배추의 뿌리혹병 저항성 품종 개발 및 관련 연구에 활용할 수 있는 자원 탐색을 목적으로 세계채소센터(World Vegetable Center, 대만 소재)와 아시아 지역 5개국에서 도입한 120 유전자원을 대상으로 전라남도 해남군 배추 재배포장에서 발병한 뿌리혹병균(레이스 2)을 접종하여 저항성 반응을 조사함 1. 발병정도가 1 이하로 저항성 반응을 보인 자원은 IT100384와 IT305623로 2개이고, 발병정도가 1 초과 2 미만으로 중도 저항성 반응을 보인 자원은 IT100385, 100439, 135407로 3개임. 그 외 자원은 발병정도가 2 이상으로 감수성 반응을 보임 2. 저항성 반응을 보인 IT100384는 발병정도는 0.3으로 거의 증상을 보이지 않았으며, IT305623은 발병한 식물체가 발견되지 않아 가장 저항성이 높은 자원으로 나왔음 3. 뿌리혹병균에 대해 감수성 반응을 보인 자원들 중 발병 정도가 4.0으로 병 증상이 아주 심한 자원이 IT100349 등 23개이고, 발병정도가 3.0에서 4.0 미만인 자원이 84개로 가장 많았고, 2.0에서 3.0 미만인 자원은 8개임 4. 본 연구결과 배추 뿌리혹병 발병정도가 낮아 저항성 및 중도 저항성 자원으로 예측되는 5개 자원에 대해서, 병 검정이 유묘 단계에서 이루어졌고 한 개의 균으로 검정하였기 때문에 향후 다양한 균주를 이용하여 재평가함으로 활용가치가 높은 유전자원을 제공할 수 있도록 계속 연구 필요

국내 시설재배 상추의 시들음병에 대한 안정적 재배를 위해 농가에 보급 가능한 저항성 자원을 탐색하기 위하여 12개 국가에서 육성한 111개 도입자원의 시들음병 저항성 정도를 조사하였다. 1. 병원균 접종 후 14일째 공시한 저항성 표준품종인 ‘뚝섬적축면’과 감수성 ‘미풍포찹적축면’을 포함한 공시 자원들의 병징이 뚜렷하게 나타남. 2. 시들음병 저항성 정도 범위는 전혀 고사되지 않은 자원( 발병정도 0)부터 전체 고사하는 자원(발병정도 4) 까지 넓게 분포하여 전체 111개 자원에 대한 평균 발병정도는 2.6±0.19 이었음. 3. 전체 자원 중 IT 294125 등 7개 자원이 병징이 전혀 나타나지 않았고, 저항성 기준으로 정한 발병정도 0인 개체비율이 80%이상이고 발병정도가 3이상인 개체비율이 20% 이하인 자원은 IT 289569 등 16개 자원이었음. 4. 저항성을 보인 16개 자원 중 IT 289569 등 미국 원산이 11개, 터키 원산이 IT296680 등 4개, 중국 원산이 IT 301287로 1개이었음. 1) 상추 유형으로는, 결구상추가 IT289569 등 8개, 잎상추는 IT 296679 등 5개, 로메인 상추가 IT296680 등 2개, 줄기상추 1개(IT 301287) 5. 본 연구결과 시들음병 저항성을 보인 16개 자원은 시들음병 발생이 높은 농가에서 이용 가능한 품종으로 생각되나, 병 저항성 검정이 유묘 단계에서 이루어졌기 때문에 생육 전반의 종합적인 특성을 고려하여 우수자원을 선발하는 후속연구 필요

