress during kernel development increases leaf dying and lodging, decreases grain filling period and grain yield. Physiological factors of drought stress/ effects are water content, water deficits, and water potential. Nowdays molecular marker assisted breeding method is becoming increasingly useful in the improvement of new germplasm with drought stress tolerance.

The maize production in South-eastern Asian countries showed a continuous increase with increasing poultrylivestock from the beginning of the 1990s to early 2010. Also the need for a new variety development of each contries was increased rapidly in the same period. Single-Cross hybrid varieties have been developed and supplied from 2001 instead of multi-cross maize varieties since 1992 in Indonesia. In Cambodia, CP group is mainly manufacturing feeds with most of the forage maize from farmers who are growing its seeds from the company. Cambodian main cultivars are varieties of multinational corporations such as DK8868 from Monsanto, NK6326, NK7328 from Syngenta and CP333 from CP group including local business company. Vietnam is the main maze importing country in South-Eastern Asia which had imported 13 times scale of amount compared to exports in average from 1990 to 2011. Vietnamese government has developed a range of varieties for improving their efficiency in production, such as the LVN-10 with political investments. Their production has been reached to 80% of the total. According to the 2012 MIFAFF (Ministry for Food, Agriculture, Forestry and Fisheries) data in Korea, domestic edible maize cultivation area was approximately 15,000ha. It showed 74,399 tons of production, 3.8% of food self-sufficiency in maize and around 0.9% of grain self-sufficiency rate. The consumption of grain is mostly rely on imports in Korea. To overcome the limit of the domestic seed market and increase maize self-sufficiency, the need to develop maze varieties for world-class is increasing at present through analyzing the market trend and prospect of the seed industry in South-eastern Asia

The objective of this study was to evaluate the drought tolerance in maize seedling using leaf rolling. Nineteen maize resources, seven Nested Association Mapping parents lines, six Korean commercial cultivars, and six Southeast Asia commercial cultivars, were used to examine drought tolerance. The leaf rolling scores were measured on each leaf in three stress conditions with moderate drought (10%), severe drought (7%), and extreme drought (5%). Generally leaf rolling score of seedlings increased at the lower soil water potentials (5~7%). As a result, drought-tolerant cultivars showed lower leaf rolling score (below 2.5) than the drought sensitive cultivars (above 3.5). Nine varieties, NK4043, CML322, DK9955, NK4300, Ki11, DK8868, CML228, LVN99, and LVN10, have been selected for tolerance to drought stress. These results suggest that the leaf rolling score in maize seedling has been made available to indirect index for drought tolerance.

The photochemical characteristics were analyzed in the context of sowing time and different levels of fertilized nitrogen during the maize (Zea mays L.) growth. When maize was early sawn, the fluorescence parameters related with electrontransport, in photosystem II (PSII) and PSI, were effectively enhanced with the higher level of fertilized nitrogen. Highest values were observed in maize leaves grown in double Nfertilized plot. The photochemical parameters were declined in the progress of growth stage. In early growth stage, the fluorescence parameters were highest, and then reduced to about half of the parameters related with electron transport on PSII and PSI at middle and late growth stages. In 1/2 N plot, the photochemical energy dissipation was measured to 13% in term of active reaction center per absorbed photon resulting in decrease in performance index and driving force of electron. This decrease induced to lower the photochemical effectiveness. In 2 N plots, the electron transport flux from QA to QB per cross section and the number of active PSII RCs per cross section were considerably enhanced. It was clearly indicated that the connectivity between photosynthetic PSII and PSI, i.e. electron transport, was far effective.

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.

