In this study, we report the first occurrence of the filamentous green macroalga Basicladia okamurae (Cladophorales, Chlorophyta) from Korea. This species was originally described as Chaetomorpha okamurae by Ueda in 1932 in Japan and was later transferred to the genus Basicladia. Basicladia okamurae (Ueda) Garbary 2010 has also been found in China and the Netherlands, supported by morphological and molecular evidence. We collected several filamentous green algal individuals from the freshwater stream Sanhocheon (Changwon-si, Republic of Korea) and identified the species as B. okamurae based on morphological characteristics and nuclear ribosomal large subunit (LSU) rDNA sequence analysis. The LSU rDNA sequences of the Korean B. okamurae exhibited 99.8-100% similarity with those of B. okamurae deposited in GenBank (NCBI) and could be distinguished from other species in the order Cladophorales, which showed less than 91.2% similarity. Based on this morphological and molecular evidence, we confirm the species identification as an unrecorded B. okamurae (Ueda) Garbary.

Molecular markers have been widely applied in population genetics, diagnostic taxonomy, and genetic mapping, and they can also be used for classifying varieties of Italian ryegrass during field selection. In this study, genome-wide sequence information was generated for 10 Italian ryegrass cultivars (40 samples), including ‘Kowinearly’ (KW), using next-generation sequencing (NGS). Single nucleotide polymorphism (SNP) analysis revealed that only three SNP loci were sufficient to distinguish KW from the other cultivars. Furthermore, 21 alternative barcode sets, each consisting of three SNPs, were identified. These SNP barcode sets provide a reliable criterion for cultivar discrimination in Italian ryegrass and can contribute to the protection of domestic varieties and the advancement of the forage industry in Korea. More broadly, the development of distinguishing markers across Italian ryegrass cultivars will enhance genetic resource identification and support the breeding of high-quality new varieties.

This study reports the development of a new alfalfa (Medicago sativa L.) variety, ‘Alfaone’, at the Forage Production Systems Division, National Institute of Animal Science, Rural Development Administration, Korea, from 2015 to 2023. The variety originated from an artificial cross between Xun Lu (maternal parent) and RadarⅡ Brand (paternal parent), followed by pedigree selection and performance testing. The elite line ‘MsCB01’ was subsequently released as ‘Alfaone’. Regional adaptability trials were conducted for two years (2022–2023) across four representative sites in Korea (Cheonan, Pyeongchang, Jeongeup, and Jinju) to evaluate agronomic traits, forage yield, and quality. Evaluated characteristics included plant height, regrowth ability, winter survival, and lodging resistance. The average dry matter yield of ‘Alfaone’ was 20,811 kg/ha, approximately by about 3% higher than that of the standard cultivar ‘Vernal’ (20,236 kg/ha). Yield superiority was particularly evident in Pyeongchang, suggesting excellent cold tolerance and winter hardiness. Assessment of forage nutritive traits indicated that ‘Alfaone’ was comparable to ‘Vernal’, demonstrating that its yield advantage did not come at the expense of quality. Overall, ‘Alfaone’ is a promising cultivar that combines high productivity with strong adaptability to unfavorable environments, particularly cold-prone regions. Its release is expected to promote the expansion of alfalfa cultivation, enhance forage self-sufficiency, and reduce dependence on imported hay in Korea.

A new barnyard millet (Echinochloa esculenta L.) cultivar, ‘Da-on’ (line BM3), was developed by the National Institute of Animal Science (NIAS) through pedigree selection using local germplasm collected from Jeju Island in 2016. After four years of line separation (2017–2020), a yield trial (2022), and regional adaptability tests across three sites (2023–2024), its agronomic performance and forage quality were evaluated. ‘Da-on’ is a mid-maturing cultivar with a heading date of August 5, which is 11 days later than the check cultivar ‘Borajik’. It exhibits an erect growth habit, purple panicles, and strong lodging resistance. The average plant height was 178.8 cm, which was 40.8 cm taller than that of ‘Borajik’. The dry matter yield of ‘Da-on’ was 16,858 kg/ha, representing a 130% increase compared with ‘Borajik’. Forage quality traits showed lower ADF (34.0%) and NDF (63.7%) contents, while total digestible nutrients (TDN) were higher (62.0%) than in the check. Crude protein content was comparable between the two cultivars. In addition, ‘Da-on’ showed resistance to lodging and leaf blight during field trials, confirming its stability across diverse environments. These results demonstrate that ‘Da-on’ is a promising summer forage crop cultivar suitable for nationwide cultivation, providing higher productivity and nutritive value to enhance forage self-sufficiency in Korea.