종자 건전성(seed health)은 종자 또는 식물체에 유익하지 못한 영향을 미칠 수 있는 생물체의 감염상태를 의미한다. 이들 생물체는 종자의 품질에 직접적인 피해를 줄 수 있으며,감염 종자는 식물체에 병을 유발하고 포장에서의 발병을 확산시킴으로써 대규모의 경제적 피해를 유발할 수 있다. 상업용종자의 해외증식 및 국제교역, 종자 유전자원의 해외분양 및 상호교환이 활발해짐에 따라 이러한 위험성이 더욱 커지고 있으며 더불어 종자 건전성 관리의 중요성 또한 증가하고 있다. 다양한 벼 종자 유전자원을 보존하고 연구용으로 분양하는 국제미작연구소(International Rice Research Institute, IRRI)는 유전자원의 건전성 확보를 위하여 종자건전성연구실(Seed health unit)을 두어 체계적인 관리시스템을 운영하고 있다. 필리핀 식물산업국 산하 식물검역소로부터 권한을 부여받아 필리핀 국내로 도입되거나 해외로 분양되는 유전자원에 대하여종자처리 및 건전성 모니터링, 종자 건전성 검사 및 데이터베이스 관리 업무를 수행하고 있다. 대상 병원균에 따라 육안검사, 수세현탁액 검사, 습지법 검사, 한천배지 검사 등을 적용하고 있으며, 감염종자는 온탕처리와 같은 물리적 처리와 살균제 또는 훈증제와 같은 화학적 처리를 수행한다. 국제미작연구소의 건전성 관리시스템을 우리나라 벼 종자 유전자원의보존·관리에 선별 적용하고, 더불어 종자소독방법과 저장 전관리체계를 확립함으로써 벼 유전자원의 품질을 제고할 수 있을 것이다. 또한 국제협력 및 공동연구 등 신뢰구축을 통해유용한 해외 유전자원을 확보하는 데 기여할 것으로 기대된다.

미얀마는 한국에 비해 3배 큰 국토를 가진 동남아시아 국가이며 다양한 기후대가 분포하여 생물상이 다양하다. 미얀마에 서는 농업이 가장 중요한 산업으로 농업자원에 대해 중요하게 생각하며, 농업유전자원보존을 위해, 1990년에 농업관개부 산하 농업연구청에 소속된 종자은행이 설립하였으며. 이곳에는 단기저장시설에 벼 6,302점을 비롯하여 10,108점이, 중기저장 시설에 벼 6,250점을 포함하여 9,905점, 합계 20,013점이 보존되고 있다. 한편, 미얀마의 유용식물자원은 185과 1,528종으로 정리되어지며, 이중 41과 59종의 약용식물이 다양한 병 치료에 이용되어진다. 농업관개부 산하에 약용식물원을 조성하여, 말라리아 치료용 517점, 결핵치료용 712점의 허브자원, 기타 약용식물 6,090점, 희귀 약용식물 4,055점 등을 현지 내 보존 중이다.

농업유전자원의 그동안 활용상황을 리뷰를 통하여 살펴보고 금후의 적극적인 활용방안을 모색하기 위하여 해방후 한국 농업의 시대적 변천에 따른 농업특성과 유전자원의 활용 상황, 국가농업유전자원은행의 역할과 금후 유전자원의 활용 전망에 대하여 검토하여 본 바를 요약하면 다음과 같다. 1. 해방이후 우리나라 농업의 시대적 변천상황은 1960년대 이전은 자급형 영세농업의 시대로서 한국고유 재래종 위주 재배에서 외국품종 도입 및 국내품종 육성초기의 시대였고, 1960~1970년대는 국가적 식량문제 해결시대로서 통일벼 육성·보급 재배에 따라 다수성 품종육성을 위한 유전자원의 필요성이 대두되었고, 1980~1990년대는 농산물 소비 다양화시대로서 엽채류, 과채류의 이용성 증가로 4계절 재배가 가능한 원예작물의 육성 및 보급이 이루어졌으며, 2000년대 이후는 고부가 가치 농업을 추구하는 시대로 변천하였으며 시대적 변천에 의한 고품질, 기능성 작물재배가 증가함에 따라 다양한 형질의 유전자원 및 수출경쟁력 있는 품종을 요구하고 있다. 2. 농촌진흥청은 국가 농업유전자원 종합관리를 위하여 농업유전자원 관리기관 91개소를 지정운영 하는 등 국내외적으로 역할을 확대하고 있으며, 식물종자유전자원을 중기 및 장기보존 각각 50만점 저장이 가능한 첨단시설을 갖추고 현재 종자자원 16만점을 보존하고 있으며, 이들 유전자원을 활용하여 2,477품종을 개발하여 보급하였다. 3. 국가 농업유전자원은행의 주요 역할을 요약하면, 국내 보존유전자원을 체계적으로 관리하고 국제적 흐름에 대응할 수 있도록 하는 국가 농업유전자원의 종합관리가 첫 번째 역할이고, 두 번째는 국가 유전자원은행(Genebank) 사업으로 국내외로부터 현재 및 미래가치에 의한 유용한 유전자원의 다양성 확보, 확보한 유전자원의 증식 및 특성평가, 안전한 보존관리 및 분양서비스에 의한 활용이며, 세 번째는 유전자원 관련 기술개발 연구로서 다양성 분석, 종자수명 및 보존기술, 증식 및 특성평가 기술, 기능성 및 유용 유전자 이용을 위한 탐색기술 개발 연구 등이고, 네 번째는 국내외 협력체계를 구축하여 관련분야 및 국제적으로 대응하는 역할로서 국가를 대표하고 국격을 높이는 주요 기능을 하여야 한다. 4. 농업유전자원의 금후 활용전망을 살펴보면 경쟁력 있는 최고의 농산물 생산에 지속적으로 기여할 것이고, 안정적인 식량공급과 국민의 참살이 수요를 충족하는 기본자원으로 활용되며, 농촌환경 생태계를 건전하고 윤택하게 보존하는데 활용되고, 에너지, 신물질, 신소재 등 차세대 성장동력원 창출의 원천 자원이 될 것이다.

