This study was carried out to develop new zoysiagrass (Zoysia japonica Steud.) cultivar ‘Halla Green 2’ (Grant number: No. 118). To develop a zoysiagrass cultivar with dwarfism by using the mutation breeding method, the wild type control "Gosan" plants were irradiated using a 30 Gy gamma ray source in 2010. Dwarf mutants were selected from the mutated grasses in successive generations. Dwarf mutant lines were identified and a new zoysiagrass variety Halla Green 2 was developed. The plant height of Halla Green 2 was 3.4 and 1.8 times lower than that of Gosan and Zenith, respectively. This cultivar has dwarf characteristics such as shorter sheath, shorter leaf blade, shorter flag leaf, and shorter third internode of stolon compared to those of Gosan and Zenith. Additionally, the sheaths and leaf blades color of Gosan, Zenith and Halla Green 2 were all light green, whereas their stolons were purple, yellow-green and yellow green, respectively. Trichomes(hairs) were visible on both adaxial and abaxial surfaces of the Gosan leaves, whereas only on the adaxial side of the Zenith and Halla Green 2 leaves. The Halla Green 2 grass showed distinguishable morphological traits compared to those of wild type Gosan and Zenith.

To develop a dwarf turfgrass (Zoysia japonica) cultivar with artificial mutation-induced breeding method, the wild type control "Gosan" plants were exposed to a 30 Gy gamma ray source in 2010. The mutant lines showing short height were selected from successive generations. One of the resulting dwarf lines obtained was registered under the cultivar name of “Halla Green 1” (2016). The dwarf phenotype of the Halla Green 1 includes a reduction of the height by 4.5-fold, an increase in leaf and third internode lengths by about 6- and 2.3-fold, respectively, compared to the Gosan, and approximately 2.4-, 3.8-, and 1.5-fold relative to the Zenith, respectively. In addition, the Halla Green 1 had a sheath of darker green coloring compared to the light green Gosan and Zenith. The leaf blades of Gosan, Zenith and Halla Green 1 were all light green, whereas their stolons were purple, yellow-green and light purple, respectively. Trichomes presented on both adaxial and abaxial surfaces of the Gosan’s leaves, and only on the adaxial side of the Zenith’s leaves, but none on the Halla Green 1 leaves. The Halla Green 1 exhibited sufficiently distinct morphological traits when compared with the wild type Gosan and Zenith that the dwarf phenotype enhances its commercial viability.

잔디는 운동장과 골프장, 공원, 묘지 등의 다양한 장소에 식재되는 주요 원예작물이다. 국내에 자생하는 한국잔디(Zoysiagrass)로는 들잔디(Zoysia japonica)와 금잔디(Zoysia matrella), 갯잔디(Zoysia sinica) 등이 있다. 주요 원예작물에 대한 대사체 분석은 다양하게 연구가 이루어지고 있지만 아직 잔디의 대사체 성분 분석은 거의 이루어진 바 없다. FTIR(Fourier Transform Infrared Spectroscopy)은 적외선을 통해 얻어지는 sample의 흡광도를 이용하여, 해당 시료의 성분 및 양을 측정할 수 있는 기법으로써, HPLC와 같은 기존의 대사체 분석 방법 보다 쉽고 빠르게 결과를 알 수 있어 최근 다양한 분야에서 사용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 다년간 수집된 국내 자생 잔디(들잔디, 금잔디, 갯잔디) 약 240점의 FTIR분석을 통해 대사체 수준에서 자생 잔디의 식별체계를 확립하고자 하였다. PCA(principal component analysis)와 PLS-DA(Partial least square discriminant analysis)분석 결과, 갯잔디는 들잔디와 금잔디 라인들과 뚜렷하게 식별되었으며 PCA dendrogram에서도 같은 결과를 얻을 수 있었다. 이를 통해 갯잔디의 대사체 성분들이 들잔디와 금잔디와 비교하여 매우 다른 특징을 가지고 있음을 알 수 있었다. 수집지별로 들잔디 라인들의 PCA 분석결과에서는 산악지대와 해안지대에 서식하는 잔디가 식별되는 경향을 보였으며, PLS-DA와 PLS-DA dendrogram 분석결과에서는 두 그룹이 더욱 뚜렷하게 구분되어 서식지에 따른 들잔디의 대사산물의 패턴 차이가 크게 나타남을 확인할 수 있었다.

