본 연구에서는 안정한 조 생산은 위한 친환경적 유기재배를 위한 잡초관리 방법 개선과 효율적인 작부체계 개선을 위하여 조의 파종법과 피복작물인 헤어리베치와 호밀이 조의 생육과 수량에 미치는 영향을 알아보았다. 1. 출수일 비교시 비닐피복 이식구에서 4일, 헤어리베치 이식구에서 3일 먼저 출수하였다. 초장은 헤어리베치 이식구, 비닐피복 이식구와 직파구, 헤어리베치 직파구 순으로 92.4%, 86.9%, 50.2%, 24.6%로 차이를 보였으며 가장 작은 호밀 직파구와는 -63.7%의 차이가 나타났다. 엽록소 함량과 엽록소형광에서는 비닐피복구와 헤어리베치구 높게 나타났다. 2. 헤어리베치구에서 방제가가 70% 이상으로 높았으며, 화본과와 광엽 잡초의 분류 비교시 헤어리베치구에서는 화본과와 광엽잡초 모두 90% 이상의 억제율을 나타났으며 호밀구에서는 화분과 잡초에서는 47% 이상, 광엽잡초에서는 90% 이상의 억제효과가 나타났다. 3. 수량비교에서는 헤어리베치 이식구>비닐피복 이식구>호밀구 이식구≒무처리 이식구>헤어리베치 직파구>비닐피복 직파구>호밀구 직파구≒무처리 직파구 순으로 나타났다.

Totally, 26 collections, 17 from Korea and 9 from China, were investigated for their sequences of 5S rDNA, especially the non-transcribed spacers (NTSs). Sequences of 5S rDNA were isolated by PCR using the primers, 5s-rRNA1 and 5s-rRNA2. Genomic DNA PCR produced single amplification of 300, 330, or 350 base pair fragments. Sequence analysis revealed that all inserts contained the part of 5S rDNA gene sequence and the full length of the NTS region. Three different sizes of the fragments were confirmed due to different size of NTS and their length were 300bp, 330bp and 350bp, respectively. Among 17 Korean foxtail millets tested, 14 collections showed single 300bp amplification. Longest fragment amplification, 350bp, was obtained only from the foxtail millet from China origin, even though 2 of them include 300bp fragment. CLUSTALW multiple alignments of 26 foxtail millets clearly revealed 4 areas with certain degree of sequence heterogeneity (region I, II, III, IV). Among 4 boxed areas, foxtail millet genotypes from China have distinct insertion especially in region III. Five of them have extra insertion of sequence and their additional sequences were either 45 or 48 base pair. Three Korean foxtail millets have 32 bp insertion. Other 8 Korean collections have short insert sequences (6 to 8 bp), 3 with 8 bp and 5 with 6 bp. In addition to insert, deletion sequences were also confirmed as major deletion was observed in region II of Chinese collection. The size of deletion was 7 bp long. According to phylogenic tree constructed using MEGA4 program, clear grouping was not revealed. To obtain more convincing results various collections from many countries should be obtained and analyzed to distinguish different germplasm from different origin.

Twenty two common millet (Panicum miliaceum L.) varieties collected from Korea, China and Russia were investigated for their phylogenetic relationship using 5S ribosomal DNA sequences with a hope to provide the basic information on their exact origin. Sequences of 5S rDNA were isolated by PCR. The primers, 5s-rRNA1 and 5s-rRNA2, were designed to isolate the complete NTS. Genomic DNA amplification produced two fragments with different length, 900 bp and 400 bp fragments, confirming the presence of two types of 5S rDNA repeats that differed from each other in the length of the NTS region. Amplified DNAs of 400 bp fragment were subcloned and used for further investigation. The obtained NTS sequences ranged from 200 to 300 bp and homology of sequences among plant materials was much higher than long repeat. CLUSTALW multiple aligment of 5S rDNA sequences from 22 different common millets revealed the clear difference by their origin. And critically different areas with insert or deletion were also confirmed. Those sequence difference seems to be used for discrimination of cultivars from different origin and use as molecular markers for origin identification. In phylogenic tree construction, the clear classification was shown where the genotypes from China and Russia is positioned together and stay away from domestic genotypes.

‘경관2호’는 국립식량과학원 기능성작물부에서 2008년 하계에 진주 재래조를 수집하여 2008/2009년 동계온실에서 두 번 집단을 양성하여 순계분리한 도복에 강하며 찰성의 특성을 지닌 혼반 및 경관용 품종으로 2009년에 육성되었다. ‘경관2호’의 잎은 녹색이나, 생육후기에는 자색으로 변하며, 분얼경은 직립으로 도복에 강하고 안토시안 색소 발현이 있다. 이삭의 형태는 원추형이며 이삭의 착립밀도는 ‘황금조’와 비슷하며 탈립이 잘되는 편이다. 낟알은 황색이며 찰성이 있다. ‘경관2호’의 생육일수는 보통기 표준재배에서 127일로 ‘황금조’보다 25일 늦고, 성숙일수는 11일 정도 길다. 간장은 보통기 표준재배에서 128 cm로 ‘황금조’에 비해 23 cm 정도 크나 포장 도복에 강하다. 현곡천립중은 2.1 g으로 ‘황금조’에 비해 가벼운 편이다. 포장에서의 조도열병과 세균성줄무늬병 및 벼줄무늬잎마름병 발생이 없었으나 조명나방 및 노린재류에는 약하다. 수량은 보통기 표준재배에서 2.00 MT/ha로 ‘황금조’에 비해 5% 정도 적다.

