With the aim of developing region specialized crops, this study was conducted to clarify effects of variant and cultivation region on antioxidative activities in various black soybean (Glycine max L.) seed tissues. Three black soybean varieties (SCEL-1, Wonheug, and Cheongja 3) were each cultivated in 4 different regions (Jeonju, Pyeongchang, Paju, and Cheonan). Harvested seeds were used to assess DPPH and ABTS radical scavenging activity, and total polyphenol, flavonoid and anthocyanin content. SCEL-1 soybean hull contained higher DPPH and ABTS radical scavenging activity (61% and 85% respectively) compared to Wonheug (40% and 50% respectively). SCEL-1 cultivated in Pyeongchang displayed the highest total polyphenol and flavonoid content (1,189 mg GAE/ 100g sample and 951 mg CTE/ 100g sample, respectively). Total anthocyanin content was ranked in the following order: SCEL-1>Wonheug>Cheongja 3. All black soybeans showed much higher antioxidant activity in the soybean hull than in the dehulled soybean. The antioxidant activity of black soybeans cultivated at high latitudes was high. These results suggest that the best black soybean variant for high beneficial biological activities is the SCEL-1 variant. For a complete understanding of the potential of black soybean as functional foods, we plan to further analyze their antioxidant activities in future studies.

To increase the functional material content of soybean, a repetitive steaming and drying process was used. We investigated the changes in the total polyphenol content, the antioxidant activity, and the angiotensin-Ⅰ converting enzyme (ACE) inhibition in soybean following nine rounds of steaming and drying. Soybean was steamed 9 times for 2 h and then dried 9 times from 55℃ to 73℃ for 3 h. The total polyphenol content in the soybean reached a maximum value of 60.47 mg GAE eq./100 g at 73℃ while the total polyphenol content in the raw soybean reached 25.17 mg GAE eq./100 g. In the raw soybean samples, the DPPH radical scavenging activity (5 mg/mL) was 8.04% but it increased by 43.29% after drying 9 times to 73℃. ABTS radical scavenging activity also improved following 9 rounds of steaming and drying. ACE inhibitory activity of the soybean dried 9 times at 73℃ was 58.94% at 10 mg/mL. These results showed that steaming and drying soybean 9 times enhanced the antioxidant activity and the ACE inhibitory activity of soybean. Therefore, more research on the biological and anti-hypertensive activity of soybean using this steaming and drying method is necessary.

As part of planning for waste minimization, decontamination foam has been considered as a potential application for the cleaning of radioactive contaminant. In this study, we synthesized silica particles to improve foam stability by varying synthesis parameters. Cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) was found to influence the stability of the decontamination foam. The reason was that higher interaction between SiO2 nanoparticles and surfactant at the air-water interface in aqueous solution is beneficial for foam stability. CTAB can also be used as an additive for the aggregation of silica nanoparticles. In the separation of SiO2 nanoparticles, CTAB plays a critical role in the nanoparticles flocculation because of the charge neutralization and hydrophobic effects of its hydrocarbon tails.

최근들어 수입량이 급증되고 있는 차가버섯의 분류체계를 확립하고, 이들 종 및 계통간의 유연관계 확립과 품종 구분을 위해 계통학적 정보를 지닌 ITS 영역의 염기서열, PCRRFLP 및 STS 프라이머를 사용하여 종 특이적인 마커를 개발하였다. 시베리아 캄차카 반도에서 수집된 74008 균주의 염기서열을 이용하여 Inonotus spp.의 유연관계를 분석한 결과 2개의 그룹으로 나뉘어 졌고, I. obliquus DSM 856P균주와 약 98%의 가장 높은 유사성을 나타내어 차가버섯임이 확인되었다. 또한 ITS 증폭산물을 제한효소로 처리하여 밴드패턴을 비교하였을 때 종 및 계통에 따라 밴드가 다르게 나타났으며, STS primer를 이용하여 증폭산물을 비교하였을 때 종간에는 밴드패턴이 다르나 계통내에서는 동일한 밴드패턴을 보였다. 따라서 차가버섯의 품종 구분을 위해서는 STS 마커와 PCR-RFLP를 동시에 사용함으로서 품종 구분이 좀 더 명확하리라 사료된다.

