To identify some significant phenotypic characteristics of maize(zea mays) seeds, we have obtained Red, Green, Blue(RGB) digital image data from 82 recombinant inbred lines. Based on the collected image data, their morphological and color data were analyzed, and seven significant parameters were selected, including area, perimeter, length, width, circularity, roundness, and surface texture. The extracted RGB data were converted into color hex codes to visualize the representative colors of the seeds. These visualized colors were categorized into six groups: gray, yellowish white, yellow, grayish orange, purple, and brown. The results of maize seed phenotypic analysis using the RGB digital images in this study will serve as a useful tool for constructing a database of seed phenotyping database and establishing a standardized classification system.
본 연구는 자색옥수수 색소 1호 포엽과 속대 추출물의 항비만 활성을 검정하고자 지방분해효소 저해활성을 평가 하고 3T3-L1 지방전구세포에서 지방분화억제 효과를 검정하고자 수행되었다. Pancreatic lipase 저해 활성 결과, 색소 1호 포엽 및 속대 추출물의 100, 500, 1,000 μg/mL 농 도처리구에서 양성대조군인 orlistat 보다 높은 저해 활성을 나타내었다. 3T3-L1 지방전구세포를 배양하여 색소 1 호 포엽 및 속대 추출물의 세포독성 평가를 수행한 결과, 추출물은 모든 처리농도에서 세포 생존율에 영향을 미치 지 않은 것으로 확인되었다. 분화된 3T3-L1 지방전구세포 에서 색소 1호 포엽과 속대 추출물을 처리하지 않고 분화 시킨 대조군은 lipid droplet의 형성이 활발하게 유발되었으나 색소 1호 포엽 및 속대 추출물의 처리에 의해 농도 의존적으로 lipid droplet의 형성이 억제되는 것으로 나타났다. Real-time PCR과 Western blot을 실시하여 PPARγ와 C/EBPα 유전자 및 단백질 발현량을 측정한 결과, 추출물을 처리하지 않고 분화시킨 대조군에서는 PPARγ와 C/ EBPα의 유전자 및 단백질 발현이 증가하였으며, 추출물 처리에 의해 PPARγ와 C/EBPα의 유전자 및 단백질 발현이 유의적으로 감소하였다. 본 연구 결과는 색소 1호 포엽 및 속대 추출물이 pancreatic lipase 활성 및 지방전구 세포의 분화를 억제시킴으로써 항비만 활성 기능성 물질 로의 활용 가능성이 높음을 시사한다.
본 연구는 마치종 황색 알곡 품종으로 등록된 강일옥 옥수수 알곡의 처리별 시료 및 속대의 일반성분, 생리활성 검정, 색소 함량을 분석하여 기초자료로 제공하고자 수행되었다. 강일옥 옥수수를 알곡, 거피된 알곡, 알곡 껍질 및 속대로 분리하여 일반성분 분석 결과, 수분함량은 거피된 알곡이 12.04%로 가장 높았고 알곡 껍질의 조회분, 조지방, 조단백질 함량은 각각 3.19%, 8.59%, 12.01%로 강일옥 옥수수 처리별 시료 중 가장 높은 함량을 나타내었다. 강일옥 옥수수 처리별 시료의 무기성분 함량을 분석한 결과, 칼슘, 칼륨, 마그네슘, 철, 망간 및 인의 6종이 검출되었으며 공통적으로 검출된 주요 무기성분은 칼륨과 인이었다. 강일옥 옥수수 속대의 칼륨 함량이 114.33 mg/ 100 g으로 가장 높았으며 알곡 껍질의 인 함량이 2412.40 mg/100 g으로 가장 높게 측정되었다. 강일옥 옥수수 처리 별 시료의 항산화 활성 검정 결과, 강일옥 옥수수 속대 추 출물의 DPPH radical 소거능은 93.05%, ABTS radical 소 거능은 79.88%로 처리별 시료 중 가장 높게 측정되었으며 알곡, 거피된 알곡 및 알곡껍질 추출물의 DPPH 소거 능은 모두 70% 이상으로 우수한 항산화활성을 나타내었다. 강일옥 옥수수 처리별 시료의 항염 활성 검정 결과, 강일옥 옥수수 처리별 시료 추출물은 Raw264.7 대식세포 의 생존율에 영향을 미치지 않은 것으로 나타났으며 NO 생성량은 모든 시료 처리군에서 LPS 단독 처리군(con(+)) 에 비하여 유의적으로 NO 생성을 억제 하는 것으로 나타났다. 강일옥 옥수수 처리별 건조분말시료의 카로티노이드 색소 함량을 분석한 결과, 모든 시료에서 β-carotene은 검출되지 않았고, lutein과 zeaxantin은 알곡과 알곡 껍질 에서 검출되었으며 거피된 알곡과 속대에서는 검출되지 않았다. 강일옥 옥수수 알곡의 lutein과 zeaxantin의 함량은 각각 115.30 μg/100 g, 50.92 μg/100 g이었으며 알곡껍질의 lutein과 zeaxantin의 함량은 각각 37.98 μg/100 g, 19.27 μg/100 g이었다.