콩의 수량은 건물생산성에 비해 고온에 민감하게 반응하는 하는 형질로 알려져 있다. 따라서 본 연구는 등숙기 고온이 종실의 발달, 품질특성 및 수분흡수특성에 미치는 영향을 검토하기 위해 수행하였으며 그 결과를 요약하면 다음과같다.1. 등숙온도가 높을수록 백립중은 감소되었는데, 황금콩은 선유콩에 비해 감소폭이 컸고, 등숙기 지속적인 고온은 종실비대를 억제시켜 소립종의 비율이 증가될 뿐만 아니라 종피율을 감소시키는 것으로 나타났다.2. 등숙온도가 높을수록 지방 함량 및 C/N율이 감소되고,단백질 및 총당 함량이 증가되었으나 당의 조성으로볼 때 단당류와 이당류는 증가되고 올리고당류는 오히려 감소되는 것으로 나타나 고온은 동화물질의 축적을억제시키는 것으로 판단되었다.3. 고온에서 등숙된 콩은 침지초기에 부피 및 무게의 증가가 비교적 빠르게 이루어졌으나 침지시간이 경과됨에 따라 대조구에 비해 부피 및 무게증가율이 모두 낮게 나타났고, 황금콩은 선유콩에 비해 침지에 따른 부피증가율 및 무게증가율이 상대적으로 낮았다.4. 콩의 백립중과 종피율은 침지에 따른 종실의 부피 및무게증가율뿐만 아니라 용출액의 TDS와 EC에 영향을 미치는 주요 형질로 판단되었고, 단백질 함량과C/N율은 TDS 및 EC와 유의한 상관을 보였으나, 당함량은 부피증가율과 무게증가율뿐만 아니라 TDS 및EC와 상관이 인정되지 않았다.5. 따라서 등숙온도가 높을수록 종실에 동화물질의 축적이 불완전하게 이루어져 침지에 따른 가용성 고형물의용출량이 많아지고, 결과적으로 TDS 및 EC가 높아지는 것으로 판단되었다.

콩의 파종시기 및 생육온도를 달리하였을 때 생육반응, 수량성 및 isoflavone 함량과 지방산 조성에 미치는 영향을 검토하여 밭작물의 안정생산을 위한 재배기술개발에 활용하고자 수행된 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 5월파종구는 6월파종구에 비해 콩 식물체의 생육이 왕성하고 식물체의 수분함량이 개화후 약 40일까지 비교적 높은 상태가 유지되지만, 6월파종구는 개화 후 등숙이 빠르게 진행되면서 식물체의 수분함량이 개화후 30일부터 급격히 감소되었다. 2. 6월 파종구는 5월 파종구에 비해 100립중이 상대적으로 감소하였고, 생육온도가 높으면 100립중이 증대되었으나 control + 5℃ 에서는 오히려 감소되어 파종시기 및 생육온도별 등숙 반응이 달랐다. 3. Isoflavone 함량은 5월파종구의 평균이 1201.8ug/g 이었으나 6월파종구는 1479.8ug/g 으로 5월파종구 대비 약 278ug/g 함량이 높았다. 생육온도에 따라서는 5월파종구 Mc + 3℃ 및 Mc + 4℃ 처리구는 isoflavone 함량이 증가되었으나, Mc + 5℃ 의 isoflavone 함량은 오히려 낮았고, 6월파종구는 생육온도가 높을수록 isoflavone 함량이 감소하여 파종시기별 온도처리 효과가 달랐다. 4. 생육온도가 높을수록 oleic acid의 조성이 증가되고 linoleic 및 linolenic acid가 감소되었으나 palmitic 및 stearic acid의 조성도 생육온도가 높아질수록 증가되는 경향이었다. 5. 주경절수는 isoflavone 함량 및 불포화지방산 조성에 모두 관여하는 변수로 나타났는데, 주경절수와 isoflavone 함량과의 상관분석 결과 부의 상관관계(r = -0.661)가 있었고, 불포화지방산과는 정의 상관관계(r = 0.775)를 보여 주경절수가 증가되면 isoflavone 함량이 낮아지고 불포화지방산의 조성비율의 증가에 관여하는 형질로 판단되었다.