콩은 전세계적으로 재배되는 중요한 작물 중에 하나로 최근, 표준유전체 해독과 함께 유전적, 표현형적으로 다양성을 가진 한국핵심집단이 구축됨에 따라 유전체 기반 분자 육종 연구, 유전자 교정 기술을 활용한 새로운 육종 소재 개발 연구가 가속화 될 것으로 예상된다. 유전체 정보 기반 작물의 분자 육종 및 생명공학 연구를 통한 성공적인 작물의 개량을 위해서는 식물의 효율적인 조직배양 기술이 수반되어야 할 것이다. 그러나 반수체 생산, 원형질체 배양 및 형질전환 기술과 같은 콩의 조직배양 효율은 아직까지 높지 않고 일부 계통에 한정되어 이루어지고 있다. 본 논문에서는 콩의 분자육종 및 생명공학 기술의 적용을 위하여 다양한 콩 조직배양 기술에 관한 연구 동향을 분석하고 조직배양 효율에 영향을 미치는 요인들에 대한 정보를 제공하고자 하였다.

본 연구에서는 국내 콩 유전체의 변이밀집영역(dVB)에서 유 래한 27개 InDel 마커를 신품종 20개에 적용하여 품종판별용 마커로서 범용성을 검증하고 신품종의 구별성과 국내 품종의 유전적 다양성을 확인하였다. 20개 신품종과 MyCrops에 포함된 기존 149개 품종과의 유사도는 평균 61.3%이고, 최저 25.9%에서 최대 96.3%의 유사도로 완전 일치(100%)되는 바코드는 없어 20개 신품종의 유전적 구별성을 모두 확인할 수 있었다. 유연관계를 분석한 결과에서는 신품종을 포함한 국내 169품종이 4개의 유전집단으로 구분되었으며 풋콩 및 단기성 콩의 80%가 I-2 소그룹, 나물콩의 65.9%가 II-2 소그룹에 주로 속한 반면, 장류 및 두부콩은 I-1 (44.4%), I-2 (26.4%), II-2 (23.6%) 소그룹에 고르게 분포하였다. 20개 신품종에 대한 계보도는 나물콩 주요 계보와 장류 및 두부콩으로 크게 두 그룹으로 나누어지며 유연 관계분석을 뒷받침하였다. 품종판별을 위한 최소 마커를 선발 하기 위해 PIC가 높은 공통마커와 품종별 특이마커를 선발하는 2단계 과정을 통해 품종에 따라 7~9개의 최소 마커로 신품종의 진위를 판별할 수 있었다. 이처럼 콩 변이밀집영역에서 유래된 27개 InDel 마커와 이를 이용한 신품종 바코드 정보의 지속적인 업데이트는 수입산에 대한 국산 품종의 보호와 육성가의 권리 증진에 기여하며, 더불어 육종과정 중 신규 유전변이를 도입하고 목표형질을 선발하는 등 육종 효율을 개선하는데도 도움이 될 것으로 기대한다.

Soybean cultivar ‘Seonpung’ was developed for soy-paste and tofu. Suwon 224 and YS1325-3S-2 were crossed in 2003 and selected from F3 to F5 by pedigree method. The preliminary yield trial (PYT) and advanced yield trial (AYT) were conducted from 2009 to 2010, and regional yield trial (RYT) in twelve regions was conducted from 2011 to 2013. In RYT, ‘Seonpung’ was stable in variable environments and a high yield cultivar. ‘Seonpung’ is determinate, white flower, yellow spherical seed and yellow hilum. Flowering date and maturity date were Aug. 5 and Oct. 19, respectively. Plant height was similar to ‘Daewonkong (standard cultivar)’. However ‘Seonpung’ has higher node number (16) and seed weight (25.9g/100-seed weight) than ‘Daewonkong’ (14 and 24.2g/100-seed weight). ‘Seonpung’ is resistant to root rot, and it also has high level of resistance to bacterial pustule and soybean mosaic virus. The yield of tofu of ‘Seonpung’ was 241%, and noticeably lighter, and solidity was higher than ‘Daewonkong’. Soybean malt scent, fermented soybean yield and γ-polyglutamic acid (γ-PGA) of ‘Seonpung’ were 4, 181% and 31.7㎎/g. The yield in adaptable regions was 340kg/10a (21% increase compared to ‘Daewonkong’). ‘Seonpung’ is expected to be cultivated and used widely for soy-paste and tofu. (Registration number: 5931)