신광옥은 다수성 사료용 옥수수 품종 개발을 목표로 2012년에 농촌진흥청 국립식량과학원에서 자식계통 KS172과 KS173을 교잡하여 육성한 다수성 단교잡종이다. 신광옥의 종피색은 황오렌지색이며 입질은 중간종이다. 신광옥은 2008~2009년 동안 생산력검정시험을 거쳐 2010~2012년까지 3지역에서 지역적응시험을 실시하였다. 그 결과 우수성이 인정되어 2012 농작물 직무육성 신품종으로 결정되었고 신광옥으로 명명하였다. 신광옥의 출사일수는 대비품종인 장다옥과 비슷하다. 간장은 장다옥과 비슷하나 착수고율은 장다옥보다 낮고 도복은 장다옥과 비슷한 정도로 강하다. 100주당 이삭은 장다옥보다 17개 더 많고 이삭길이는 장다옥과 비슷하며, 100립중은 장다옥과 비슷하다. 깨씨무늬병 저항성은 중강이며, 그을음무늬병에는 강한 편이다. 검은줄오갈병, 이삭썩음병 및 조명나방 저항성은 중 정도이다. 신광옥의 종실수량은 7.8톤/ha로 장다옥과 비슷하다. 4:1(모본:부본) 재식비율로 동시 파종하여 채종 시험한 결과 종자친(모본) 출사기와 화분친(부본) 화분비산기간이 일치하였으며 채종수량은 3.84톤/ha이었다. 신광옥은 전국적으로 재배가 가능하다.
안다옥은 자식계통 KS161과 KS162의 교잡으로 육성된 다수성인 단교잡종이다. 2007~2008년 생산력검정시험을 거쳐, 2009~2011년 3년 동안 3지역에서 지역적응시험을 실시한 결과 그 우수성이 인정되어 2011 농작물 직무육성 신품종선정위원회에서 신규 우량품종으로 결정되었다. 이 품종의 주요특성을 요약하면 다음과 같다. 안다옥의 종피색은황색이며 입질은 마치종이다. 출사일수는 종실용 옥수수대비품종인 장다옥보다 3일 늦다. 간장은 장다옥보다 길며,100주당 이삭수는 장다옥보다 많았다. 이삭길이는 장다옥보다 짧으며, 100립중은 장다옥보다 무거웠다. 깨씨무늬병, 검은줄오갈병 및 조명나방에 중정도의 저항성을 보이며,그을음무늬병에는 강한 편이다. 도복에는 장다옥과 비슷한정도로 강하였다. 종실수량은 7.8톤/ha로 장다옥보다 많았다. 4∶1 (모본 : 부본) 재식비율에서 동시 파종하여 채종한결과 모본의 출사기와 부본의 화분비산기간이 잘 일치하였다.