This study evaluated the growth characteristics, forage productivity, and feed value of three Italian ryegrass (Lolium multiflorum Lam.) cultivars ‘Earlybird’, ‘Green call’, and ‘Greenfarm2ho’ over two consecutive growing seasons. Growth traits such as cold tolerance, lodging resistance, disease resistance, and insect resistance were assessed, along with plant height. Forage yield was measured as both fresh and dry matter yields, and feed value was analyzed in terms of CP, NDF, ADF, DMI, DDM, RFV and CA content. Among the tested cultivars, ‘Earlybird’ demonstrated superior performance in several key traits. It showed the greatest lodging resistance and plant height, along with the highest fresh and dry matter yields, although differences in yield were not statistically significant. In terms of feed quality, ‘Earlybird’ had the highest CP (10.8%), lowest NDF (54.7%), and highest RFV (109), indicating excellent palatability and digestibility. ‘Greenfarm2ho’ showed intermediate values across all parameters, suggesting balanced productivity and quality. In contrast, ‘Green call’ showed relatively lower lodging resistance and feed value. Overall, ‘Earlybird’ was identified as a promising cultivar for forage production in temperate climates, combining stable yield performance with high nutritional value. These findings offer valuable guidance for cultivar selection in livestock forage systems aiming to improve both productivity and feed efficiency.

This study was conducted from 2022 to 2024 at the Grassland and Forage Crops Division, National Institute of Animal Science (RDA), in Cheonan, Korea, to develop a medium-maturing variety of Italian ryegrass (Lolium multiflorum Lam.). The newly developed tetraploid cultivar, named ‘Spider’, is characterized by its green leaves, semi-erect growth habit in late autumn, and erect growth habit in mid-spring. With a heading date of May 16, ‘Spider’ is classified as a medium-maturing variety. Compared to the control cultivar ‘Kowinmaster’, ‘Spider’ has a 1.0 mm wider leaf blade, a 1.6 cm longer leaf blade, and is 5 cm taller in plant height. Its dry matter yield (10,169 kg/ha) is significantly higher than that of ‘Kowinmaster’ (p<0.05). The crude protein content of ‘Spider’ is 10.4%, which is 0.2% higher than that of the control. Additionally, ‘Spider’ has a neutral detergent fiber (NDF) content of 49.5% and an acid detergent fiber (ADF) content of 26.6%, showing a 2.2% lower NDF and a 0.2% higher ADF compared to ‘Kowinearly’.

The commercial feed additive, native rumen microbes (RC), derived from a diverse microbial community isolated from the rumen of Hanwoo steers is being explored to enhance rumen fermentation and improve ruminant feed utilization. This study evaluated the impact of native rumen microbes supplementation on methane emissions, microbial diversity, and fermentation efficiency on in vitro assessment. Treatments were as follows: CON (basal diet, without RC); T1 (basal diet + 0.1% RC); T2 (basal diet + 0.2% RC). Rumen fermentation parameters, total gas, and methane production were assessed at 12, 24, and 48 h of incubations. The in vitro gas production was carried out using the Ankom RF Gas Production System. Supplementation of RC significantly reduced the total gas production at 12, 24, and 48 hours of incubation (p < 0.05). Volatile fatty acid concentrations were increased, while acetate and propionate were decreased (p < 0.05) at 48 h by the supplementation of RC. Notably, the 0.1% inclusion level of RC significantly reduced methane production by 28.30% and 21.21% at 12 and 24 hours. Furthermore, microbial diversity analysis revealed significant shifts (p < 0.05) in bacterial composition between the control and treatment groups, while supplementation also promoted the growth of bacterial populations, such as Succiniclasticum. These findings suggest that native rumen microbes supplementation, particularly at 0.1% inclusion level, can enhance rumen microbial composition while significantly reducing methane production in vitro.