‘경관1호’는 국립식량과학원 기능성작물부에서 2009년도에 육성한 중생종이며 찰성으로 경관 및 혼반용에 적합한 품로 주요특성과 수량성을 요약하면 다음과 같다. ‘경관1호’의 잎은 녹색이나, 생육후기에는 자색으로 변하며, 분얼경은 반직립으로 도복에 강하고 안토시안 색소 발현이 있다. 이삭의 형태는 선단분지형으로 이삭의 착립밀도가 조밀하고 탈립이 안되며 낟알은 청회색으로 찰성이다. ‘경관1호’는 밀양,원주, 기장의 보통기 표준재배에서 평균 출수기가 7월 30일로 ‘황금조’보다 13일 늦은 중생종이다. 초기생육은 보통이며, 생육일수는 보통기 재배에서 135일로 ‘황금조’에 비하여약 33일 길고, 성숙일수는 20일 정도 길다. 간장은 보통기 보비재배에서 118 cm로 ‘황금조’에 비해 13 cm 정도 크고 현곡천립중은 가볍다. 포장에서는 조도열병과 세균성줄무늬병및 벼줄무늬잎마름병 발생이 없었으나 조명나방 및 노린재류에 약하다. 수량은 2.07 MT/ha로 ‘황금조’에 비해 2% 정도적다.

본 연구는 국내에서 재배되고 있는 조 품종의 도정수율 증진을 위한 도정방법 및 적정 수확시기를 검토한 결과를 요약하면 다음과 같다. 제현횟수와 도정시간에 따라 제현율과 완전미도정수율의 차이가 인정되었고, 이들의 상호작용에 있어서도 유의성이 인정되었다. 조의 완전미도정수율은 제현횟수를 2회, 도정시간을 1분 30초로 하였을 때 높았다. 출수 후 수확일수에 따른 현곡천립중, 제현율, 현곡의 경도, 도정율과 완전미도정수율의 차이가 인정되었고, 이들 요인간 상호작용에 있어서도 유의적인 상관이 인정되었다. 등숙율과 완전미도정수율 향상을 위해 조생종인 황금조는 출수 후 45일(적산온도 1,148℃ ), 중생종인 삼다메와 경관1호는 출수 후 50일(적산온도 1,150℃ ), 만생종인 삼다찰은 출수 후 55일(적산온도 1,168℃ )에 수확하는 것이 가장 적당하였다.

Cereal seeds, sorghum, foxtail millet, hog millet, adlay, and corn are traditionally used as health assistant as well as energy supplying food in Korea. While beneficial phytochemicals to human have revealed in cereals, the information on peptides from cereals is far less accumulated than major reserve protein. Here, we analyzed peptide profiles using surface enhanced laser desorption/ionization time of flight mass spectrometry (SELDI-TOF MS) in cereal seeds for construction of peptide information and attempted to develop peptide biomarkers for cereal identification. To optimize the analysis condition of SELDI-TOF MS, the effect of dilution factor on binding affinity to protein chips was tested using CM10 and Q10 arrays. Peptide clusters were significantly different at the level of 0.01 p-value. Peak spectra were the most stable in 1:50 of dilution factor in both chip arrays. Numbers of detected peak of 5 cereal seeds were 131 in CM10 and 74 in Q10 array. Each cereal was grouped as a cluster and well discriminated into different cluster in the level of 0.01 p-value. Numbers of potentially identified peptide biomarkers are 11, 13, 9, 5 and 12 in sorghum, foxtail millet, hog millet, adlay and corn, respectively. This study demonstrates that each cereal seed have own distinguishable specific peptides although their function are not identified yet in this study. In addition, the proteomic profiling using SELDI-TOF MS techniques could be a useful and powerful tool to discover peptide biomarker for discrimination and assess crop species, especially under 20 kDa.

