Spodoptera 속의 담배거세미나방, 열대거세미나방 및 파밤나방은 여러 나라에 분포하는 광식성 해충으로, 본 연구에서는 이들의 페로몬 및 식물냄새물질과 관련한 화학통신시스템에 대해 이해하기 위해 냄새감각기의 종류와 분포, 냄새활성물질 동정 및 야외행동 반응에 대한 연구를 진행하였다. 주사전자현미경 관찰을 통해, 세 종 나방의 암, 수컷 촉각에 여러 종류의 냄새감각기가 존재하며, 형태적으로 구분되는 종특이적 또는 성특이적 냄새감각기들이 존재한다는 것을 확인하였다. GC-EAD 실험을 통해 세 종 나방에 냄새활성을 나타내는 식물 냄새물질과 페로몬 관련 물질들을 동정하고, 이들을 개별 또는 조합하여 야외 트랩실험을 통해 행동활성을 검정 한 결과, 이 중 여러 물질이 담배거세미나방과 파밤나방의 성페로몬에 대한 유인행동 반응을 저해하는 것을 알 수 있었다. 열대거세미나방은 발생이 저조하여 야외에서의 행동반응을 확인할 수 없었다.

담배거세미나방(Spodoptera litura), 열대거세미나방(Spodoptera frugiperda) 및 파밤나방(Spodoptera exigua) 은 광식성 해충이지만, 종특이적인 기주범위를 갖는다. 이들이 기주식물을 찾아가는 과정에 냄새감각이 어떤 역할을 하는지 알아보기 위해, 기주 및 비기주 식물에서 발산되는 46가지 휘발성 물질을 선정하여, 이들에 대한 나방 3종의 냄새반응을 GC-EAD(gas chromatography-electroantennogram detection)를 통해 확인하였다. 그 결과, 46가지의 식물유래화합물 중 9가지 물질이 3종의 나방 모두에서 냄새활성을 나타냈으며, 2가지 물질은 담배거세 미나방과 열대거세미나방에만 냄새활성을 나타냈고, 다른 몇 가지 물질은 담배거세미나방에만 냄새활성을 나 타냈다. 이 결과는 세 종 나방이 식물냄새물질 탐지를 위해 유사한 냄새감각세포를 가지며, 일부 종에서는 종특이 적인 냄새감각세포가 존재한다는 것을 보여준다. 이 결과를 바탕으로 냄새활성을 나타낸 물질들의 나방 3종에 대한 행동활성을 야외트랩실험을 통해 확인할 예정이다.

호박꽃과실파리(Bactrocera scutellata)는 박과 식물의 해충으로 기주식물을 찾아가는데 냄새 감각이 중요한 역할을 한다. 이들의 기주 식물인 단호박, 애호박, 노란호박 및 하늘타리의 냄새물질을 포집하여 이들 추출물에 대한 호박꽃과 실파리의 촉각과 작은턱수염의 냄새반응을 GC-EAD(Gas chromatography-electroantennographic detection) 및 GC-EPD (Gas chromatography-electropalpographic detection)를 이용하여 조사한 결과, 촉각과 작은턱수염에 존재하는 냄새감각세 포들에 강한 냄새활성을 나타내는 여러 물질들이 탐지되어, 촉각과 작은턱수염 모두 기주식물의 감지에 중요한 역할을 한다는 것을 보여주었다. 하지만, 촉각과 작은턱수염에 냄새활성을 나타내는 물질들의 종류는 서로 확연한 차이를 보여서 촉각과 작은턱수염이 기주식물의 냄새물질 탐지에 서로 다른 역할을 할 것이라는 사실을 나타내었다. 우리는 이들 냄새활성물질의 화학구조 동정을 진행하고 있으며, 이들의 구조가 밝혀지면 이들 물질의 호박꽃과실파리 에 대한 행동활성을 조사할 예정이다.

호박꽃과실파리, Bactrocera scutellata (Hendel) (Diptera: Tephritidae),는 호박 등 박과식물의 해충으로 야외 트랩실험을 통해 호박꽃과실파리 수컷이 cue lure와 raspberry ketone에 유인되는 것이 확인되었으며, 전자현미경 관찰을 통해 호박꽃과실파리의 촉각(antennae)과 작은턱수염(maxillary palps)에 각각 다른 형태의 냄새감각기들이 존재한다는 것을 확인하였다. 이 결과를 바탕으로 Bactrocera 속 과실파리들의 parapheromone 성분들인 cue lure, raspberry ketone, methyl eugenol, 및 zingerone 등의 물질들이 촉각과 작은턱수염 중 어떤 감각기관에 의해 감지되는지 알아보기 위해 이 물질들과 식물 냄새성분인 3-octanone에 대한 호박꽃과실파리의 eleltroantennogram (EAG) 및 electropalpogram (EPG) 반응을 측정하였다. 그 결과 cue lure 및 raspberry ketone은 작은턱수염에서 큰 EPG 반응을 보였으나 촉각에서는 EAG 반응을 나타내지 않았다. 이와는 대조적으로 호박꽃과실파리의 기주식물인 호박에서 방출되는 냄새 성분 중 하나인 3-octanone은 촉각에서 큰 EAG 반응을 나타내었으나 작은턱수염에서는 아주 작은 EPG 반응만을 나타내었다. 이러한 결과는 호박꽃과 실파리 수컷에 강한 유인력을 나타내는 cue lure와 raspberry ketone이 촉각이 아니라 작은턱수염에 존재하는 냄새감각세포들에 의해 감지된다는 것을 의미하며 이것은 호박과실파리 등 아직 강력한 유인제가 알려져 있지 않은 다른 과실파리류의 유인제 개발에 유용한 정보가 될 것이다.