본 연구는 바이오소재 자원으로 주목받고 있는 멀꿀(Stauntonia hexaphylla)의 안정적 재배 기반 마련을 위한 종자 프라이밍(Priming) 처리 효과를 평가하고자 수행되었다. 경상남도 진주시에서 채집한 멀꿀 종자를 대상으로 GA3, NH4NO3, KNO3, KH2PO4, PEG 등 다양한 프라이밍 용액과 농도 조건을 설정하여 발아율, 발아속도, 발아균일성 및 유묘 생육 특성에 미치는 영향을 비교하였다. 그 결과, KH2PO4 100 mM 용액에 24시간 침지 처리한 종자에서 발아율(86.4%)과 발아속도, 발아균일성 지수가 가장 우수하였으며, 초장, 지상부 생중량 및 유묘 활력지수에서도 유의한 향상을 보였다. 특히 단위면적당 지상부 수확량이 대조구 대비 약 2.14배 이상 증가하여 산업적 활용 가능성을 확인하였다. 이러한 결과는 KH2PO4 프라이밍 처리가 멀꿀 종자의 발아 촉진 및 유묘 생육 증진에 효과적인 전처리 방법임을 시사하며, 향후 멀꿀의 대량 재배 및 바이오소재 산업화에 활용될 수 있는 실용적 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

환경오염과 자원 고갈 문제가 심화됨에 따라 재생 가능하고 생분해가 가능한 바이오소재 개발이 지속 가능한 산업 발전의 핵심 과제로 대두되고 있다. 본 연구는 동아시아 지역에서 자생하는 꽝꽝나무(Ilex crenata Thunb.)를 대상으로, 발아 증진 및 순화재배 기술을 체계적으로 정립하여 대량 생산 체계를 구축하고 바이오소재로서의 산업적 활용 가능성을 평가하고자 하였다. 본 연구에서는 GA3, KNO3, NH4NO3, KH2PO4, PEG와 같은 다양한 프라이밍 처리제를 이용하여 꽝꽝나무 종자의 발아 특성과 유묘 생육 특성을 분석하였다. 그 결과, KNO3 50 mM 처리구는 발아율을 99.0%까지 증가시키며 발아 과정을 가속화하는 데 효과적이었다. 그러나 유묘 생육 및 단위면적당 수확량에서는 NH4NO3 200 mM 처리구가 가장 높은 증가를 보였으며, 이는 질소의 두 가지 형태(NH4 +, NO3 -)를 동시에 제공하여 질소 대사를 극대화한 결과로 판단된다. 유묘활력지수(SVI) 또한 NH4NO3 200 mM 처리구에서 254.3±41.6으로 가장 높게 나타났으며, 이는 대량 생산과 바이오소재 원료로의 활용에 적합한 조건으로 확인되었다. 본 연구는 발아 증진 기술 및 초기 생육 안정화를 통해 꽝꽝나무의 대량 재배 가능성을 제시하였으며, 지속 가능한 그린바이오소재 개발에 중요한 기초자료를 제공하였다. 향후 다양한 재배 조건과 종자 특성에 따른 최적화 연구가 추가적으로 필요할 것으로 판단된다.

A new variety of Alfalfa (Medicago sativa L.), named 'Alfaking' was developed between 2015 and 2023 at the Grassland and Forages Division, National Institute of Animal Science, Rural Development Administration, Cheonan, Republic of Korea. The variety was produced through artificial hybridization, with ‘Paravivo’ serving as the maternal line and ‘WL514’ as the paternal line. ‘Alfaking’ underwent field tests across four regions (Cheonan, Pyeongchang, Jeongeup, and Jinju) to evaluate its agronomic characteristics and forage production over two years (2022-2023). The dry matter yield of ‘Alfaking’ reached 22,516 kg/ha, which is 11% higher than the control variety, ‘Vernal.’ ‘Alfaking’ exhibited 2.1% higher crude protein content than ‘Vernal’ in forage nutritive value. The development of this new alfalfa variety, which exhibits excellent adaptability to challenging environmental conditions, is expected to enhance forage cultivation and productivity in Korea.