평강옥은 자식계통 KS160과 KS155의 교잡으로 육성된 다수성인 단교잡종이다. 2007~2008년 생산력검정시험을 거쳐, 2009~2011년 3년 동안 4지역에서 지역적응시험을 실시한 결과 그 우수성이 인정되어 2011 농작물 직무육성 신품종선정위원회에서 신규 우량품종으로결정되었다. 이 품종의 주요특성을 요약하면다음과 같다. 평강옥의 종피색은 황색이며 입질은 마치종이다. 출사일수는 종실용 옥수수대비품종인 장다옥 보다 2일 빠르며 사일리지용 옥수수 대비품종인 광평옥과 같다. 간장은장다옥 보다 길며 광평옥과 비슷하였다. 100주당 이삭수는 장다옥 보다 많았다. 이삭길이는장다옥과 비슷하였으며, 100립 중은 장다옥 보다 가벼웠다. 이삭비율은 광평옥 보다 낮았다.후기녹체성은 광평옥과 비슷하였다. 깨씨무늬병, 흑조위축병 및 조명나방에 중정도의 저항성을 보이며, 그을음무늬병에는 강한 편이다.도복에는 광평옥과 비슷한 정도로 강하였다.종실수량은 7.66톤/ha로 장다옥 보다 많았고,건물수량은 19.80톤/ha로 광평옥과 비슷하였다.TDN 수량은 13.32톤/ha로 광평옥과 비슷하였다. 4 1 (모본 : 부본) 재식비율에서 동시 파종하여 채종한 결과 모본의 출사기와 부본의화분비산기간이 잘 일치하였다.
반이면 교잡을 통해 얻어진 36개의 F1 교잡종들에 대하여 수량 및 농업관련 형질에 대하여 조사하였다. 36개 교배조합 의 F1과 교배친의 잡종강세를 조사한 결과, F1의 잡종강세 정 도는 종실수량에서 156%로 가장 컸고, 100립중이 가장 작은 7%로 나타났다. 농업형질에 의한 교배친들 사이의 표현형적 거리는 육성된 계보와 차이가 있었으며, 농업형질만으로 유전 적 거리를 측정하는 것은 한계가 있었다. SSR 분석에 의한 유전적 거리와 농업형질과의 상관을 확인하기 위하여 9개의 자식계통에 대한 92개의 SSR primer를 확인한 결과, 육성 계 보에 의한 유연관계를 명확하게 나타내지 못하여 표현형적 거리와 SSR 마커에 의한 유전적 거리에서도 유의성을 찾을 수 없었다. 본 연구에서는 옥수수 종실수량과 SSR 분석을 통 한 유전적 거리 사이의 유의성이 없었다. 따라서 종실수량과 정의 상관을 보이는 9개의 primer 조합을 선발하였다. 9개의 SSR primer들을 이용한 계통유연관계를 분석에서 옥수수 계 통들의 계보와 선발된 SSR을 이용한 유전적 거리는 연관성 을 찾을 수 없었지만, 종실수량과 선발된 9개의 SSR primer 를 이용한 유전적 거리와는 고도의 정의 상관을 보였다 (R2=0.703**). 선발된 SSR primer를 이용한 유전적 거리와 교잡종의 주요 농업형질의 상관 분석 결과, 교잡종 자체의 수 량구성의 모든 요소뿐만 아니라 간장, 착수고도 유의성을 보 였고, 평균에 대한 잡종강세와는 종실수량이 정의 상관을 보 였다. 본 연구에서 선발한 9개의 SSR primer들은 옥수수 육 종연구에서 교배조합 구성을 위한 잡종강세 예측에 도움을 줄 것으로 생각된다.
Assessing genetic diversity, population structure, and linkage disequilibrium is important in identifying potential parental lines for breeding programs. In this study, we assessed the genetic and phenotypic variation of 174 normal maize (Zea mays) inbred lines and made association analyses with respect to nine agronomical traits, using 150 simple sequence repeats (SSR). From population structure analysis, the lines were divided into three groups. Association analysis was done with a mixed linear model and a general linear model. Twenty one marker-trait associations involving 19 SSR markers were observed using the mixed model, with a significance level of P<0.01. All of these associations, as well as 120 additional marker-trait associations involving 77 SSR markers, were observed with the general model. Two significant marker-trait associations (SMTAs) were detected at P ≤ 0.0001. In the mixed linear model, one locus was associated with water content, two loci were associated with 100-kernel weight, setted ear length, ear thickness and stem thickness; three loci were associated with ear height, four loci were associated with total kernel weight and five loci were associated with plant height. These results should prove useful to breeders in the selection of parental lines and markers.