Sclerotinia rot, caused by Sclerotinia sclerotiorum, is a devastating disease that poses a serious threat to perilla production in Korea. Identifying effective sources of resistance offers long term prospects for improving management of this disease. Screening disease resistant genetic resources is important for development of disease-resistant, new cultivars and conduct related research. In the present study, perilla germplasm were screened in vitro against S. sclerotiorum using detached leaf method. Among 544 perilla accessions, two were highly resistant (IT226504, IT226533), five were resistant (IT226561, IT226532, IT226526, IT226441, and IT226589), five were moderately resistant (IT226525, IT226640, IT226568, IT220624, and IT178655), 16 were moderately susceptible, 31 were susceptible, and 485 were highly susceptible. The resistant accessions in this study could serve as resistance donor in the breeding of Sclerotinia rot resistance or subjected to selection procedure of varietal development for direct use by breeders, farmers, researchers, and end consumers.

Identification of Fusarium oxysporum f. sp. raphani and investigation on fusarium wilt development by isolates and inoculation methods were conducted to establish a screening method for fusarium wilt-resistance in radish (Raphanus sativus L.) germplasm. Pathogenicity of F. oxysporum f. sp. raphani isolate, Heonggye-1 and Heonggye-2, to radish plants was confirmed by seedling test. Radish seedlings were inoculated by root-dipping and soil-drenching with or without root-wounding. For Heonggye-1 isolate, mean disease indexes were 4.13 and 3.91 by root-dipping and soil-drenching with root-wounding, respectively, but those were 1.87 and 1.88 without root-wounding. For Heonggye-2 isolate, mean disease indexes were 3.83 to 4.37 regardless of inoculation methods. Two-hundred sixty accessions of radish germplasm collected from 9 countries of Asia and Europe were evaluated for fusarium wilt-resistance by soil-drenching with root-wounding with Heonggye-2 isolate. Fifty-four resistant accessions with higher than 70% of the percentage of resistant seedlings in accession (PR) and lower than 20% of the percentage of susceptible seedlings in accession (PS) was found. Eighteen susceptible accessions with lower than 20% of PR and higher than 50% of PS were selected. These accessions could be used as breeding and research materials after re-evaluation of disease-resistance and characterization of agronomical traits.