수염풍뎅이(Polyphylla laticollis manchurica)는 과거에는 흔히 발견되었으나, 1970년대 이후 한반도 내 개체수 가 급격히 감소하여 2005년 환경부에 의해 멸종위기 야생생물 Ⅰ급으로 지정되었다. 또한 해당종의 분자생물학적 연구는 멸종위기종이라는 특성으로 인해 제한적으로 진행되었다. 그로 인해 NCBI 등 공공 데이터베이스에서 제공되는 서열정보들 또한 부족한 실정이다. 이 연구는 이러한 한계를 극복하고 수염풍뎅이의 유전적 특성을 규명하기 위해 생물정보학적 기술을 활용하여 전사체 분석을 진행하였다. Illumina HiSeq 2500 플랫폼을 사용하여 53,433,048개의 RNA reads를 얻었으며, Trinity와 TGICL을 이용한 De novo 어셈블리 분석을 통해 18,172개의 unigenes를 생성하였다. 생성된 unigenes는 GO, KOG, KEGG, PANM DB를 활용하여 annotation을 진행하였다. 그 결과, GO 분석에서는 ‘binding and catalytic activities’와 관련된 항목이 높은 발현을 보였으며, KOG 분석의 경우 ‘Cellular Processes and Signals’ 범주가 높은 비율을 나타내었다. KEGG 분석을 통해 2,118개의 unigenes가 metabolic 카테고리에 annotation된 것을 확인하였다. SSR 모티프 분석에서는 AT/AT (42.90%) 모티프, AAT/ATT (13.13%) 모티프 순으로 많이 나타나는 것을 확인하였다. 이 연구를 통해 분석한 결과 들을 이용하여 유전자원 및 종 정보를 실시간 제공 및 정보 공유가 가능하도록 Database 및 web-interface를 구축하 였으며, 이러한 자료들은 국내 멸종위기종인 수염풍뎅이의 고유한 유전적 특성을 발굴 및 확보할 수 있는 기반자 료로써 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

Haemaphysalis longicornis는 사람과 동물에게 여러 심각한 병원체를 전달하는 주요 매개체로, 한반도에 널리 분포하고 있다. H. longicornis는 Rickettsia spp., Borrelia spp., Francisella spp., Coxiella spp., 그리고 중증열성혈소판 감소증후군 바이러스 (SFTS virus) 등을 매개하는 것으로 알려져 있다. 국내에 서식하는 H. longicornis의 미생물 군집과 관련된 연구는 많이 진행되지 않은 것으로 확인되었다. 이 연구는 한반도 내 다양한 지역에서 채집된 H. longicornis의 미생물군집 다양성을 지역별, 성장 단계 및 성별에 따라 분석하였다. 2019년 6월부터 7월까지 질병관리청 권역별기후변화매개체감시거점센터 16개 지역에서 채집한 H. longicornis의 16S rRNA 유전자 V3-V4 영역을 PCR로 증폭 후 Illumina MiSeq 플랫폼으로 시퀀싱하였다. Qiime2를 활용한 미생물 다양성 분석을 통해 총 46개의 샘플에서 1,754,418개의 non-chimeric reads를 얻었으며, 평균 126개 의 operating taxonmic unit (OTU) 을 식별하여 총 1,398개의 OTU를 확인하였다. 대부분의 지역에서 Coxiella spp.가 우점종으로 나타났으며, 특히 Coxiella endosymbiont는 가장 높은 우점도를 보이며, Coxiella burnetii와 계통 발생 학적으로 유사한 것으로 확인되었다. 이 연구를 통해 분석된 결과는 각 지역의 H. longicornis 미생물군집 데이터 베이스 구축에 활용되었으며, 이를 통해 지역별 미생물군집의 특이성을 식별할 수 있게 하였다. 이는 한반도의 H. longicornis에 의한 질병 전파 연구와 이를 통한 공중보건 개선에 기여할 것으로 기대된다.

콩(Glycine max L.)은 생물학적 질소고정을 통해 생육에 필요한 질소를 공급받는다. 하지만 콩과 공생을 하는 근류균이 경작지에 분포하더라도, 답전윤환과 같은 환경의 토양에서는 근류균의 밀도가 낮을 수 있다. 이에 따라 답전윤환 조건에서 식물체가 생물학적 질소고정을 시작하는데 어려움이 있을 수 있다. 따라서, 본 연구는 답전윤환 환경에서 근류균 인공 접종이 콩의 생육과 수량에 미치는 효과를 알아보고자 수행하였다. 근류균 접종방법과 접종시기를 달리한 6가지 처리를 답전윤환 콩포장에 복합적으로 실시하였으며 각 처리는 다음과 같다. 1) control (non-inoculation); 2) seed coating inoculation (SC); 3) seed coating + spray inoculation at V4 (SC+VS); 4) seed coating + spray inoculation at R1 (SC+RS); 5) spray inoculation at V4 (VS); 6) spray inoculation at R1 (RS). 포장실험 결과, 파종 시 종자에 처리하는 seed coating 처리 그룹(SC, SC+VS, and SC+RS)은 무처리에 비해 생육이 전반적으로 지연되었다. 한편, spray inoculation처리 그룹(VS and RS)은 식물체의 초장, 엽록소함량, NDVI, Performance Index 값이 무처리와 비슷한 양상을 보였다. 작물의 종실수량은 SC처리구가 170 kg/10a로 가장 낮았다. 이와는 다르게 RS처리구는 주당협수의 경우 무처리보다 28% 낮았으나, 종실수량(201 kg/10a)은 무처리(190 kg/10a)에 비해 6% 높았다. 본 연구에서 뿌리혹의 노화가 발생하는 개화기(R1) RS처리는 콩의 후기 생육을 유지하는 결과를 보였다. 따라서, 콩의 생식 생장 초기에 토양표면에 질소고정균을 처리하는 것이 국내의 답전윤환과 같은 불량환경 조건에서 활용 가능한 방식으로 사료된다.

