본 연구에서는 밥밑용 잡곡으로 이용하기 위한 찰옥수수 를 도정하여 이화학특성 및 취반특성에 관련된 연구를 수행 하여 얻어진 결과를 보고하고자 한다. 1. 도정수율은 유색 찰옥수수인 흑진주찰, 미흑찰, 얼룩 찰이 다른 품종에 비해 상대적으로 높았으며, 백색 찰 옥수수 품종에서는 찰옥4호, 일미찰, 연농1호가 높았다. 2. 도정 전 후의 색차변화를 측정하였을 때 도정 후 모든 품종의 L 값은 증가하고 a값은 백색 찰옥수수 품종에 서는 감소하지만, 유색 찰옥수수 품종에서는 전체적으 로 증가하는 경향을 보였으며, 흑진주찰은 도정 후 L, a값이 가장 낮았다. 3. 옥수수쌀의 안토시아닌 색소함량을 측정하였을 때 흑진주찰은 154.1 μg/g, 얼룩찰1호는 42.5 μg/g 함유되 어 있었다. 4. 옥수수쌀 전분의 호화양상을 측정하였을 때 연농1호, 미흑찰은 호화개시온도가 가장 낮았으며, 연농1호, 흑 진주찰, 미흑찰은 최종점도와 치반점도가 낮고, 상대 적으로 강하점도가 높아 호화특성이 양호한 것으로 나 타났다. 5. 취반 후 연농2호, 미흑찰, 흑진주찰이 다른 품종에 비 해 수분흡수율, 퍼짐성이 높고, 연농2호, 연농1호, 미 백2호, 흑진주찰, 얼룩찰이 다른 품종에 비해 경도값 이 낮았다. 6. 취반 후 식미평가에서 흑진주찰 > 미흑찰 > 흑점2호 순으로 높은 기호성을 보였다. 7. 종합적인 결과를 바탕으로 흑진주찰, 연농2호, 미흑찰 품종이 취반용 옥수수쌀로 알맞은 특성을 가지는 것으 로 나타났다.

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.

찰옥수수, 단옥수수, 초당옥수수 등은 종실에 전분이 저장되는 과정에서 돌연변이가 발생하여 전분의 구성에 차이를 일으키며 이들의 유전자들 상호간에는 상위성이 존재한다. 배유의 저장전분에 관여하는 유전자 중에서 brittle1(bt1), brittle2(bt2), shrunken1(sh1), shrunken2(sh2), sugary1(su1), sugary2(su2), sugary enhancer(se)들은 전분 합성을 억제하고 amylose extender(ae), dull(du), floury(fl), opaque2(o2), waxy(wx)들은 배유 내에 전분의 구성 및 구조 등을 변경한다. 전분합성을 억제하는 유전자들은 전분의 구성을 변경하는 유전자에 상위성을 가지며 그들의 작용을 피복한다. 이들의 사실을 기초로 본 시험은 단옥수수(se) 유전자와 찰옥수수(wx) 유전자를 함께 가지는 자식계통을 만들어 육종 소재로 활용하고자 수행하였다. 2011년에 se 유전자를 가진 자식계통과 wx 유전자를 가진 자식계통을 상호 교배하여 F1 종자를 만들고 2012년 이들을 자식(selfing)시켰다. 멘델에 유전법칙에 따라 유전자형은 Se_Wx_:Sesewxwx:seseWx_:sesewxwx가 9:3:3:1로 분리되고 표현형 분리비는 이들 유전자 간의 상위성에 따라 일반옥수수, 단옥수수, 찰옥수수가 9:4:3으로 표현된다. 이들 분리1세대(S1) 종자를 White light transilluminator (LCF-900-470V, Ultra Violet Products)를 이용하여 찰옥수수의 표현형을 나타내는 종자를 골라 2013년 4월 중순에 파종하였다. 앞으로 이들을 자식(selfing)시켜 분리2세대 종자를 수확하고 단옥수수의 형질을 나타내는 것을 분리하면 이들은 찰옥수수(wx)와 단옥수수(se)의 유전자를 동시에 가지는 double mutant일 것으로 사료되며 분자마커 및 검정교배를 통해 유전자들을 확인할 수 있을 것으로 생각된다.

