Pre-harvest sprouting (PHS) is the precocious germination condition of grains while the spike is still in the mother plant. Because PHS in wheat drastically reduced the quality and economic value of wheat grain, the improving PHS wheat is one of the most important breeding goal in Korean wheat breeding program In this study, we evaluated PHS and germination index (GI) in 33 Korean wheat cultivars, and performed transcriptome analysis between Keumkang (susceptible) and Woori (tolerance). A total of 33 Korean wheat cultivars were used for PHS (28 cultivars) and GI assessment in greenhouse. The DAF (Day After Fertilization) 35 of keumkang and Woori spikes were harvested to perform transcriptome analysis using RNA-sequencing. Each transcriptome was compared with PHS or ABA treated DAF 35 Keumkang and Woori spikes. The PHS in 28 Korean cultivars and GI in 33 cultivars were ranged from 1.33% to 87.44% and from 0.01% to 2.41%, respectively. Woori was demonstrated the second lowest PHS and the lowest GI, however, Keumkang was 23th of 28 cultivars in PHS and 13th of 33 cultivars in GI analysis. Six cDNA library from the DAF 35 of Keumkang and Woori wheat grain, PHS treated DAF 35 of Keumkang and Woori, and ABA treated DAF 35 of Keumkang and Woori were constructed and sequenced. A total of 53.37 Gb of high-quality reads were obtained using HiSeq 2500. The average mapping rate of assembled transcripts were 88.98%. The differentially expressed genes (DEG) revealed total 332 DEG (105 annotated) were upregulated in DAF 35 Woori library, total 5694 DEG (4623 annotated) were upregulated in PHS treated DAF 35 Keumkang library in comparison with DAF 35 Keumkang library. A total of 86 DEG (51 annotated) were upregulated in PHS treated DAF 35 Woori library in comparison with PHS treated DAF 35 Keumkang library. The Gene ontology and further analysis will be discussed.

Pre-harvest sprouting (PHS) results in lower yields for rice and other crops, especially in rainy season before harvest. By using gene based functional studies to reveal the mechanism of PHS related pathways can be a good way in breeding for more PHS resistant accessions. Orthologous genes, which are homologous genes that diverged after a speciation event, generally maintain a similar function in different species to that of the ancestral gene in which they evolved from. Applied with a McDonald-Kreitman Test (MKT), we examined more than 10,000 orthologous genes between rice (Oryza sativa) and Brachypodium (outgroup) based on different phenotypic groups in order to find some fast evolutionary genes in rice PHS. Three groups which represented the PHS susceptible (group 1), PHS medium (group 2) and PHS resistant (group 3) were separated based on the phenotype and each group was examined with the outgroup for MKT. Total 60 fast evolutionary genes that have a positive selection with FDR ≤ 0.05 were found in the three groups, and 19, 5 and 8 genes were specific existed in group 1, 2 and 3, respectively. Annotation of these genes were conducted and the predicted functions were investigated, leading that one Ethylene receptor-like gene that may related to PHS based on the previous studies, which need to be validated later, however. In addition, network analysis of these characterized genes were also investigated, which could reveal the connection of genes between each other. Moreover, the association study between the candidate gene ethylene receptor and the PHS phenotype was performed and indicated that this gene is significantly correlated with PHS in rice. All these above indicated that with this orthologous based method, we can find some important candidate genes that may play an important role in some traits.

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.

Since global climate changes drastically, pre-harvest sprouting (PHS) is expected to pose serious problems in rice production. CBL-interacting serine/threonine protein kinases (CIPKs) have been implicated to play important role in regulating various abiotic stresses such as cold, salinity and drought. In this study, to understand the function of this gene under pre-harvest sprouting in rice, a cDNA clone encoding CBL-interacting protein kinase 15 was isolated from rice flowers. We constructed a recombinant vector carrying the CIPK15 under the control of the CaMV 35S promoter and Tnos terminator and transformed into rice using Agrobacterium tumefaciens. Insertion of the gene was verified in transformants using HPT resistance test and genomic PCR. Transcriptional profiling using tissues of wild type, Gopum, revealed expression of the gene in whole plant tissues with level of expression highest in the seeds suggesting possible role in dormancy. Comparative expression analysis of the gene in transgenic and wild type through semi-quantitative RT-PCR and real-time PCR showed higher expression in transgenic rice lines. Moreover, screening in the mist chamber showed overexpression lines that were resistant to the PHS. This result suggests the involvement of CIPK15 in the regulation of pre-harvest sprouting.

