Gray leaf spot caused by Stemphylium spp., is a major disease of tomatoes, and it threatens its cultivation worldwide, especially in warm and humid areas. This study was conducted on 223 tomato germplasm conserved at the National Agrobiodiversity Center to select the resources resistant to the gray leaf spot pathogen strain previously isolated in Korea, using a bioassay and genotypic analysis of the resistance gene (Sm). Two weeks after inoculation with Stemphylium lycopersici, the disease index (rated on a scale of 0-4) of gray leaf spot was assessed in detached tomato leaves. The results showed that 22 resources were resistant, with a disease index of 0-1. Additionally, 65 genetic resources were found to be moderately resistant, with a disease index between 1.0 and 2.0. Subsequently, Hybridization Probe Melting (HPM) analysis of the 22 resistant genetic resources confirmed the genotype of the gray leaf spot resistance gene (Sm). Among them, 20 genetic resources showed a homozygous resistant genotype. The resources selected in this research may contribute to the breeding of new tomato varieties resistant to gray leaf spot and may serve as a basis for further genotypic analysis studies.

The World Vegetable Center (WorldVeg) maintains the world’s largest public vegetable germplasm collection. The Genebank contains over 65,000 accessions and consists of more than 130 genera and 330 species. It includes around 12,000 accessions of indigenous vegetables. The WorldVeg Korea Office (WKO) has been conducting regional adaptability evaluations in the fields of the National Institute of Horticultural and Herbal Science (NIHHS), with a focus on major solanaceous vegetable crops such as tomato, chili, and bell pepper. As climate change significantly affects vegetable crop productivity, the development of high-performing cultivars, tolerant to various abiotic and biotic stresses with enriched nutrients inside, is essential to enhance agricultural sustainability and human health. In this regard, the evaluation of growth and horticultural characteristics of pepper and tomato accessions from the WorldVeg will help contribute to the generation of new and improved cultivars, to address global challenges that affect food security, sustainability, and adaptation to climate change. Here, we summarize our activities and the results of the regional adaptability evaluation using the WorldVeg accessions of pepper and tomato germplasms.

There are many different types of cultivation in tomatoes for year-round production. One of them, semi-forcing cultivation is characterized by growing seedlings in winter season. If grafted seedlings are used in winter season that energy cost can be reduced, because they have tolerance to cold stress. This study was conducted to analyze the rootstock performance by measuring the growth, yield, and leaf-macronutrient content of cherry tomatoes grown in semi-forcing hydroponics. Three domestic rootstocks ‘HSF4’, ‘21LM’, ‘21A701’, and a control cultivar ‘B-blocking’ were grafted onto jujube-shaped cherry tomato (Lycopersicon esculentum L.) commercial cultivar ‘Nonari’. The total yield per plant with grafted cherry tomato ‘21A701’ was 3,387g, which was 11%, 22% and 24% higher than the yield with ‘B-blocking’, non-grafted one and ‘HSF4’. The stem diameter of ‘21A701’ was thick with 8.26mm, whereas non-grafted one was thin with 7.23mm at 160 days after transplanting. The flowering position of ‘21LM’ was 34% and 47% higher than the flowering position of ‘B-blocking’ and non-grafted one at 153 days after transplanting. The NO3-N concentration in petiole sap of ‘21LM’ was the highest with 1,746mg·L-1 and non-grafted one and ‘HSF4’ were the lowest with 1,252mg·L-1 and 1,245mg·L-1 at 167 days after transplanting. The results indicated that rootstock/scion combinations in cherry tomatoes can affect the plant growth, yield, and the concentration of different NO3-N in leaves at the late growth stage. Both ‘21A701’ and ‘21LM’ have vigorous root system, which influence the growth and yield increased.

국내 토마토 토경재배 면적은 전체 재배면적의 89%로 높은 비율을 차지하고 있다. 토경재배 토마토는 염류장해와 토양 전염성 병원균 피해에 취약할 뿐만 아니라 겨울철 저온 피해 를 입기 쉽기 때문에 토마토 접목묘를 사용하는 것이 좋다. 본 연구는 저온기 토경재배에서의 토마토 대목의 종류에 따라 나 타나는 생육, 수량 및 광합성 효율의 차이를 비교 분석하고자 수행하였다. 대목의 종류는 4가지로 국내 개발 계통 및 품종 ‘Powergaurd’, ‘IT173773’, ‘20LM’과 대조 품종 ‘B-blocking’을 사용하였다. 접수와 비접목 처리구로 완숙토마토 품종 ‘Red250’을 사용하였다. 작물이 14일간 9－14℃의 저온에 노출된 시기인 정식 후 80일에 비접목 처리구의 경경은 10.1mm로 접목 처리구에 비해 15% 낮았고 엽장과 엽폭은 42.4cm와 41.8cm로 감소하였다. 주당 총 수량은 ‘Powerguard’ 가 1,615g으로 높았고 비접목 처리구가 1,299g으로 낮았다. 엽록소형광 지수 중 작물의 전반적인 활력도를 나타내는 PIABS와 광합성에 사용되지 못한 빛에너지가 열로 소실됨을 뜻하는 지수인 DI0/RC를 측정한 결과, 정식 후 80일에 접목 처리구 ‘Powerguard’의 PIABS는 3.73으로 높았고 DI0/RC는 0.34로 낮은 반면, 비접목 처리구의 PIABS는 2.62로 낮았고 DI0/RC는 0.41로 높았다. 경경은 PIABS와 정의 상관관계를 나 타낸 반면, DI0/RC와는 부의 상관관계를 나타내어 다양한 엽 록소형광 지수를 통해 저온기 대목 종류에 따른 접수의 생육 차이를 분석할 수 있는 것으로 판단된다.