잔디는 공원과 정원, 학교운동장, 묘지, 골프장, 스포츠경기장, 도로변과 같이 다양한 장소에 식재되고 있는 주요 작물이다. 이러한 잔디는 생육적온에 따라 크게 난지형 잔디와 한지형 잔디로 구분된다. 그 중 한국잔디(Zoysiagrass)는 대표적인 난지형 잔디로, 들잔디(Zoysia japonica)와 금잔디(Zoysia matrella), 갯잔디(Zoysia sinica), 왕잔디(Zoysia macrostachya) 등이 있지만, 국내 자생 잔디의 품종 구분이 명확하지 않아 체계적인 보존과 관리가 어려운 실정이다. 최근 특정 염기서열 구간을 이용해 종을 식별하는 DNA 바코드 분석법이 개발되어, 다양한 생물종을 빠르고 정확하게 구별하는 것이 가능해졌다. 따라서, 본 연구에서는 자생 잔디의 분류를 위한 DNA 바코드 시스템 구축하고 이것을 바탕으로 체계적인 잔디 관리를 수행하고자 국내의 자생 한국잔디(들잔디, 금잔디, 갯잔디) 수집하고, 지역별로 들잔디와 금잔디, 갯잔디의 핵내 ITS(Internal Transcribed Spacer)구간과 엽록체 일부 구간에서 DNA 바코드 분석을 수행하였다. 국내 수집된 자생 잔디는 들잔디(영양체 334점, 종자 35점)와, 금잔디(영양체 20점, 종자 4점), 갯잔디(영양체 84점, 종자 26점), 왕잔디(영양체 2점) 등 섬20지역과 산16지역에서 총 506점을 확보하였다. 잔디 분류를 위한 DNA 바코드 분석은 국내 잔디 판매 종자 및 국내 수집 영양체를 재료로 ITS구간과 엽록체 일부 구간에서 DNA 바코드 분석을 수행하여, 각 DNA 바코드구간 염기서열을 확보하였다. 특히, ITS 구간에서 들잔디와 갯잔디의 확연한 염기서열 차이를 확인하였다. 본 연구결과를 통해, DNA 바코드 분석 시스템은 비슷한 표현형을 보이는 잔디의 분류 수단으로 활용이 가능할 것이다.

식물유전자원의 소재를 확대하고자 동진 1호 벼의 건조 종자에 감마선(60Co, 300 Gy)을 조사하여 선발한 조기출수 계통의 유전적 변이성을 분석하였다. 선발한 조기출수 계통의 M7(2010년)과 M8(2011년) 세대에서 평균 출수기는 대조품종인 동진 1호(중만생종) 보다 각각 11일(γ-2 계통), 10일(γ-5 계통), 6일(γ-1 계통), 5일(γ-3 계통), 4일(γ-4 계통)이 빠르게 나타났다. ISSR 분석 결과, 선발계통의 유전적 다형성은 γ-2 계통 5.9%, γ-1 계통 7.5%, γ-4 계통 15.1%, γ-3 계통 15.3%, X-1 계통 19.4%, γ-5 계통 23.4%로 대조품종의 4.3% 보다 높게 나타나 방사선 조사로 DNA 수준에서 변이가 증가되었음을 확인하였다. 엽록체 DNA(rps16-trnK 영역) 분석 결과, 염기 길이는 대조 품종과 같은 664 bp인 반면, 총 5개 염기서열 영역에서 치환 변이가 발생하였고 그 중 6 bp 및 587 bp 영역의 변이는 선발 계통에서만 나타났다.

종실 등의 특성을 기준으로 분류한 7가지 벼 이형주군의 변이와 분리양상은 다음과 같다. 1. Esterase 동위효소 분석에서 장립적미군은 1과 3 esterase isozyme zymogram(EIZ), 장립메성군은 1, 3 및 7 EIZ로 분류할 수 있었다. 2. 극만생 불임군은 EIZ가 1, 2, 1+2, 5, 6, 5+6, 7, 8, 7+8 및 12로 다양하게 분리되었다. 3. EIZ가 1인 장립적미군이 3 EIZ인 장립적미군에 비해 간장이 길고 현미의 장폭비가 낮았다. 4. EIZ가 3인 장립메성군은 1이나 7 EIZ인 장립메성군에 비해 간장이 길고 수장이 짧고 분얼수가 많고 현미의 장폭비가 낮으며 수당 립수가 적었다.