“Jojoong”, a winter wheat(Triticum aestivum L.) cultivar was developed by the National Institute of Crop Science, RDA. It was derived from the cross “Suwon272/Olgeuru//Keumkang/Suwon252” during 2002. “Jojoong” was evaluated as “Iksan360” in advance yield trial test in 2011. It was tested in the regional yield trial test between 2012 and 2014. “Jojoong” is an awned, semi-dwarf and hard winter wheat, similar to “Keumkang” (check cultivar). The heading and maturing date of “Jojoong” were earlier to “Keumkang”. “Jojoong” had lower test weight (799 g/L) and 1,000-grain weigh (35.6g) than “Keumkang” (816 g/L and 45.5g, respectively). “Jojoong” showed resistance to winter hardiness and pre-harvest sprouting, which lower withering rate on the high ridge (10.5%) and rate of pre-harvest sprouting (10.5%) than “Keumkang” (31.7 and 21.4%, respectively). “Jojoong” showed similar protein content (12.5%), SDS-sedimentation volume (43.5ml) and gluten content (8.6%) to “Keumkang” (12.9%, 58.5ml and 8.5%, respectively). It showed higher lightness (93.17) in flour color than “Keumkang” (91.95, respectively). “Jojoong” showed higher lightness (81.50) of noodle dough sheet than “Keumkang” (80.95). “Jojoong” exhibited similar hardness (3.84N) and higher springiness and cohesiveness of cooked noodles (0.94 and 0.66) compared to “Keumkang” (3.88N, 0.90, and 0.62, respectively). Average yield of “Jojoong” in the regional adaptation yield trial test was 5.09 MT/ha in upland and 5.35 MT/ha in paddy field, which was 9% and 8% higher than those of “Keumkang” (4.67 MT/ha and 4.92 MT/ha, respectively).

경남 남해군에 자생하는 고유품종으로 품종보호 등록된 섬애약쑥의 채취시기와 건조방법에 따른 이화학적 특성과 항산화활성을 평가하였다. 섬애약쑥은 5, 6, 7월에 동일한 재배지에서 수확한 후 각각을 12일 동안 음건(SD) 및 60℃에서 7일간 숙성한 다음 90℃에서 220분간 저장하여(AD) 건조하였다. 전처리방법을 달리하여 건조한 섬애약쑥의 유리당을 분석한 결과 glucose만이 검출되었으며 함량은 0.42±0.02~0.43±0.01 g/100 g과 0.41±0.02~0.47±0.04 g/100 g이었다. 총 페놀화합물의 함량은 AD(1.29±0.08~2.90±0.08 g/100 g)와 비교하여 SD(1.85±0.09~3.45±0.14 g/100 g)에서 더 높았다. 물 추출물을 31.5, 62.5, 125, 250, 500 μg/mL의 농도로 제조하여 항산화활성을 평가한 결과 DPPH와 ABTS 라디칼 소거활성은 SD 5월 시료와 AD 7월 섬애약쑥 추출물의 활성이 가장 높았으며, FRAP도 이들 시료에서 여타 시료에 비해 유의적으로 활성이 높았다. β-Carotene에 대한 탈색 저해활성도 SD의 5월과 AD의 7월 시료에서 각각 25.53±2.85~81.43±2.56%, 35.98±2.22~79.00±1.42%로 가장 활성이 높았다. 이상의 결과 섬애약쑥은 5월 채취하여 음건하였을 때와 7월에 채취하여 숙성 가공하였을 때 유용성분의 섭취가 더 용이하며, 높은 항산화활성을 나타내어 기능성 식품 소재로 활용도가 높을 것으로 생각된다.