The objective of this study was to investigate the influence of the addition of caffeine (alkaloid family) to the ejaculates of boar sperm quality as well as investigate their optimum concentrations for increasing the movement of sperms. Semen was collected from 9 boars by the gloved-hand technique one week interval. Semen followed by cryopreservation with egg yolk extender freezing medium using freezing protocol. The collected semen were frozen on the same day. Motility was assessed for % motile cell characteristics using computer-assisted semen analysis (CASA; SAIS SI-100, Medical supply, Korea). Frozen boar sperms were thawed in Beltsville Thawing Solution (BTS) with 5, 10, and 15mM caffeine were then incubated at 38 celsius degree for 20 minutes. In experiment 1, semen were diluted BTS and addition of different concentration of caffeine to the pre-freeze semen cryopreservation. In experiment 2, incubation of frozen-thawed sperm in BTS supplemented with different concentration of caffeine for 20 minutes improved (P<0.05) after semen cryopreservation-thawing on sperm quality. After thawing significantly increased progressive and total motility. The addition of 10 mM caffeine to cryopreserved semen after thawing significantly increased progressive and total motility compared with other treatment. These result suggest that caffeine enhanced post-thaw motility of cryopreserved boar sperm when added after thawing.

Chloroplast DNA sequences are a versatile tool for species identification and phylogenetic reconstruction of land plants. Different chloroplast loci have been utilized for phylogenetic classification of plant species. However, there is no evidence for a short sequence that can distinguish all plant species from each other. Molecular markers derived from the complete chloroplast genome can provide effective tools for species identification and phylogenetic resolution. Thus, the complete chloroplast genome sequence of Korean landrace “Subicho” pepper (Capsicum annuum var. annuum) has been determined here. The total length of the chloroplast genome is 156,878 bp, with 37.7% overall GC content. A pair of IRs (inverted repeats) of 25,801 bp was separated by a small single copy (SSC) region of 17,929 bp and a large single copy (LSC) region of 87,347 bp. The chloroplast genome harbors 132 known genes, including 87 protein-coding genes, 8 ribosomal RNA genes, and 37 tRNA genes. A total of seven of these genes are duplicated in the inverted repeat regions, nine genes and six tRNA genes contain one intron, while two genes and a ycf have two introns. Analysis revealed 144 simple sequence repeat (SSR) loci and 96 variants, mostly located in the non-coding regions. The types and abundances of repeat units in Capsicum species were relatively conserved and these loci will be useful for developing molecular markers.

The chloroplast (cp) is an organelle with its own genome that encodes a number of cp-specific components. Resequencing technology via next-generation sequencing has recently been successfully applied to cp genome characterization. The field of cp characterization is rapidly growing due to its wide versatility and two complete chloroplast (cp) genome sequences of Capsicum species have been reported. We herein report the complete chloroplast genome sequence of Capsicum baccatum var. baccatum, a wild Capsicum species. The total length of the chloroplast genome is 157,145 bp with 37.7% overall GC content. One pair of inverted repeats, 25,910 bp in length, was separated by a small single-copy region (17,974 bp) and large single-copy region (87,351 bp). This region contains 86 protein-coding genes, 30 tRNA genes, and 4 rRNA genes. Eleven genes contain one or two introns. Pair-wise alignments of cp genome were performed for genome-wide comparison. Analysis revealed a total of 134 simple sequence repeat (SSR) motif and 282 insertions or deletions variants in the C. baccatum var. baccatum cp genome.

Flavonoids and total polyphenols are important secondary plant metabolites, as they play a role in reducing the oxidative stress caused by ROS In this study, we investigated for flavonoid contents, total polyphenol contents, and antioxidant activities in 27 accessions from 10 Vicia species. Among 27 vicia accessions, NAC17 (V. monantha) and NAC14 (V. hyrcanica) had the highest total flavonoid (1.42 ± 0.09 mg/g) and total polyphenol (124.2 ± 0.5 μg/GAE mg) contents, respectively. In four flavonoids, naringenin showed the highest concentrations in Vicia species. The DPPH and ABTS were the range from 0.2 (NAC24, V. sativa subsp. nigra) to 18.5 (NAC13, V. faba) μg/ASC mg and 19.1 (NAC7, V. cracca) to 253.4 (NAC13, V. faba) μg/Trolox mg, respectively. Among the 10 Vicia species, V. monantha and V. hyrcanica had the highest flavonoid (1.31 ± 0.09 mg/g) and total polyphenol (116.5 ± 2.0 μg/GAE mg) contents, respectively. The highest antioxidant activity was detected in V. faba. These results will expand the flavonoid database and provide information on Vicia species valuable for development of functional foods or feed-additives resources.

DNA barcoding is the use of short DNA sequences of the genome for large scale species identification. The Consortium for the Barcode of Life (CBOL) plant-working group recommended the 2-locus combination as the standard plant barcode. The evolutions of the chloroplast regions combine with nuclear gens are sufficiently rapid to allow discrimination between closely related species. We evaluated the efficacy of the proposed plant barcoding loci matK along with ITS2 for barcoding Vigna species. To assess the discrimination ability of barcoding loci to resolve Vigna species, we sampled 52 of the taxonomically best known groups in the genus. Topologies of the phylogenetic trees based on ITS2 and matK analyses were similar but a few accessions were placed into distant phylogenetic groups. Neither ITS2 nor matK analyses were able to discriminate some closely related Vigna species alone. Thus, we used concatenated data to increase the resolving power of ITS2 and used matK as an additional tool for phylogenetic analysis in Vigna because characterization of the nucleotide sequences of matK region was easier to recover and more cost-effective than those of the ITS region.