옥수수는 타식성 작물로 잡종강세 육종을 하기 위한 자식계통이 요구되며 육종효율을 높이기 위해서는 반드시 자식계통들의 특성 평가가 선행되어야 한다. 본 시험은 농촌진흥청 국립식량과학원에서 육성한 단옥수수 자식계통들의 특성을 평가하여 육종효율을 높이고 유전체 연구의 자원으로 활용코자 수행하였다. 시험에 사용된 계통들은 국립식량과학원에서 육성한 KSE1 등 sugary enhancer(se) 유전자를 가진 단옥수수 자식계통 45점이며 4월 중순에 국립식량과학원 밭작물시험포장(수원)에서 재식거리 60×25㎝(6,600본/10a)로 파종하여 발아율, 식물체특성, 생육특성, 화분 및 종자생산 관련 특성 등을 조사하였다. 발아율은 KSE2가 31%로 가장 취약하였고 수광태세와 관련된 엽신과 줄기사이의 각도는 21~65°로 다양하게 분포하였으며 숙기와 관련된 출사일수는 47~67일로 다양하게 나타났다. 화분의 생산량과 관련된 웅성소수의 밀도는 3~7, 1차 지경수는 5~25개, 웅수의 길이는 19.1~40.7cm 범위였다. 종자생산량과 관련된 이삭의 길이는 7.8~16.2cm, 폭은 3.0~4.5cm, 이삭당 열수는 10~18열 범위였다.

콩 관련 제품을 생산하는 과정에서 발생되는 부산물은 가축의 사료 및 퇴비 등에 이용되고 있으나 일부는 폐기물로처리되어 추가 비용 및 각종 환경오염을 유발하는 등 사회적인 문제점으로 지적되고 있다. 따라서 본 연구에서는 가공 부산물로 다량 발생되는 콩 배아를 활용하여 생리활성물질인 isoflavone과 soyasaponin을 동시에 분리하는 방법을개발하고자 실시하였다.1. 콩 배아 methanol 추출물을 preparative C18 column에 주입하고, 210 nm의 파장에서 0.5% 초산 용액 30%로부터100% acetonitrile까지 분당 15mL의 유속으로 53분간흘려주어 isoflavone과 soyasaponin 분획을 동시에 분리하였다.2. Preparative C18 column으로 분리된 isoflavone 및 soyasaponin분획은 동결건조시켜 isoflavone 분말 ISF-1과 soyasaponinSAP-1, SAP-2, SAP-3 및 SAP-4의 분말을 얻었다.3. Isoflavone 분획 ISF-1의 재분리는 젤투과 컬럼에서100% acetonitrile을 분당 5 mL가 되도록 흘려주면서254nm 파장에서 관찰하여 2종의 분획 ISF-1-1 및ISF-1-2을 분리하였다.4. 분리된 2종의 isoflavone 중 ISF-1-1은 그 조성이daidzin, glycitin 및 genistin 이고, ISF-1-2는 genistin 단일물질이 주성분인 것으로 나타났다.5. 분리된 4종의 soyasaponin 중 SP-1은 soyasaponin A계열인 Aa(MW: 1364), Ab(MW: 1436), Ac(MW: 1420),Ae(MW: 1202), Af(MW: 1274), SAP-2는 B계열인 Ba(MW: 958), Bb(MW: 942), Bc(MW: 912)와 E계열인Bd(MW: 956), Be(MW: 940), SAP-3는 B계열인 Ba,Bb, Bc, E계열인 Bd, Be와 DDMP계열인 βg(MW:1068), SAP-4는 B계열인 Ba, Bb, Bc, E계열인 Bd, Be와 DDMP계열인 βg, βa(MW: 1038)가 주성분임을 알 수 있었다.

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.

본 연구에서는 국내 콩 산업의 경쟁력 제고를 위해 국내 콩품종을 간편하고 신속하게 판별을 할 수 있는 기술을 개발하였다. 공우성(Co-dominant)인 STS 마커는 RCR기반으로 한 agarose gel에서 쉽게 확인이 가능한 장점이 있어 대량의 유전자원 분석 및 품종판별에 효율적으로 사용 가능하다. 본 연구에서 MF technique을 이용하여 우리나라 대표품종인 황금콩의 Genomic DNA library를 작성하고 이를 해독한 염기서열 정보로부터 STS-CAPS 마커를 개발하여 국내 콩 품종판별에 적용한 결과를 요약하면 다음과 같다.1. 선발된 총 1440개의 클론 중에서 700 bp 이상인 887개의 콜로니에 대해 염기서열 분석을 하였다. 분석된 클론의 염기서열 정보를 이용하여 총 143쌍의 STS primer를 제작하고, 황금콩에서 단일밴드로 증폭되는 101쌍의 primer를 1차 선발하였다.2. 선발된 101쌍의 primer를 국내 주요 14품종에 적용하여, PCR 증폭 후 AluI, HaeIII 등 7종의 제한효소를 처리, 2% agarose gel에서 전기영동 한 후 품종 간 다형성을 확인하였다. 14개 주요 보급 콩 품종에 대해서 다형성 분석을 통해 총 18쌍의 STS primer를 선발하였다. 3. 콩 품종판별을 위하여 선발한 18개 STS-CAPS 조합(51개 조합)의 총 대립인자 수는 147개였으며, 대립인자 수의 범위는 2-6개이었고, 평균 대립인자 수는 2.9 였다. 분석에 사용한 51개의 STS-CAPS조합의 PIC value는 0.02-0.74 의 범위였으며 평균 PIC value는0.40이었다. 4. 110개 한국 육성 품종을 대상으로 단계별(14단계)로 품종판별을 하였다. 110 개의 품종 중 동일한 패턴을 보인 4개의 품종(진품콩과 진품콩 2호 및 소원콩과 신강콩) 을 제외하고 106(96.4%) 품종이 판별되었다.