Momordica charantia L. is a valuable food and medicinal plant of the gourd family (Cucurbitaceae) that is cultivated in tropical and subtropical regions of the world. Physicochemical properties of M. charantia based on cultivars, parts and growing stage were investigated. Crude protein contents of leaf were 27.5%, 26.9%, and 23.6% in native leaf (NL), cv. Erabu leaf (EL), and cv. Dragon leaf (DL), respectively. In particular, the crude protein content was the highest in leaves. The crude fat content was in the order of developmental stage 1 of cv. Erabu fruit (EF1) and developmental stage 1 of native fruit (NF1) with values of 4.0%, and 3.9%, respectively. There was also high amount of crude fiber in stem of all three cultivars. The crude ash content was in the order of cv. Erabu leaf, cv. Dragon leaf, and developmental stage 3 of native fruit (NF3) with values of 23.2%, 17.4%, and 13.6%, respectively. The major minerals found in M. charantia were K, Ca, and Mg. The potassium contents of developmental stage 3 of native fruit (NF3), developmental stage 3 of cv. Dragon fruit (DF3), cv. Dragon stem (DS), and developmental stage 2 of native fruit (NF2) were 498.37, 339.21, 314.30, and 307.34 ㎎ /100g, respectively, while the calcium contents were decreased of EL, DL, and NL with values of 513.45, 371.69, and 209.43 ㎎/100g, respectively. The calcium content was higher in leaves and stems than fruits. On the otherhand, the highest magnesium content was measured in EL (69.92 ㎎/100g). The highest contents of chlorophyll a, chlorophyll b, and total chlorophyll were found in NL (442.9 ㎎/100g dw), EL (759.6 ㎎/100g dw), and EL (1164.9 ㎎/100g dw), respectively. The vitamin C contents from developmental stage 2 of cv. Erabu fruit (EF2), NF3, developmental stage 3 of cv. Erabu on fruit (EF3), and NF2 were found with values of 2849.9, 2330.5, 1985.1, and 1844.5 ㎎/㎏, respectively, and found to be higher in Korean cultivar and Erabu fruit than in Dragon. The charantin contents of leaf were higher than the fruit found to be 547.71, 506.04 and 395.62 ㎍/g dw in DL, EL and EF2, respectively. According to the results, mineral contents, total chlorophyll and charantin contents of M. charantia were higher in the leaves (EL and DL) than the fruits. And, vitamin C content was the highest in the fruit (EF2 and EF3). Therefore, much more research needs to be undertaken to use of the leaves as well as fruits. The data showed that M. charantia can be considered a good source of nutrient for application in food system.

The chloroplast (cp) is an organelle with its own genome encoding a number of cp-specific components. The membrane-bound organelles are mainly involved in the photosynthetic conversion of atmospheric CO2 into carbohydrates in which light energy is stored as chemical energy. Resequencing technology via next-generation sequencing has recently been successfully applied which results the field of cp genome characterization is growing fast. Here, we report the complete sequence of the chloroplast genome of Capsicum frutescens, a species of chili pepper. The total length of the genome is 156,817 bp, and the overall GC content is 37.7%. A pair of 51,584-bp inverted repeats (IRs) is separated by a small (17,853 bp) and a large (87,380 bp) single-copy region. The C. frutescens chloroplast genome encodes 103 unique genes, including 79 protein-coding genes, 20 tRNA genes, and four rRNA genes. Of these, 19 genes are duplicated in the IRs and 18 genes contain one or two introns. Comparative analysis with reference cp genome revealed 125 simple sequence repeat (SSR) motif and 34 variants, mostly located in the non-coding regions. These microsatellite markers will facilitate the studies of genetic diversity, population genetic structure, and sustainable conservation for C. frutescens.

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.

Among the diverse crops, rice (Oryza sativa L.) has been domesticated as a staple carbohydrate sources mainly in Asia region, and RDA Genebank at the National Agrobiodiversity Center (NAAS) has conserved about 37 thousand rice accessions accordingly. Seed dormancy, one of domesticated traits, prevents pre-harvest sprouting (PHS) which causes degradation of grain quality in cereal crop. In previous study, we surveyed the variation of seed germinability of diverse 200 rice germplasm and detected the three distinguished groups besides admixed types; the first group (G-1) revealed high germinability at harvesting time, and the second group (G-2) and third group (G-3) acquired high germnability subsequent to after-ripening and dormancy breaking process, respectively. To reduce environmental effects on detected variation of germinability, we selected representative 14 accessions which have similar heading date of each group and measured the degree of PHS using freshly harvested panicles. Variation of PHS showed similar tendency of germinability group; generally, high PHS for G-1, low PHS for G-2 and no PHS for G-3. To resolve genetic and physiological factors concerning on PHS and seed dormancy, we checked the change and variation of ABA known for critical regulator for seed dormancy, and high PHS accessions interestingly revealed high ABA content in 10 DAF. Based on these study, we plan to analyze genetic factors affecting the degree of seed germinability and PHS.