본 연구는 12개의 색소 및 비색소옥수수 계통들에 대하여 300개의 SSR마커를 이용하여 유전적 다양성, 계통유연관계 및 집단구조 분석을 실시하였다. 유전적 다양성 분석 결과, 300개의 SSR primer들은 색소 및 비색소옥수수 12계통들에 서 총 1,331개의 대립단편을 증폭시켰으며, SSR primer당 대 립단편들은 최소 2개에서 최대 10개까지 나타나 평균 4.44개가 증폭되었다. MAF는 0.25에서 0.92의 범위로 나타났고, 평균값은 0.48을 나타내었다. 총 1,331개의 대립단편 중에서 221개의 대립단편들은 색소옥수수 계통들에서 특이적으로 나 타났고, 408개의 대립단편은 비색소옥수수 계통들에서 특이 적으로 나타났으며, 나머지 702개의 대립단편들은 색소 및 비색소 계통들에서 공통으로 확인되었다. 그리고 총 163개의 SSR 마커에서 색소옥수수 특이적 대립단편이 확인되었다. 집 단구조에 대한 분석 결과에서 12개의 색소 및 비색소옥수수 핵심집단 계통들은 groups I, II, III, admixed group으로 구 분되었다. 본 연구결과는 옥수수 육종연구에서 색소 및 비색 소옥수수 계통들의 식별에 대한 유용한 정보를 제공할 것이다
We evaluated the morphological characteristics of 156 maize inbred lines, which were developed to breeding normal maize variety at Maize Experiment Station, Gangwon Agricultural Research and Extension Services, by examining 11 quantitative and three qualitative characteristics. On the evaluation of three qualitative traits for 156 maize inbred lines, most inbred lines showed yellow (85 and 84 inbred lines) at tassel color (QL1) and silk color (QL2), and showed semi erect (105 inbred lines) at plant type (QL3). While, the evaluation of 11 quantitative traits for 156 maize inbred lines, they showed the morphological variation in days of tasseling (QN1, 56.5 to 76.0 days), days of silking (QN2, 59.0 to 85.5 days), stem thickness (QN3, 12.7 to 42.9 mm), plant height (QN4, 111.8 to 239.8 cm), ear height (QN5, 48.2 to 126.5 cm), 100 kernel weight (QN6, 14.9 to 36.4 g), ear length (QN7, 10.0 to 79.0 cm), setted kernel length (QN8, 8.0 to 70.5 cm), ear thickness (QN9, 4.0 to 22.0 cm), total kernel weight (QN10, 22.0 to 490.0 kg) and water content (QN11, 9.3 to 11.9%), respectively. As a result, 11 inbred lines (00hf3, 00hf19, 00hf30, 00hf36, 02S8069, 02S8072, 02S8090, 02S8099, 05S10011, 06S8085-6, 07S8011) in the 156 normal maize inbred lines have showed comparatively high values. While, the results of PCA (principal component analysis) indicated that the ear length (QN7), setted kernel length (QN8), ear thickness (QN9) and total kernel weight (QN10) greatly contributed in positive direction on the first principal components. And also, days of tasseling (QN1), days of silking (QN2), plant height (QN4) and ear height (QN5) contributed in negative direction on the second principal component. Thus these morphological characters, which were greatly contributed in the first and second principal components, might be considered to be useful for discrimination among 156 normal inbred lines. Specifically, this study's assessment of morphological characteristics of 156 normal inbred lines will be helpful useful for normal maize breeding programs such activities as planning crosses for hybrid and line development at Maize Experiment Station, Gangwon Agricultural Research and Extension Services.
In this study, 80 F7:8 recombinant inbred lines (RIL), derived from a cross between dent corn and waxy corn, were evaluated for 10 grain yield and eating-related traits over a two-year period. A total of 39 quantitative trait loci (QTLs) and 74 epistatic interactions were confirmed in 2011 and 2012. All QTLs detected in 2011 and 2012, qAC9 (amylose content), qEH4 (ear height), qSEL6 (setted ear length), and q100KW10 (fresh 100 kernel weight) had higher phenotypic variance and were observed in both years; therefore, they may be considered major QTLs. We reported that the QE interaction affects (QTLs and environmental changes) for qEH4, qSEL6, and q100KW10 in discussion. Some new QTLs identified in this study were located on different loci compared with other studies. The genetic region (bin 4.08) strongly controls plant height and ear height, and results from pleiotropy and/or tight linkage. qST3 (including stem thickness) and qEH3 were co-located within two common adjacent simple sequence repeat (SSR) markers (umc2275 and umc1273), whereas qEL6 (ear length) and qSEL6 were co-located within two common adjacent SSR markers (umc2309 and bnlg238). Thus, these SSR markers are a useful selection tool for screening grain yield and yield component traits.