A soybean cultivar for soy-paste, ‘Uram’, was developed from the cross between ‘Suwon190’ and ‘SS99244’ (Shinpaldal-2 X T243) by soybean breeding team at the National Institute of Crop Science (NICS) in 2010. A promising line, SS00232-B-B-3SSD-9-4-1-1, was selected and designated as the name of ‘Milyang188’. It was prominent and had good result from regional adaptation yield trials (RYT) in southern area of Korea for three years from 2008 to 2010 and released as the name of ‘Uram’. It has a determinate growth habit, white flower, gray pubescence, yellow seed coat, yellow hilum, spherical seed shape and large seed (25.8 grams per 100 seeds). ‘Uram’ was found to be resistant to bacterial pustule and soybean mosaic virus, the major soybean diseases in Korea. The lowest pod height of ‘Uram’ was 19cm and it will be able to reduce seed loss during mechanical harvesting. The average yield of ‘Uram’ is 3.27 ton per hectare in southern double cropping area. Through these results, ‘Uram’ is soybean cultivar that is favorable for mechanization harvesting, resistant to diseases and highly yield.

Thirty-eight Pea (Pisum sativum L.) genotypes were screened to identify varieties to be suitable for sprout. Based on seed yield and sprout qualities such as whole length and sprout yield, five genotypes (PI269803, PI343278, PI343283, PI343300 and PI 343307) were primarily selected as candidates for pea sprouts. In order to determine optimal cultivation condition for pea sprouting, growth characteristics were investigated according to the change of germination temperature and days for sprouting. Whole length and hypocotyl length were observed to increase as a time dependent manner at each tested temperature (20, 23, and 25°C). However, whole length, hypocotyl length, and sprout yield were highly increased at 23°C compared to 20 and 25°C. Especially, PI269803 and PI343300 showed higher sprout yield than the others. In addition, the effect of the change of germination temperature on antioxidant properties was estimated by measuring total phenolic content (TPC) and free radical scavenging activity (DPPH and ABST activity). TPC and DPPH/ABST activities of PI269803 and PI343300 were higher at 23°C than at 20 and 25°C, while antioxidant properties of PI343278 and PI343283 were decreased in a temperaturedependent manner. The results show a high degree of correlation between TPC and antioxidant activities and suggest that the temperature change for pea sprouting could be responsible for antioxidant properties. Taken together, these results provide optimal cultivation conditions for pea sprouting and suggest that PI269803 and PI343300 with high sprout yield and antioxidant properties could be used for pea sprouts.

콩 품종 ‘대풍’은 국내 육성품종 최초로 10a당 300kg을 초과하는 높은 수량성과 재배안정성을 갖추었음에도 종자 외관의 결함으로 상품성이 낮아 보급이 확대되지 못하고 있다. 콩의 수량성 향상과 상품성 향상을 위해, ‘대풍’을 활용하여 수량성과 안정성을 갖추면서 종자품위를 개선한 품종을 만들고자 연구하였다. ‘대풍2호’는 ‘대풍’을 모본으로 하고, ‘수원190호’와 ‘대원콩’을 교배한 대립계통을 부본으로 하여 2003년도에 교배하여 계통육성법에 따라 육성한 ‘밀양242호’이다. 대풍콩의 단점인 배꼽색을 없애고, 종자모양이 ‘대풍’보다 구형에 더 가까우며 종피의 색택이 좋아 종자품위가 우수하다. ‘대풍2호’의 엽형은 ‘대풍’이 난형인데 반해 피침형으로 수광태세가 좋으며, 꽃색은 백색, 모용색과 협색은 갈색으로 ‘대풍’과 같다. 성숙기는 10월 14일로 ‘대풍’보다 3일 늦으며 ‘대원콩’과 비슷하다. 불마름병과 도복에 강하며, 성숙후 꼬투리의 탈립에 강하다. 종실 100립중은 20.9g으로 ‘대풍’과 비슷하며 ‘대원콩’보다는 4.4g 작은 중립 품종이다. 지역적응성 검정시험에서 제주지역을 제외한 적응지역 평균수량이 10a당 345kg으로, ‘대원콩’보다 21% 더 높으며, ‘대풍’의 99%로서 대등한 수준이다. 두부와 메주, 청국장 제조시 수율이 높으며 청국장의 점성성분인 γ-PGA함량이 45.5mg/g으로 대원콩의 35.3mg/g보다 높다.