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.

인삼 개갑종자의 초저온보존 효과 및 최적조건을 구명하기 위하여 건조 조건과 수분함량 및 액체질소 보존 전 동결처리와 보존 후 해동처리에 따른 초저온보존 효과를 조사하였다. 건조처리는 25℃ air flow 챔버(RH 10～12%)와 15℃ 건조실(RH 22～25%)을 이용하여 실시하였고 보존 전 동결은 –24℃에서 30일간 처리하였으며 보존 후 해동은 4℃에서 24시간, 40℃에서 2분 처리구를 각각 비교하였다. 그 결과 15℃에서 종자수분 8-12%로 건조된 종자가 보존 전 처리 없이 액체질소에 보존된 후 40℃에서 해동되었을 때 발아율이 가장 높은 것으로 나타났다. 그러나 종자수분이 2.2% 이하일 때 건조가 지속되면 발아율은 감소하는 것으로 나타났으며, 4% 이하에 이르면 보존 전후 처리효과는 나타나지 않는 것으로 조사되었다. 반면 25℃에서 건조된 종자는 상대적으로 높은 발아율을 유지하였다. 건조 및 초저온보존에 의한 인삼 개갑 종자의 유근 및 자엽 생장율을 조사한 결과, GA배지 치상 10일 후 무처리한 대조구에서 첫 유근이 출현하였으며 3주 후에는 자엽발달이 시작되었다. 30일째에는 자엽생장율이 유근발달과 함께 유의하게 증가하는 것으로 나타났다. 치상 30일까지 초저온보존에 의한 생장율은 같은 양상을 보이면서 대조구보다 현저히 낮게 나타났으나 40일째에는 양상은 같았으나 회복율이 대조구보다 증가세를 보였다. 또한 보존 전 동결처리 없었던 종자는 동결처리한 종자보다 모든 처리구에서 높은 유근 및 자엽 생장율을 보였다.

The genus Vicia comprises 166 annual or perennial species distributed mainly in Europe, Asia, and North America, also extending to the temperate regions of South America and tropical. However, utilization of SSR markers have not been investigated extensively in Vicia species as compared to other crop species. Here, we have assessed the potential for transferability (cross-species amplification) of cDNA microsatellites markers developed from common vetch (Vicia sativa subsp. sativa). In total, 226 alleles were detected in 36 microsatellite loci. The number of alleles per marker ranged from one to 20, with an average of 6.3. The gene diversity and polymorphism information content value averaged 0.540 and 0.503, with a range of 0–0.85 and 0–0.84 respectively. For transferability of the SSRs, amplification was carried out with selected from two to 8 accessions of 22 different Vicia species. For individual species, the successful amplification rate ranged from 32.6% in V. ervilia to 81.9% in V. sativa subsp. nigra, with average of 48.8%. As the rate of successful amplification of microsatellite markers generally correlates with genetic distance, these SSR markers are potentially useful in the analysis of genetic relationships between or within Vicia species.

Rice (Oryza sativa L.) is important crop as a staple carbohydrate sources and was regarded as domesticated in Asia region. The seed dormancy is one of the domesticated traits, and this character allows that plants survive in various environment. The degree of dormancy have been targeted for controling in breeding program while weak dormancy cause pre-harvest sprouting contrary to the nonuniform seed germination by strong dormancy. In this study, we surveyed the variation of germiability in diverse rice genetic resources including japonica and indica ecotype. Overall, the degree of seed dormancy of rice germplasm was distinguished into four groups and admixed types; first group(G-1) included accessions revealing high germiability, the accessions of second group(G-2) acquired the high germiability by after-ripening process, third group(G-3)’s accessions showed high germiability after dormancy breaking process and the accessions of last group(G-4) maintained the low germiability in spite of the dormancy breaking process. Among the 51 japonica accessions G-1, G-2, G-3 and G-4 included 15, 15, 11 and 10 accessions, respectively, and among 40 indica accessions, G-1, G-2, G-3 and G-4 groups included 15, 15, 9 and 1 accessions, respectively. Based on these primary test, we plan to detail examine the seed germiability and survey the genetic factors affecting the degree of germiability in representative accessions of each group