Our study is performed to confirm the level of genetic diversity and population structure with 80 maize inbred lines (40 waxy inbred lines and 40 flint inbred lines) and to explain the genetic basis of agronomic traits using an association mapping. The 200 SSR loci are confirmed a total of 1,610 alleles in total 80 maize inbred lines. The average number of alleles per locus was 8.05. The average GD was 0.72. The average PIC value was 0.68. The average MAF was 0.40. Population structure was revealed for K=2. Total 80 maize inbred lines were divided by groups I, II and admixed group. The 14 waxy inbred lines were assigned to group I. The 45 inbred lines include 5 waxy inbred lines and 40 flint inbred lines were contained to group II. The 21 waxy inbred lines were contained in the admixed group with lower than membership threshold 0.8. Association mapping between 200 SSR markers and 10 phenotypic traits of waxy/flint maize inbred lines were performed by Q GLM and Q+K MLM. In significant level at 0.01, 72 SSR markers were associated with 10 phenotypic traits using Q GLM. The 4 marker-trait association were detected in Q+K MLM. The results derived from this study will be used for designing efficient new maize breeding programs.
본 연구는 총 50개의 SSR 마커를 이용하여, 찰옥수수 및 종실용 옥수수 핵심집단(찰옥수수 40계통, 종실용 옥수수 40계통)의 자식계통들의 유전적 다양성, 집단구조 및 계통유연관계를 분석하였다. 1. 그 결과 65bp에서 225bp 크기의 범위로 총 242개의 대립단편들을 증폭시켰다. SSR primer들에서 증폭된 대립단편의 수는 최소 2개에서부터 최대 9개까지의 범위로 나타났고, 평균 4.84개가 증폭되었다. 그리고 GD값은 0.420에서 0.8
평안옥은 자식계통 KS140과 KS94의 교잡으로 육성된 다수성인 단교잡종이다. 2005년 생산력검정시험을 거쳐, 2006~2008년 3년 동안 4지역에서 지역적응시험을 실시한 결과 그 우수성이 인정되어 2008 농작물 직무육성 신품종선정위원회에서 신규우량품종으로 결정되었다. 이 품종의 주요특성을 요약하면 다음과 같다. 1. 평안옥의 종피색은 황색이며 입질은 반경립종이고, 출사일수는 광평옥보다 3일 늦다. 간장 및 착수고는 광평옥과 비슷하였으며, 후기녹
Knowledge of genetic diversity and of the genetic relationships among elite breeding materials has had a significant impact on the improvement of crops. In maize, this information is particularly useful in i) planning crosses for hybrid and line development, ii) in assigning lines to heterotic groups and iii) in plant variety protection. We have used the SSR technique to study the genetic diversity and genetic relationships among 76 Korean waxy corn accessions, representing a diverse collection from throughout Korea. Assessment of genetic diversity among members of this group was conducted using 30 microsatellite markers. Among these 30 microsatellite markers, we identified a total of 127 alleles (with an average of 4.2 and a range of between 2 and 9 alleles per locus). Gene diversity at these 30 microsatellite loci varied from 0.125 to 0.795 with an average of 0.507. The cluster tree generated with the described microsatellite markers recognized two major groups with 36.5% genetic similarity. Group I includes 63 inbred lines, with similarity coefficients of between 0.365 and 0.99. Group II includes 13 inbred lines, with similarity coefficients of between 0.45 and 0.85. The present study indicates that the 30 microsatellite loci chosen for this analysis are effective molecular markers for the assessment of genetic diversity and genetic relationships between Korean waxy corn accessions. Specifically, this study's assessment of genetic diversity and relationships between a set of 76 Korean waxy corn inbred lines will be helpful for such activities as planning crosses for hybrid and line development and association mapping analyses of maize breeding programs in Korea.