콩의 종실에서 존재하는 lipoxygenase는 콩의 비린내를 유발하는 원인이 되고 있으며 콩의 가공을 위해 열을 가하여야 하는 원인중의 하나가 되고 있다. 콩의 가공 특히 두유제조에서의 효과적인 가공을 위해 종실의 lipoxygenase가 없는 ‘진품콩2호’가 개발되었으나 수량성이 낮고 병에 다소 약하며 탈립이 심하였다. 이러한 문제를 해결하기 위해 대립 다수성인 ‘대망2호’를 모본으로 하고 ‘진품콩2호를 교배하여 대립이면서 탈립에 강하고 수량성이 높은 ’미소(밀양249호)‘를 개발하였다. ‘미소’는 종실에서 콩의 비린내에 관여하는 세가지 lipoxygenase 효소가 모두 활성을 나타내지 않는 무비린내 품종이다. 꽃색은 백색으로 ‘진품콩2호’와 차가 있으나 엽형, 모용색, 협색 등의 질적특성은 ’진품콩2호‘와 유사하다. 개화기는 8월 6일, 성숙기는 10월 17일로 ‘진품콩2호’ 보다 각각 7일, 8일 늦은 만숙종이다. 주경장이 77cm로 ‘진풍콩2호’보다 5cm 정도 더 크지만 지역적응시험 시험포장과 밀식재배를 통한 검정포장에서 ‘진품콩2호’보다 도복에 강하였다. 종실의 크기는 100립중이 28.2g으로 21.9g인 ‘진품콩2호’보다 6.3g 더 무거운 대립으로 종실이 굵으면서도 성숙후 종자의 탈립이 거의 없으며, 건조기를 이용한 성숙꼬투리의 협개열성을 조사한 결과에서도 ‘진품콩2호’ 보다 내탈립성이 강하였다. 불마름병 저항성은 8ra접종시엔 ‘진품콩2호’와 비슷한 정도로 발병하였으나 시험포장과 검정포정에서는 이병되지 않았다. 지역적응성 검정시험에서 평균수량이 10a당 314kg으로, ‘진품콩2호’보다 18% 증수하였다. 두부와 비지수율은 ‘진품콩2호’와 비슷하며 두유의 고형분 비율은 진품콩2호‘ 보다 다소 낮았으나 ’대원콩‘과는 비슷하였다.

콩나물의 연간 소비량은 약 36만톤이며 시장규모는 약 5,000억 원으로 추정하고 있다. 장류는 약 9,800억 원, 두부의 시장규모는 약 5,400억 원으로 이와 비교했을 때 콩 가공식품 중 콩나물이 차지하는 비중은 세 번째로 많다. 나물용 콩 종실의 수요량은 약 6만 톤이며 생산량은 약 1만 톤에 불과한데 단위 면적 당 수량을 10kg 향상시키면 자급률을 1.14% 올릴 수 있어 수량성이 높은 나물용 콩을 개발할 필요가 있다. 이에 국립식량과학원에서는 2003년 ‘보석’을 모본으로 ‘소명콩’을 부본으로 인공교배하여 ‘04∼’09년 F1∼F6 계통 전개 및 선발과 ‘10∼’14년 생산성검정시험과 지역적응시험을 수행하여 양질 소립 내병 다수성 특성의 ‘해원(밀양253호)’를 육성하여 2014년 품종보호 출원 및 국가품종목록으로 등재하였다. ‘해원’의 엽형은 피침형이며 화색은 자색, 모용색은 회색, 협색은 황색, 종피는 구형이며 황색 종피에 제색은 담갈색이다. 2012∼2014년 4개 지역에서 수행된 지역적응시험에서 조사된 가변특성은 경장이 평균 55cm로 나물용 콩 표준품종인 ‘풍산나물콩’과 비슷하고 개화기와 성숙기는 7월 29일 및 10월 6일로 약간 빠르다. 주경의 마디수는 16개, 분지수는 4개로 ‘풍산나물콩’보다 많았으며, 도복에 강하다. 병해 검정포장에서의 자연이병과 8ra 균주의 인공접종 결과 불마름병에 강한 저항성을 나타내었으며, 모자이크 바이러스 유묘접종에서 모자이크 증상을 보였으나 포장에서의 이병정도는 ‘풍산나물콩’보다 적었다. 종실 100립중은 8.1g으로 ‘풍산나물콩’보다 3.1g 작은 소립이며 콩나물 수율이 513%로 ‘풍산나물콩’과 비슷하였으나, 지역적응시험에서 적응지역의 수량성적은 16% 증수하여 337kg/10a로 개발된 나물용 콩 품종 중 가장 높았다.