Miridae show remarkable diversity (>11,700 spp.), accounting for a quarter of all Heteroptera. However, their phylogeny and evolutional history is still remain unclear. In this work, we provide new suggestions for the phylogeny of Miridae using a larger dataset than previous studies. In addition, we suggest an alternative evolutionary history based on newly calibrated divergence dates for Miridae and its subordinate groups, and present probable factors of the family’s success in terms of species diversity. The entire dataset comprises 16 outgroups and 188 ingroup taxa including all seven known subfamilies and 37 out of 45 known tribes. Each species is aligned as 3,577 bp with six molecular loci (COI, 16S rRNA, 18S rRNA, 28S rRNA D3 region, H2A, and H3A).

Silicon (Si) has the potential to improve plant growth and stress tolerance. The study aimed to explore Si-involving plant responses and molecular characterization of different Si-responsive genes in alfalfa. In this study, the exogenous supplementation of Si enhanced plant growth, and biomass yield. Si-acquisition in alfalfa root and shoot was higher in Si-supplemented compared to silicon deficient (-Si) plants, implying Si-acquisition has beneficial on alfalfa plants. As a consequence, the quantum efficiency of photosystem II (Fv/Fm) was significantly increased in silicon-sufficient (+Si) plants. The quantitative gene expression analysis exhibited a significant upregulation of the Lsi1, Lsi2, Lsi3, NIP5;1, and NIP6;1 genes in alfalfa roots, while BOR1, BOR4, NIP2, and NIP3 showed no significant variation in their expression. The MEME results further noticed the association of four motifs related to the major intrinsic protein (MIP). The interaction analysis revealed that NIP5;1 and Lsi1 showed a shared gene network with NIP2, BOR1, and BOR4, and Lsi2, Lsi3 and NIP3-1, respectively. These results suggest that members of the major intrinsic proteins (MIPs) family especially Lsi1, Lsi2, Lsi3, NIP5;1, and NIP6;1 genes helped to pass water and other neutral solutes through the cell membrane and those played significant roles in Si uptake and transport in plants. Together, these insights might be useful for alfalfa breeding and genome editing approaches for alfalfa improvement.

본 연구는 국내 산림생명자원 중 광나무의 대량생산을 위한 기초연구로, Priming 처리에 따른 발아 효율성 및 유묘 생육특성에 미치는 영향을 구명하고자 수행하였다. 종자 Priming처리는 대조구, GA3 (10, 100, 200 ㎎·L-1), Ca (NO3)2 (50, 100, 200 mM), KNO3 (50, 100, 200 mM)를 24시간 처리하여 발아특성을 분석하였고, 순화재배에 따른 생육특성 및 활착률을 조사하여 수확량을 비교·분석하였다. 발아특성은 25℃·KNO3 100 mM에서 발아율이 유의적으로(p<0.001) 높았으며, 평균발아일수는 10.3~18.1일로 15℃에서 대체적으로 빠른 발아일수를 나타냈다(p<0.001). 발아속도 및 발아균일지수 또한 25℃·KNO3 100 mM에서 유의적으로 높은 값을 보였다(p<0.001). 생육특성의 경우 2 5℃·KNO3 100 mM 처리에서 유근 길이(5.1±2.4 ㎝), 초장(5.7±0.7 ㎝), 근장(16.6±2.0 ㎝), 건중량(0.079 g)이 유의적으로 가장 높게 나타났다 (p<0.001). 유묘활력지수 또한 25℃·KNO3 100 mM 처리에서 1418.3으로 높았으며, 가장 높은 수확량(16.8 g/㎡)을 나타냈다. 결과적으로 25℃, KNO3 100 mM 처리 시 실내발아에서 발아효율성을 높일 수 있었으며, 순화재배 시 우수한 유묘 생육을 보여 수확량을 증진시킬 수 있었다.