경종조건에 따른 벼 이형주의 발생양상과 특성은 다음과 같다. 1.벼 이형주의 발생량은 종자의 자가 채종년수가 증가할수 록 많았고, 직파재배 포장에서 이앙재배 포장보다 2배 가량 많았다. 2. 재배벼의 재배포장에 장립적미와 단립적미를 인위적으로 산파 하였을 때 담수표면산파 재배에서 기계이앙 재배보다 발생량이 많고 간장이 길고 주당 유효경수가 많았으며, 장립적미가 단립적미보다 이런 특성들을 많이 지녔다. 3. 이앙재배 포장에서 이형주가 재배벼의 포기 밖에서 발생하는 비율은 농가관행재배의 경우 0∼6%인 반면, 장립적미와 단립적미를 인위적으로 산파하였을 때는 70.6∼91.1% 이기 때문에 농가포장에서 발생하는 이형주군의 대부분은 종자흔입에 의해 발생하는 것으로 보아진다

농가포장에서 발생하는 벼 이형주군별 발생포장 비율과 발생량 및 형질특성은 다음과 같다. 1. 우리나라의 지역별 발생포장 비율은 남서부, 남동부, 중부지방 순 이었고, 발생량은 남부지방이 중부지방보다 많았다. 2. 우점 이형주군은 단립적미군, 극만생 불임군, 장립적미군 순이었고, 장립적미군은 전남과 경남, 극만생 불임군은 전북, 단립적미군은 나머지 지역에서 우점하였다. 3. 대부분 이형주군의 간장은 인근 농가의 재배벼보다 길었는데, 특히 장립적미군과 단립적미군이 길었다. 4. 수당 영화수는 이형주군이 재배벼보다 많은 경향이었는데, 특히 극만생 불임군과 장립메성군이 많았다. 그러나 이형주군들은 대체로 불임이 심했다.

아프리카 벼에 있어서 벼알과 소피경 사이에 형성되는 이층조직의 특이성에 따라, '부분이층', '불규칙이층' 및 '완전이층'의 품종을 각각 2품종씩 공시하여 유수형성 이후 유수와 영화의 신장에 따른 이층조직의 형성 및 발달과정을 해부형태학적으로 관찰하였다. 또한 출수후 수확기까지 등숙과정에 있어서 탈립성정도의 변화와 이층조직과의 관계에 대하여 검토하였다. 아프리카 벼의 유수와 영화는 출수전 15일 이후 급격한 신장을 보여 출수전 5일 경에는 출수기와 거의 동일한 길이로 신장되었다. 출수전 15일 경에는 작은 유조직세포로 구성된 이층조직의 형성부위를 인정할 수 있었는데, 부분이층의 외영쪽에는 이층조직의 형성부위를 인정할 수 없었고, 불규칙이층의 외영쪽에는 부분적으로 집단화되어 있는 소형의 유조직세포들을 관찰할 수 있었다. 출수전 10일경 이층조직 주변의 세포들은 세포벽이 식후하고 목화되어 1-2층의 유조직세포로된 이층조직을 더욱 뚜렷하게 구분할 수 있었는데, '부분이층'의 외영쪽에는 후벽조직속에 1-2개의 유조직세포가 혼재되어 있었고, '불규칙이층'의 외영쪽에는 불규칙하게 집단화된 유조직세포를 관찰할 수 있었다. 아프리카 벼에 있어서는 출수후 2주째 벼알의 등숙이 수확기와 거의 비슷하게 진전되었는데, 이때 이층구조의 붕괴현상 관찰할 수 있었으며, 또한 벼알과 소피경 사이의 인장강도도 수확기와 동일하게 저하하였다.

땅콩의 낙협 저항성 유전 자원을 발굴하여 재배 및 육종의 소재로 활용하기 위하여, 우리나라 장려 품종 7종을 포함한 Virginia type 94품종, Spanish type 99품종 및 Valencia type 18품종등 합계 218품종을 공시하여 파종 후 개화까지의 소요 일수, 주당 성숙 협과수, 종실 100립중, 낙과와 자방병 사이의 인장강도 및 포장 낙협률등 주요 특성을 조사함과 동시에 낙협 저항성의 요인을 검토하였던 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 파종 후 개화까지의 소요 일수는 Spanish type 및 Valencia type의 품종들이 Virginia type의 품종들에 비해 짧은 편이었으며, 우리나라 장려 품종들은 비교적 짧은 편에 속하였다. 2. 주당 성숙 협과수는 Spanish type의 품종들이 Virginia type 및 Valencia type의 품종들에 비해 많은 편이었으며, 우리나라 장려 품종들은 비교적 많은 편에 속하였다. 3. 종실 100입중은 우리나라 장려 품종들이 소입중인 Spanish type 및 Valencia type의 품종들은 물론, 같은 대립중인 Virginia type의 품종들보다도 무거운 편이었다 4. 협과와 자방병 사이의 인장강도는 품종에 따라 다양하였으나, Spanish type의 품종들이 비교적 강한 편이었고 우리나라 장려 품종들과 Virginia type의 품종들이 비교적 약한 편이었는데, 포장 낙협률은 우리나라 장려 품종들과 Virginia type의 품종들이 비교적 높은 편이었고 Spanish type의 품종들이 비교적 낮은 편이있다. 5. 파종 후 개화가지의 소요 일수, 주당 성숙 협과수, 종실 100입중, 협화와 자방병 사이의 인장강도 및 포장 낙협률 사이에는 각각 높은 산관관계가 인정되었으며, 특히 포장 낙협률은 협과와 자방병 사이의 인장강도, 주당 성숙 협과수 및 종실 100입중 등 여러가지 요인들의 복합 작용에 의해 발현되는 형질인 것으로 생각되었다.