토코페롤은 비타민 E를 대표하는 지용성 항산화물질로 인체에서 세포막을 구성하는 불포화지방산의 산화를 저해하며, 콜레스테롤 예방, 염증 경감, 노화 지연 등 인간의 건강에 매우 중요한 역할을 하고 있다. 따라서 국내에서 재배되고 있는 콩 28품종을 대상으로 종실과 발아상태에서 토코페롤함량을 분석하였다. 종실상태에서 총 토코페롤함량은 한아가리콩(503.1±1.1㎍/g)이 가장 많았으며, 서리태(475.5±2.4), 서목태(476.5±3), 오리알태(486.6±7.5)순으로 높았다. 발아 콩에서는 충북백(219.4±16.7), 장수콩(230.1±37.5)의 토코페롤 함량이 많았으며, 신팔달2호(20.1±0.6)와 풍산나물콩은(29.8±3.2)은 타 품종에 비해 적은 함량을 보였다. 품종 간 산화저해활성을 측정하기 위해 lipid peroxidation(Malondialdehyde, MDA) 함량, DPPH(2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazy), ABTs(2,2’-Azino-bis(3-ethylbenzothiazolin-6-sulfonic acid)diammonium salt) 활성을 측정하였다. MDA함량은 종실상태에서 서목태(47.0±9.7 nM/mg)와 오리알태(60.8±7.5)의 함량이 낮았고, 발아 콩에서는 진품콩2호(34.8±4.4), 광교(41.5±0.6), 서목태(43.6±9.7) 순으로 낮아 이들 품종에서 항산화능이 높은 것으로 나타났다. 반면 DPPH, ABTs를 통한 항산화 활성 측정시 충북백과 장단백묵의 활성이 높았으며, 토코페롤 함량과 Lipid peroxidation 저해활성과는 유의한 상관관계를 보였다.

본 연구에서는 RNAi 기작을 이용하여 식미에 중요한 영향을 미치는 아밀로스 함량을 다양화하기 위해 GBSSI 유전자의 3’-UTR 부위를 targeting하여 dsRNA를 생성시킬 수 있는 운반체를 제작하고, 벼에 형질전환 하였다. 작성된 형질전환체들을 대상으로 I2-KI 용액 반응과 아밀로스 함량을 분석한 결과, I2-KI 용액에 대한 반응은 waxy 타입으로 나타났으나 아밀로스 함량은 찰벼와 저아밀로스 벼 사이에 해당되는 범위를 보였다. 원품종과

콩은 단백질과 지질이 풍부하여 전통식품의 주원료로 이용되어 왔으며 산업적 가치도 높아 세계적으로도 수요 가 증가하고 있다. 우리나라는 국내 생산량이 수요량에 미치지 못해 매년 대량으로 콩을 수입하고 있는데, 국내 콩 산업기반을 보호하고 국산 품종을 선호하는 소비자의 요구를 충족시키기 위해서는 외국콩과 우리 콩을 판별할 수 있는 기술이 필요하다. 전통적으로 콩 품종을 구별하기 위해 형태적․ 생화학적 특성 등 다양한 방법이 이용되어 왔는데, 이들은 환경의 영향을 받으므로 객관적인 평가에 한계가 있다. DNA를 이용한 품종의 구별은 이러한 영향을 최소화 할 수 있어 유리한데, 생명공학 기술의 발달로 RFLP, RAPD, AFLP, SSR 등 다양한 분자마커들이 개발되어 있어 선택․이용할 수 있다. 본 연구에서는 콩 품종의 특성을 분자표지와 연계시 키기 위해 우리나라 대표품종인 황금콩의 EEG(euchromatin enriched genomic DNA) library를 작성하였고 유전자 정보가 풍부한 진정염색질 (euchromatin) 부위의 염기서열정보로부터 Sequence Tagged Site (STS) 마커를 개발 하였다. STS 마커로 PCR 한 후 제한효소 처리를 통해 (CAPS marker) PCR 산물의 패턴, PCR 산물의 절단 유무 및 절편 수에 대해 조사하였다. 총 143쌍의 STS 마커 중 PCR 안정성이 확인된 93종은 대풍콩, 대원콩 등 국내 주요 보급종 13품종에 적용하였고 7종의 제한효소를 처리하여 각 품종의 유전자 특성을 분석하였다. 최소 마커수의 결정은 소프트웨어, DNA기반 콩 품종판별 시스템 (http://breed.nics.go.kr/nicsds/)의 마커분석 기 능을 이용하였다. 분석 결과, 13종의 보급품종은 10가지 조합에서 모두 구별이 가능하였는데, 분석효율성을 고려하여 5종의 STS마커와 2종의 제한효소가 최적의 조합으로 선택되었다.

