In this study, the expression of genes related to fruit ripening was investigated using realtime PCR. The study aimed to determine the effective conditions of calcium compounds (Calcium citrate, calcium chloride, calcium nitrate, GH-Ca, OS-Ca) and chitosan treatment to extend the shelf-life in the ‘Kumhong’ nectarine and ‘Madoka’ peach fruits. In this study, in the ‘Kumhong’ and ‘Madoka’ fruits, the expression of genes related to cell wall degradation, pectin lyase (PL), polygalacturonase (PG), and pectin methylesterase (PME), was inhibited by calcium, chitosan, or a mixture (Chitosan+CaCl2) treatment. In ‘Madoka’ peach, although the expression of the PG gene was suppressed at pre-harvest Ca and chitosan treatment, the expression of the PL gene was induced at pre- and post-harvest Ca and chitosan treatment compared to the control. The spray of calcium, chitosan itself, or a mixture (Chitosan+ CaCl2) on the trees at the ripening stage and harvested fruits can extend the shelf-life by suppressing the expression of cell wall degrading enzymes genes (PL, PG, PME) in ‘Kumhong’ nectarine and ‘Madoka’ peach tree. These results provide valuable information for the development of technology for the extension of the shelf-life of peach and nectarine fruits.

영농형 태양광 발전은 농경지에서 작물을 생산함과 동시에 식물이 요구하는 광포화점 이상의 광을 이용하여 전기를 생산 하는 시스템이다. 새로운 농가 소득원의 개발을 위하여 포도 원에 태양광 패널을 설치하고 수체의 생육과 과실 발육 특성 을 평가하여 영농형 태양광의 활용성을 탐색하고 향후 재배기 술을 개발하는 데 필요한 정보를 제공하고자 연구를 진행하였 다. 152 × 68 × 3.5cm 크기의 구조물에 영농형 150Wp (36cell) 모듈을 포도나무 재식열에 따라 배치하고, 과원의 환경과 식물 생육을 분석하였다. 무처리에는 겨울철 풍속이 0.4－0.6m·s-1 에 도달하였으나, 시설 설치구에서는 0.01－0.02m·s-1에 머 물렀다. 삽수 수피의 탄수화물함량은 시설 설치구에서 183－ 184m·g-1으로 무처리구(181－198mg·g-1)에 비해 큰 차이가 없으며 삽수의 발아율도 큰 차이가 없었다. 잎의 엽록소의 함 량은 처리구에서 높게 나타났다. 수확후 과실의 특성으로는 과립중, 과방중, 당도, 과피색의 차이는 없었다. 다만 시설구 에서 숙기가 5－7일정도 늦어졌으며, 변색기의 착색에는 약 간 차이가 있었다. 영농형 태양광 패널을 설치한 과원에서 포 도나무와 과실의 발육은 유의차가 없었고, 설치구에서 착색 이 지연되었다. 이러한 결과는 향후 포도원에서 영농형 태양 광 시설을 설치하여 포도를 생산하는 기술 개발에 필요한 정 보로 활용될 수 있을 것이다.

Grapevine leaf rust (GLR) caused by Phakopsora euvitis results in the reduction of fruit quality and yield loss in grape production. The purpose of this study was to investigate the expression of genes related with defense responses in the grapevines infected with rust pathogens. In two genotypes of Ampelopsis species inoculated with P. euvitis, the real-time PCR with RNAs was performed to investigate transcripts levels of nine defense-related genes, including pathogenesis-related 1 (PR1), β-1,3glutannase (Glu), chitinase (Chi), superoxide dismutases (SOD), glutathione peroxidase (GPX), phenylalanine ammonia lyase (PAL), chalcone synthase (CHS), stilbene synthase 1 (STS1), and resveratrol O-methyltransferase (ROMT). All tested genes were upregulated in YG11030 as well as YG10075, while mostly the expression of genes was higher in YG10075 than that in YG11030. Glu and STS showed significantly high expression in YG10075 than in YG11030. Expression of ROMT was upregulated in YG11030 and downregulated in YG10075 at 24 hours after inoculation. The differential expression pattern of the tested genes seems to be related with the defense responses, considered to be involved in plant-resistant responses against the infection by P. euvitis, and further studies on resistant responses based on the expression of genes would provide valuable information in breeding grapes resistant to diseases.

아시아 주요국으로 ‘Shine Muscat’ 포도를 수출하기 위하여 수출대상국의 농약잔류허용기준(MRL)에 적합하며 안정적이고 우수한 품질의 포도를 생산할 수 있는 포도 병해 방제력을 개발하고자 하였다. 경북 경산과 상주 지역의 간이비가림시설에서 재배되는 ‘Shine Muscat’ 포장에서 수출 대상국에서 허용 된 약제 중에서 포도 재배에 많이 사용되는 살균제를 선발하였고, 재배 기간 동안의 병해 발생을 방제하기 위하여 개화전부터 성숙기까지 10-11회 살포하였다. 2년에 걸쳐 약제를 살포하고 수확 전 병해 발생 여부를 조사하고 수확 후에는 과실의 품질 특성과 잔류 농약을 분석하였다. 갈색무늬병, 노균병, 탄저병이 발생하였으며, 2019년 2번 처리구에서 전체적으로 82% 이상의 방제가를 나타내었다. 과실 품질 특성은 지역별로 약간의 차이를 나타냈고 모든 처리구에서 농약 잔류량은 0.00-0.20 mg/kg 수준으로 주요 수출국의 MRL 이하로 검출되었다. 본 연구에서는 최근 수출량이 증가하는 ‘Shine Muscat’ 포도 재배에 활용할 수 있으며 안전한 수출용 포도를 생산할 수 있는 병해 방제력을 개발하였으며, 국내의 포도 수출 농가에 도움이 될 것으로 생각된다.