통일형 품종들의 탈립성과 지경강도와의 관계를 구명하기 위해서 재래종 26, 통일형 30, Japonica 형 30 품종을 공시하여 낟알의 탈입률, 지경강도 및 섬유세포의 길이와 폭등을 조사하였던 바 그 결과는 다음과 같다. 1. 통일형 품종들의 낟알 탈락률은 평균 11.29%로 가장 높았으며, 다음이 재래종들로서 평균 2.56% 였고, Japonica 형 품종들이 가장 낮아서 평균 0.17%였으며, 또한 통일형 품종들은 낟알과 소지경사이에 형성되는 이층조직부위에서의 탈락도 많았으나, 지경의 절단에 의한 탈락도 많은 편이었다. 2. 통일형 품종들에 있어서 1차지경의 인장강도 및 항곡강도는 각각 평균 217g, 20.5g으로 재래종 Japonica 형 품종 보다 약하였다. 3. 통일형 품종들에 있어서 섬유세포의 길이는 평균 616um로 Japonica 형 품종이나 재래종보다 짧았으나, 섬유세포의 폭은 통일형이 7.6um 로서 재래종보다는 작고, Japonica 형 품종들보다는 큰 경향이었다. 4 낟알의 탈락율은 지종의 인장강도, 항곡강도 및 섬유세포의 길이와 유의적인 상관관계를 보였다.

우리나라 자생벼 수집 보존 계통들이 지니고 있는 우량 형질을 선발하여 벼 신품종 육종의 소재로 삼기 위하여, 우선 벼알과 소지경 사이의 인장강도 및 항곡강도를 측정하여 자생벼들의 탈립성정도를 분급함과 동시에 외국산 적미들 및 우리나라 재래종, 통일형 및 일본형 등 주요 품종들과 비교하였으며, 자생벼들의 탈립성이 강한 원인을 규명하기 위하여 벼알 탈락부위에 형성되는 이층조직의 유무 및 붕괴성과 벼알의 탈립성정도와 관련이 있을 것으로 생각되는 벼알 탈락부위의 몇 가지 해부형태학적 특성을 조사하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 우리나라 자생벼들의 인장강도 및 항곡강도는 외국산 적미들과 비슷한 분포를 보였으며, 통일형 품종과 재래종 및 일본형 주요 품종들 보다는 약한 것으로 나타났다. 자생벼들 중에서는 최근 수집된 '샤레'들이 가장 약했다. 2. 우리나라 자생벼를 비롯한 모든 공시 품종에서 항곡강도와 인장강도 사이에 높은 정의 상관관계가 인정되었다. 3. 우리나라 자생벼들 중 대부분은 소수축과 소지경 선단 돌출부 사이에 이층조직이 형성되어 있었는데, 단립적색종 및 단립갈색종들은 거의 모두 붕괴되지 않은 이층조직을 가지고 있었으며, 장립적색종 및 '샤레'들은 붕괴되는 이층조직을 가지고 있었고, 이층조직이 없는 자생벼들도 일부 포함되어 있었다. 4. 자생벼의 인장강도 및 항곡강도는 이층조직이 붕괴되는 것, 이층조직이 붕괴되지 않는 것 그리고 이층조직이 없는 것 순으로 강하게 나타났다. 5. 자생벼들 중 장립적색종들은 소지경 선단 돌출부의 직경, 중심 유관속의 직경, 벼알 부착부의 직경 중심 유관속 주변의 후벽조직 두께 및 소지경선단 돌출부의 길이 등 벼알 탈락부위의 해부형태학적 특성이 다른 자생벼들과 상이한 것으로 나타났다. 6. 자생벼에서 장ㆍ단위종 모두 인장강도 및 항곡강도와 벼알 부착부의 직경 및 중심 유관속 주변의 후벽조직 두께와의 사이에는 각각 높은 정의 상관관계가 인정되었다.