장류용 콩의 표준품종인 ‘대원콩’은 탈립에 매우 강하고 종실의 모양과 색택이 매우 우수하여 널리 재배되고 있다. 하지만 착협고가 높지 않고 재배시 도복에 약한 단점이 있어 기계화 적응성을 높이고 재배특성을 향상시키기 위해 이를 개량할 필요가 있다. 국립식량과학원에서는 2003년 단경 내도복 콩 품종육성을 목표로 모본을 ‘수원224호’, 부본을 ‘YS1325(동산121/Sprite87)’로 인공교배하여 2004∼2005년 F1, F2를 집단 전개하고 2006∼2007년 SSD로 세대촉진하여 F6 이후 계통전개 하였다. 종실이 구형이며 제색이 없으며 도복에 강한 계통을 선발하여 2010년부터 2년간의 생산성검정과 3년간의 지역적응성검정을 거쳐 ‘대찬(밀양244호)’을 육성하고 2014년 품종보호출원 및 국가품종목록으로 등재하였다. ‘대찬’은 화색이 백색이고, 모용색이 회색, 종자는 구형이며 종피색과 제색이 황색으로 ‘대원콩’과 유사하다. 개화기는 8월 2일, 성숙기는 10월 13일로 ‘대원콩’보다 생육기간이 다소 짧으며 경장은 68cm로 ‘대원콩’보다 작고 주경절수는 15개, 분지수는 3개, 착협고는 15cm로 ‘대원콩’ 보다 크다. 종실의 장폭비는 0.97로 ‘대원콩’과 유사하고 100립중은 24.5g으로 ‘대원콩’보다 0.9g 작았다. 병 저항성 검정 결과 불마름병 저항성이 검정포장과 유묘검정에서 ‘대원콩’보다 강했다. 전국 11개 지역에서 수행한 지역적응시험에서 ‘대찬’의 수량은 전국평균 321kg/10a, 적응지역 평균 330kg/10a로 ‘대원콩’보다 각각 17%, 16% 증수하였다.

‘중모3011호(밀양228호)’는 극대립 검정콩의 품종 육성을 목적으로 초형이 양호하고 다수성인 ‘청자3호’를 모본으로 극대립 검정콩인 ‘단파흑두’를 부본으로 2002년 인공교배하여 계통육종법으로 육성되었다. 자엽은 황색이고 종피색은 검정색이다. 2013년 1년간 전국의 7개소에서 지역적응시험을 실시한 결과 ‘중모3011호’의 성숙기는 11월 17일로 표준품종인 ‘청자3호’보다 22일 늦은 극만숙종이고, 경장은 80cm로 청자3호보다 15cm 크고 도복지수는 6으로 약하다. 종자의 100립중은 66.4g으로 ‘청자3호’보다 32.0g 무거운 극대립종이며, 수량 성은 10a당 157kg으로 대비품종의 55% 수준이었다. 불마름병과 검은뿌리썩음병에 비교적 강했다. 경실종자 는 없으며, 12시간 침종시 종자의 수분흡수율은 153%로 대비품종보다 25% 높았다. 또한 조단백질 함량은 40.5%이고 조지방 함량은 16.8%로 대비품종의 42.0%와 17.1% 보다 낮았다. 또한 기능성 성분인 이소플라본과 안토시아닌 함량은 각각 1,682㎍과 15,556㎍으로 대비품종 보다 낮았다. 재배상의 유의점은 표준 재식거리의 재배시 도복이 나타므로 소식재배를 준수하고 성숙기가 매우 늦으므로 조기에 파종하는 것이다.