신강은 콩나물 적성이 뛰어나고 농업형질이 우수하나 콩모자이크병에 약한 소원콩을 반복친으로, 콩모자이크병 저항성 유전자 Rsv3을 보유한 L29를 일회친으로 사용하여 육성된 품종이다. 육성기간의 단축을 위하여 분자표지선발법을 사용하여 목표유전자의 도입과 반복친의 회복정도를 신속히 확인함으로써 품종 개발에 소요되는 기간을 7년으로 단축하였다. 신강의 주요 특성을 요약하면 다음과 같다. 1. 유한신육형이며, 꽃색은 자색이고 엽형은 피침형이다. 입형은 구형이고

본 연구는 최근 우리나라에서 급격하게 발생되고 있는 콩 불마름병에 대한 저항성 중간모본을 육성하고자 할 때 marker-assisted selection에 적용할 수 있는 저항성 근접 분자표지를 개발하고자 수행하였다. 1. 불마름병에 이병성인 큰올콩과 저항성인 신팔달콩의 RIL 116 계통에 대하여 콩 불마름병 균주 8ra에 대한 저항성과 연관된 QTL을 탐색한 결과 포장에서는 연관군 B2, D2, I와 K에서, 온실에서는 연관군 D2, C1과 F에서

1. 본 연구에서는 완두유래의 세포질성 PsAPX1 유전자를 대상으로 산화스트레스 유도성 프로모터를 연결하여 엽록체에 targeting 되는 과발현 운반체를 제작하고 벼에 도입한 결과 형질전환체에서 도입유전자 수가 1~3 copy인 것으로 나타나, 적은 수의 유전자가 안정적으로 도입되었음을 확인하였다. 2. 염, 오존, 자외선, 한발과 같은 다양한 환경스트레스 조건에서 내성이 증진된 우수 계통을 선발하기 위하여 작성된 형질전환 벼 계통들을 대상으로 생물

1. 본 연구에서는 공동배양 배지에 Agrobacterium 성장 억제물질인 silver nitrate를 첨가하고 변온과 여과지처리를 추가하여 공동배양 기간을 7일로 늘였으며, 또한 항산화 물질 3종을 공동배양 배지에 첨가하여 세포의 oxidative burst를 최소화함으로써 벼 형질전환효율을 높일 수 있었다. 또한 이 방법을 적용하여 형질전환이 어려운 품종을 대상으로도 형질전환 식물체를 작성할 수 있었다. 2. 벼 형질전환체의 70%에서 도입유전자

An efficient transformation method for soybean [Glycine max (L.) Merr.] using meristematic tissues of germinating seeds has been established. The embryonic axes were excised from germinating seeds of Korean soybean cultivar, Iksannamulkong and 0.5-2 cm long segment containing meristematic tissues were prepared by cutting hypocotyl region. The explants were inoculated with Agrobacterium tumefaciens strain LBA4404 harboring a binary vector with the bar gene as a selectable marker gene and a β-glucuronidase (GUSINT) reporter gene, and then co-cultured for 7 days on co-cultivation medium (CCM). The meristematic tissues were cultured on shoot induction medium (SIMP6) supplemented with 0.4 mg/l N6-benzylaminopurine (BAP) and 0.1 mg/l indolebutyric acid (IBA) in the presence of 6 mg/l L-phosphinotricin (PPT) for 2 weeks and the surviving explants were transferred to shoot elongation medium (SEMP6). Transformation was confirmed by Southern blot analysis and the transformation efficiencies ranged from 1.48 to 2.07%. The new modified transformation method was successfully implemented for obtaining several transgenic lines with SMV-CP gene. It is expected that this method could efficiently be used for the transformation of recalcitrant soybean cultivars.