본 연구는 대목 종류에 따라 나타나는 방울토마토 수량 차이를 생장상의 변화와 광합성 효율을 통해 비교분석하고자 수행하였다. 접수 ‘노나리’와 대목 4종류(‘파워가드’, ‘T1’, ‘L1’, ‘B.blocking’)을 사용하여 접목한 4개의 처리구와 ‘노나리’를 접목하지 않은 1개의 처리구로 실험에 사용하였다. 방울토마토 생육후기인 5월의 주 당 평균 총 수확량을 조사한 결과 대목 ‘B.blocking’을 사용한 처리구는 417.5g으로 가장 높은 수확량을 보였고 대목을 사용하지 않은 처리구가 354.2g으로 가장 낮은 수확량을 보였다. 정식 252일 후의 개화위치를 조사 한 결과 대목 ‘B.blocking’을 사용한 처리구는 14cm 내지 17cm의 개화위치를 보인 반면 대목을 사용하지 않은 처리구는 10cm 내지 14cm의 개화위치를 보였다. 정식 266일 후 생 장강도를 조사한 결과 대목 ‘T1’, ‘L1’, ‘B.blocking’을 사용한 처리구는 10mm대의 생장강도를 보인 반면 대목을 사용하지 않은 처리구의 생장강도는 8.43mm로 낮은 값을 보였다. 대목을 사용한 처리구는 생육후기까지 생장의 균형을 맞춰 높은 수확량을 보인 반면 대목을 사용하지 않은 처리구는 세력이 저하되어 수확량이 감소한 것으로 판단된다. 엽록소 형광 변수는 대목을 사용한 처리구가 대목을 사용하지 않은 처리구 보다 높았다. 이상으로 방울토마토 접목묘를 사용하는 것이 생육후기까지 생장의 균형을 유지하고 광합성 효율이 높아 수량이 높은 것으로 판단된다.

수경재배 시설 내에서 토마토를 재배할 때 대목사용에 따른 수확 시기별 수확량 변화와 생육지표를 활용한 생육차이를 살 펴보고자 본 실험을 수행하였다. ‘감마’를 접수로 ‘파워가드’, ‘T1’, ‘L1’, ‘B.blocking’을 대목으로 접목한 토마토 접목묘 4 종류와 접목하지 않은 ‘감마’를 실생묘로 실험에 사용하였다. 재배는 장기재배를 하는 토마토 수경재배 비닐하우스에서 재배되었다. 토마토의 총 수확량을 조사한 결과 대목을 사용하여 접목한 토마토 ‘파워가드’의 수확량과 접목하지 않은 토마 토의 수확량은 각각 8,428g과 7,645g으로 나타났다. 생육 후기 접목한 토마토 ‘B.blocking’과 실생 토마토의 개화위치는 각각 17.58cm와 14.92cm였다. 이같은 결과는 토마토에 있어서 대목을 사용하는 것이 수확량이 높고 수확 후기까지 식물 체가 균형있는 생장을 하는 것으로 볼 수 있다. 접목묘와 실생 묘의 수확량 차이는 정식 236일 째인 19화방부터 크게 나타나기 시작하였다. 토마토 장기재배를 할 경우에는 대목을 사용하는 것이 높은 수량을 얻을 수 있는 것으로 판단된다.

Bacterial wilt caused by Ralstonia solanacearum is a major disease that affects tomato plants widely. R. solanacearum is a soil born pathogen which limits the disease control measures. Therefore, breeding of resistant tomato variety to this disease is important. To identify the susceptible variety, degree of disease resistance has to be determined. In this study, micro sap flow sensor is used for accurate prediction of resistant degree. The sensor is designed to measure sap flow and water use in stems of plants. Using this sensor, the susceptibility to bacterial wilt disease can be identified two to three days prior to the onsite of symptoms after innoculation of R. solanacearum. Thus, this find of diagnosis approach can be utilized for the early detection of bacterial wilt disease.

Plant bZIP transcription factors play crucial roles in biological processes. In this study, 136 putative bZIP transcription members were identified in Brassica rapa. The bZIP family can be divided into nine groups according to the specific amino acid rich domain in Brassica rapa. To screen the cold stress responsive BrbZIP genes, we evaluated whether the transcription patterns of the BrbZIP genes were enhanced by cold treatment in the inbred lines, Chiifu and Kenshin, by microarray data analysis and qRT-PCR. The expression level of six genes increased significantly in Kenshin, but these genes were unchanged in Chiffu. Additionally, homo- and hetero-dimerization test between selected bZIP proteins indicated the Bra020735 is a key regulator in cold response. These findings suggest that the six genes that encoded proteins containing N-rich regions might be involved in cold stress response. These results presented herein provide valuable information regarding the molecular basis of the bZIP transcription factors and their potential function in regulation growth and development, particularly in cold stress response.