본 시험은 GA로 처리된 ‘원황’ 배(Pyrus pyrifolia Nakai)를 수확시기를 달리하였을 때 과실품질, 과심갈변, 그리고 기호도가 어떠한 영향을 받는지와 이에 적절한 수확시기를 규명하고자 수행되었다. 시험 처리는 만개 후 110, 115, 120, 125, 130일에 수확한 것을 포함하였다. 수확시기가 지연될수록 과중과 당도는 증가한 반면에 과육경도와 산도 그리고 전분함량은 감소하였다. 상온보관 21일 동안 만개 후 130일에 수확된 과실의 과육경도는 크게 감소하였고 과심갈변 증상은 심화된 반면에 115일에 수확된 과실의 경도와 과심갈변의 감소는 천천히 진행되었다. 수확시기의 지연은 GA 처리와 상관없이 과실의 기호도를 감소시켰다. GA 처리과의 기호도 감소는 수확시기에 관계없이 GA 무처리 과실 보다 일찍 관찰되었다. 만개 후 120일에 수확을 하는 것이 GA로 처리된 과실의 품질 유지와 과심갈변 억제를 위하여 효과적인 수확시기로 판단된다.

The influence of rainfall during the ripening stage on pre-harvest sprouting, seed viability, and seed quality was investigated in two Korean rice cultivars, Shindongjin and Hopum. When the rainfall was artificially treated in a greenhouse, HP started to pre-harvest sprouting at three days of rainfall treatment (DRT), but Shindongjin did not show pre-harvest sprouting at 40 DAH treatment and just 0.3~0.8% at 50 DAH, which was much lower than 15.3~ 25.8% of Hopum in the same treatment. After harvest, the seed germination of Hopum decreased about 10~25% compared to non-treated seeds, but that of Shindongjin decreased much little rate than that of Hopum. The seed longevity tested by accelerated aging decreased with prolonged rainfall period in both cultivars, but the varietal difference was clear; Shindongjin could withstand longer accelerated aging than Hopum. Shindongjin maintained its germination (>50%) ability after 15 days of accelerated aging regardless of the rainfall treatment period and time, but Hopum dropped below 50% germination ability after only 5 days of accelerated aging. In conclusion, rainfall during the ripening stage induced not only pre-harvest sprouting, but also reduced seed quality and longevity during storage, which varied between two cultivars.

‘중모1017’은 중부지역 적응 고품질 품종을 육성할 목적으로 2002년 하계에 중생이고 내도열병 및 흰잎마름병 저항성인 수원462호와 쌀의 외관 품위가 좋고 도정특성이 좋은 영덕34호를 교배하여 SR27934-GH1-29-1계통을 선발하고, 수원529호로 계통명을 부여하여 2009～2011년 3개년간 지역적응시험을 실시한 결과 그 우수성이 인정되어 2011년 12월 농촌진흥청 농작물 직무육성 신품종선정위원회에서 ‘중모1017’로 선정되었다. ‘중모1017’은 중부평야지 보통기 재배에서 평균 출수기가 8월 16일로 ‘화성’보다 6일 늦은 중만생종이다. 간장은 65 cm로 ‘화성’의 83 cm보다 18 cm작은 단간 내도복성이고, 이삭길이, 주당 이삭수 그리고 이삭당 입수는 20 cm, 14개 그리고 93개로 ‘화성’과 같았다. 등숙비율은 81.0%로 ‘화성’보다 약간 낮고, 현미 천립중이 22.0 g으로 ‘화성’과 비슷한 중립종이다.‘중모1017’의 도열병저항성은 잎도열병, 이삭도열병 및 내구저항성 검정 결과 ‘화성’보다 강한 저항성을 보였지만, 흰잎마름병, 줄무늬잎마름병, 오갈병 및 멸구류에 대한 저항성이 없었다. ‘중모1017’은 도복과 수발아에 강한 반응을 보였지만 내랭성은 ‘화성’보다 약한 반응을 보였다, 입형은 현미 장폭비가 1.71로 단원립이고, 백미외관은 심복백이 거의 없어 맑고 투명하였다. 단백질함량은 6.4%, 아밀로스함량은 18.0%로 ‘화성’의 7.1% 및 20.8%보다 낮아 식미관능검정 결과 0.53으로 ‘화성’보다 밥맛이 월등히 우수하였다. 또한 밥알의 경도가 부드럽고 치반점도와 균형도가 낮고 식은밥과 무균포장밥의 식미가 우수하여 무균포장밥 또는 가공밥용으로 활용이 가능할 것으로 판단되었다. 제현율과 도정률은 ‘화성’보다 약간 낮고 현백률은 비슷하였지만 도정된 쌀의 완전미율이98.8%로 화성(94.7%)보다 높아 완전미 도정수율은 75%로 ‘화성’보다 우수하였다. ‘중모1017’의 쌀수량은 ‘09∼’11년 3개년 간 7개소에서 실시한 지역적응시험 결과 보통기 보비재배 평균 5.01 MT/ha로 대비품종 ‘화성’과 비슷한 수량성을 보였다. ‘중모1017’의 재배적지는 중부 평야지 이다.