고온은 사과(Malus domestica Borkh) 과실의 품질에 영향을 끼치는 가장 중요한 환경 요인 중 하나이다. 착색기의 ‘홍로’ 사과 과실을 3단계로 구분하여 Real-time PCR을 통해 온도조건에 따른 안토시아닌 합성과 당 축적 관련 유전자의 발현 차이를 조사하였다. 당 합성관련 유전자인 β-amylase(BMY)와 polygalacturonase(PG)의 발현은 변색 시작단계보다 마지막 단계에서 월등히 높았다. 과피의 착색과 관련있는 phenylalanine ammonia-lyase(PAL), chalcone synthase(CHS), flavanone 3-hydroxylase(F3H)와 malate dehydrogenase(MDH)유전자는 변색 초기작단계에서는 고온 처리 24시간후에 발현이 증가하는 경향을 보였으며 변색 중간단계에서는 점차 증가하는 경향을 보였다. 변색단계별로 보았을 때 25oC처리구가 다른 온도처리구보다 발현 정도가 더 높았으며, 변색 시작단계보다 마 지막 단계에서의 발현이 강하게 유도되었다. 본 연구의 결과로 착색 초기단계의 과실이 고온스트레스가 가장 영향을 끼치므로 착색초기단계의 과실을 이용하여 전사체를 분석하면 분자생물학적 수준에서 사과의 성숙대사에서 유용한 정보를 얻을 수 있을 것으로 사료된다.

포도 신품종 육성에서 내한성 계통의 조기 선발을 위하여, 다양한 품종을 대상으로 randomly amplified polymorphic DNA(RAPD)를 수행하고, 그 결과를 바탕으로‘Campbell Early’x ‘Kaiji’, ‘Golden Muscat’x‘Tamnara’,‘Campbell Early’x‘Neo Muscat’와‘Alden’x‘Kaiji’의 포도교배조합 실생계통을 이용하여 내한성 관련 sequence characterized amplified region(SCAR) 분자표지를 개발하였다. 400여개의 primer를 사용하여 bulk집단에서의 RAPD 분석을 통해서 6개의 UBC random primer를 최종적으로 선발하였고, RAPD 산물을 클로닝한 후 염기서열을 분석하였다. 6개의 SCAR primer (UBC123-428, UBC196-353, UBC221-503, UBC317-800, UBC342-500, UBC344-451)를 제작하고 교배조합 실생에 재검정한 결과 내한성과 관련한 특이밴드를 확인할 수 있었다. 포도나무의 내한성과 관련한 특이적인 밴드출현양상은 수피의 탄수화물함량, 전해질전도도, 포장에서의 신초생존율과 유사한 양상을 보였다. 본 연구에서 개발한 SCAR marker는 포도의 염색체상에서 위치를 확인할 수 있었으며, 그 주변에는 주로 cytochrome P450, glutathione S-transferase, leucine-rich repeat, pleiotropic drug resistance 12, ribosomal protein 등의 유전자가 분포하였다. 본 연구에서 개발된 포도 내한성 관련 SCAR marker는 내한성 포도 품종의 조기선발과 육종효율 증진에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

Ampelopsis brevipedunculata, a porcelain berry that is a kind of Korean domestic wild berry (Viticeae), has been known to be resistant to diseases and insects. A total of 2,622 unigenes containing 912 contigs and 1,710 singletons were obtained by sequencing 5,839 expressed sequence tag (EST) clones derived from the cDNA library of wild grape, A. brevipedunculata. In the gene ontology analysis, 1,175 genes related to biological process, 1,516 genes related to molecular function, and 1,413 ones related to cell components were annotated. Among the genes showing molecular function, 17 clones were classified into defense-related genes, and 102 were known to be related with responses to stress in plants. Domains, such as leucine-rich repeat, Serine/threonine protein kinase-related, WD40 repeat, EF-hand calcium-binding, pentatricopeptide repeat, and pathogenesis-related transcriptional factor were highly expressed. Genes encoding defense related proteins, such as chitinase, catalase, protein-serine/threonine kinases, were also clustered into an abundant group in cDNAs from A. brevipedunculata. Approximately, 80 simple sequence repeats with 2~5 nucleotides were detected in the cDNAs of A. brevipedunculata. These data could provide useful information for the genetic analysis of wild grapevines and in programs for breeding grape cultivars.

머루(Vitis coignetiae)는 국내에 자생하는 야생종 포도의 한 종류로서, 포도 새눈무늬병에 저항성이다. 내병성 포도 육종에 활용할 유용한 육종소재를 개발하고자 머루의 잎과 과실로부터 cDNA libraray를 제작하였다. 머루의 cDNA library의 총 5,760개의 EST 클론을 분석하여 676개의 contig와 2,306개의 singleton을 분리하여 총 2,982개의 unigene을 분리하였다. NCBI 데이터베이스의 BLAST를 통한 상동성을 검색한 결과, 2,241개의 클론이 기능이 알려진 유전자이었고, 그 중에서 1,442개는 생물학적인 대사에 관여하고 836개는 세포구성물과 관련이 있었다. EST와 contig의 평균 크기는 각각 702bp와 757bp이었다. 포도새눈무늬병균에 감염된 머루 cDNA library로부터 Proline-rich cell wall protein, thaumatin-like protein, class IV chitinase, and pathogenesis-related (PR) protein 10 등의 다양한 방어관련 유전자와 광합성관련유전자 및 수분스트레스 저항성 관련유전자가 많이 검출되었다. 본 연구를 통해 얻어진 머루의 EST 자료는 포도의 새로운 유전자원에 관한 연구 및 내병성 포도 신품종 육종 프로그램에 기본자료로 유용하게 활용될 것이다.