1. 생산지에 따라 벼 종자의 수발아립률 차이가 컸던 호 품벼의 출아율과 발아율을 조사한 결과, 수발아율 8% 인 시료는 수발아율이 1%인 시료에 비해 발아율과 출 아율, 종자활력이 30% 낮았다. 2. 수발아율이 높은 시료는 수발아립의 변색 정도가 심 하고 미발아율과 부패율이 높았다. 수발아립은 배가 돌출하고, 변색된 배유와 곰팡이 감염이 관찰되었으며 배유의 1/2이상이 변색된 종자는 발아율이 매우 낮았다. 3. 종자의 발아 진행정도에 따라 현미의 변색이 심해졌 는데, 싹이 3 mm이상일 경우 배유의 1/2정도가 변색 되었다. 4. 발아 종자는 싹이 3 mm이상일 때부터 재발아율이 크 게 떨어졌으며 퇴화촉진처리 후 발아율의 감소가 더 컸다. 특히 퇴화촉진처리한 발아 종자는 싹이 2 mm부 터 종자활력이 크게 감소하였다. 결론적으로 수발아 발생이 심할수록 파종기 발아율과 출 아율의 감소가 크고, 수발아가 3 mm이상 발생하면 발아율 이 크게 저하될 것으로 생각된다. 또한 수발아는 동일 품종 과 동일 지역에서도 포장 간 차이가 크게 발생할 수 있으므 로 재배관리에 주의해야 한다.

정상수확 후지와 늦수확 후지 사과를 속성 발효 효모인 S. cerevisiae SS89로 발효하면서 발효 특성을 조사하는 한편 사과주의 이화학적 특성을 조사하였다. 정상수확 및 늦수확 후지사과의 가용성 고형분 함량은 각각 13.0, 13.6˚Brix로서 늦수확 후지 사과가 다소 높았으나 총산의 함량과 경도는 낮게 나타났으나 유의적인 차이는 없었다. 사과주의 발효 중 pH와 총산 함량의 변화는 거의 유사하였으나 가용성 고형분의 감소, 알코올 함량 및 효모 생균수의 증가에 있어서 늦수확 사과의 경우가 빠르게 나타났다. 그러나 발효 말기 잔존 가용성 고형분 함량과 최종 알코올의 농도는 수확기와 무관하게 유사한 수준을 나타내었다. 늦수확 사과주의 경우 정상수확 사과주보다 다소 낮기는 하였으나 총 페놀성 화합물의 함량이 1.27 mg/mL, DPPH 라디칼 소거능이 89.5%로서 높게 나타났다. 또한 malic acid 함량과 hue 값, 명도 및 황색도 등이 다소 높았으나 아세트알데히드, 에틸아세테이트, 고급알코올의 함량 등은 매우 유사한 수준으로 나타났다. 관능평가 결과 늦수확 사과주는 향에 있어서는 유사한 값을, 색에 있어서는 낮은 점수를 받았으며 맛에 있어서 정상수확 사과주보다 높은 점수를 얻었으나 유의적인 차이는 없었다.

국립식량과학원에서 수발아와 붉은곰팡이병 등에 대한 내재해성이 강한 국수용 밀 품종 육성을 목적으로 1997년도에 금강밀과 은파밀을 인공교배 한 F1을 모본으로 하고 다시 금강밀을 부본으로 인공교배하여 SW97005 조합을 육성하였다. 경기도 연천에서 집단재배 후에 계통을 전개하여 초형과 수형이 양호하고 내한성이 강한 계통인 SW97005-B-26-5-4-1-1-1을 2005년과 2006년도 2년간 생산력검정을 거쳐 ‘익산319호’로 계통명을 부여하고, 2007년부터 3개년 동안 지역적응시험을 실시한 결과 내한성이 강하고, 수발아 저항성이며 붉은곰팡이병에 중도저항성이고, 수량이 많을 뿐만 아니라 국수가공적성이 우수하여 2009년 농작물 직무육성 신품종심의회에서 ‘수안밀’로 명명하였다. 그 후 국립종자원의 재배심사를 거쳐 2013년 종자산업법제55조에 따라 품종보호 등록 원부에 등록되었다. 수안밀의 파성은 III형으로 양절형이고, 엽색은 녹색이며 이삭은 방추형이고, 종자는 중간크기로 적색이다. 출수기와 성숙기는 밭상태 조건에서 각각 4월 25일과 6월 4일로 금강밀보다 1일 빠르고, 논상태에서는 각각 4월 23일과 6월 4일로 동일하다. 내한성과 수발아 저항성이 강하고 붉은곰팡이병은 중도저항성이다. 수안밀의 제분율은 금강밀보다 약간 낮고, 단백질 함량과 회분함량이 낮아 밀가루 색이 밝고 단백질적 특성은 국수용에 적합하다. 천립중은 43.7 g으로 금강밀보다 약간 적은 소립이며, 지역적응성 시험에서 밭상태 수량은 594 kg/10a, 논상태 수량은 563 kg/10a로 금강밀보다 3%와 8% 증수하였다.

'신고' 배에서 저장 전 몇 가지를 처리하여 배과피얼룩과 발생에 미치는 영향을 조사하였다. 2중 봉지 속지색에 따른 배과피얼룩과 발생은 황색지가 청색지 및 적색지에 비하여 현저하게 낮은 발생률을 보였다. 수확 시기별로는 적숙기 보다 7일 전에 수확하여 저온 저장한 처리가 발병률이 낮았으며 과실 품질에는 차이가 없었다. 저장방법에서 칼슘코팅봉지에 넣어 저장한 과실이 PE 봉지 및 알배로 저장한 과실에 비하여 현저하게 발생률이 높았다. 이산화염소 및 칼슘액 침지처리는 무처리 및 증류수 처리에 비하여 발생률이 낮았다. 또한 NaDCC 1,500배액에 침지처리를 하면 발생률이 낮았으며 반점의 크기도 감소되었다. 저장 중 과피얼룩과 발생은 과피의 수분함량(67.7%)이 낮은 과실은 나타나지 않았다. 따라서 적숙기 보다 7일 전에 수확하여 칼슘봉지 씌우기 및 이산화염소, 칼슘용액, NaDCC 침지는 저장중 배과피얼룩과 발생을 줄일 수 있을 것으로 생각되었다.

This study was carried out to determine the effects of different harvesting stage on nutritive value and the quality of ensiled kenaf after fermentation among six kenaf cultivars. Six kenaf cultivars including two different maturity groups, mid-late maturing (Auxu, Jangdae and Jinju) and early-maturing (Baekma, Jeokbong and C14), were planted on May 14, 2013. Four harvesting times were made at intervals of 20 days from 15 July to 16 September, 2013. In all cultivars, the CP (crude protein) contents were decreased by a delayed harvest; the CP contents of kenaf silage were ranged from 92 to 184 g kg-1. Interestingly, there were no significant difference of NDF (neutral detergent fiber) and ADF (acid detergent fiber) content between the cultivars, however NDF and ADF content of kenaf silage were significantly increased by a late harvest. The silages of all cultivars displayed a low pH ranges less than 4.0, which is sufficient for stable storage. The lactic acid contents in Auxu were from 2.57 to 3.21%, which is higher than other cultivars. The harvesting stages did not affect to the concentrations of butyric acid and acetic acid in all cultivars. These results indicate that the harvesting stage is more important for the quality of kenaf silage than cultivar differences. And kenaf silage could be also used as fodder for ruminants.