The objective of this study was to rapidly evaluate fatty acids in a collection of millet (Panicum miliaceum subsp. miliaceum) of different origins so that this information could be disseminated to breeders to advance germplasm use and breeding. To develop the calibration equations for rapid and nondestructive evaluation of fatty acid content, near-infrared reflectance spectroscopy (NIRs) spectra (1104-2494 nm) of samples ground into flour (n =100) were obtained using a dispersive spectrometer. A modified partial least-squares model was developed to predict each component. For foxtail millet germplasm, our models returned coefficients of determination (R2 ) of 0.89, 0.89, 0.89, and 0.92 for palmitic acid, oleic acid, linoleic acid, and total fatty acids, respectively. The prediction of the external validation set (n=10) showed significant correlation between references values and NIRs values (r2 =0.64, 0.90, 0.79, and 0.89 for palmitic acid, oleic acid, linoleic acid, and total fatty acids, respectively). Standard deviation/standard errors of cross-validation (SD/SECV) values were close to 3 (2.62, 2.40, 1.85, and 2.23 for palmitic acid, oleic acid, linoleic acid, and total fatty acids, respectively). These results indicate that these NIRs equations are functional for the mass screening and rapid quantification of the oleic and total fatty acids characterizing millet germplasm. Among the samples, IT153514 showed an especially high content of fatty acids (48.14mg~;g-1 ), whereas IT123909 had a very low content (34.44mg~;g-1 ).

The cereal grain crops have strong flexibility against adverse environment and they have various functional compounds. The objective of the present study was to screen phenolic compounds in sorghum [Sorghum bicolor (L.) Moench], foxtail millet (Setaria italica), common millet (Panicum miliaceum L.) by high performance liquid chromatography (HPLC) with photodiode array (PDA) detector. Sorghum contained the highest amount of phenolic compounds among three different crops (sorghum, foxtail millet, common millet). Especially Moktaksusu showed the highest amount of phenolic compounds concentrations and biggest regional differences. The comparison of average phenolic compounds in sorghums by regions showed order to Milyang (963.3~;~mug~cdotg-1 ), Yeongyang (923.1~;~mug~cdotg-1 ), Gijang (831.3~;~mug~cdotg-1 ) and Bonghwa (735.6~;~mug~cdotg-1 ). Among the sorghum cultivars, Moktaksusu (1407.9~;~mug~cdotg-1 ) had the highest concentration of phenolic compounds. The average phenolic compounds of foxtail millets showed similar amount among Milyang (319.0~;~mug~cdotg-1 ), Gijang (288.1~;~mug~cdotg-1 ) and Bonghwa (281.9~;~mug~cdotg-1 ) areas. The phenolic compounds of Yeongyang (246.6~;~mug~cdotg-1 ) slightly low and that showed similar concentrations among three different regions. The concentration of phenolic compounds in foxtail millets, Chungchajo (335.6~;~mug~cdotg-1 ) showed the highest concentrations. The average phenolic compounds of common millets showed the highest concentrations in Milyang (305.5~;~mug~cdotg-1 ), Bonghwa (262.0~;~mug~cdotg-1 ), Gijang (195.1~;~mug~cdotg-1 ), Yeongyang (237.2~;~mug~cdotg-1 ) in decreasing order. The concentration of phenolic compounds of common millets was the highest in the Norangchalgijang (337.0~;~mug~cdotg-1 ), Hwanggumgijang (250.0~;~mug~cdotg-1 ) was also relatively higher than others. The results of this study will provide basic information for breeding sorghums, foxtail millets and common millets with higher phenolic compound concentrations.

우리나라에서 수집한 재래종 조 26계통들에 대하여 9개의 AFLP primer조합을 사용하여 유전적 다양성 및 계통유연관계를 분석한 결과는 다음과 같다. 1. 분석에 이용한 9개의 AFLP primer조합들은 국내에서 수집한 조 26계통들에서 총 170개의 DNA단편을 나타내었고, 이중에서 145개의 단편(85.3%)들은 다형성을 나타내었다. 9개의 AFLP primer조합들에서 측정된 유전적 다양성 값(Hs)은 1.84에서 6.80의 범위로 나타나, 평균 3.85값을 나타내었다. 강원지역에서 수집한 조 계통(Group 1)들은 평균 3.39의 유전적 다양성 값을 나타내었고, 경기도 등 타 지역에서 수집한 조 계통들(Group 2)은 평균 2.99의 유전적 다양성 값을 나타내었다. 2. 국내에서 수집된 재래종 조 26계통들은 유전적 유사성 73% 수준에서 크게 두 개의 그룹으로 구분되었다. Group I은 유전적 유사성 76.8% 수준에서 강원도에서 수집한 13계통들과 경기도에서 수집한 1계통을 포함하고 있었으며, Group II는 유전적 유사성 78.9% 수준에서 강원도에서 수집한 2계통들과 타 지역에서 수집한 10계통들을 포함하고 있었다. 본 연구결과는 우리나라에서 수집한 재래종 조 계통들에 대한 유전적 다양성 및 계통유연관계 이해 그리고 이들 자원의 수집 및 보존 등에 유용한 정보를 제공할 것으로 기대된다.

재배지역에 따른 기장 품종 선정을 위한 기초자료로 활용하고자 내륙평야지인 경남 밀양과 산간지인 강원 원주, 해안지인 전남 신안에서 5품종의 기장을 재배하여 수확된 시료를 메탄올로 추출하여 항산화성분 함량 분석 및 항산화활성을 검정하였다. 재배지역에 따른 기장 종자 메탄올 추출물의 항산화성분의 함량을 측정한 결과 총 폴리페놀 함량은 신안에서 재배한 붉은기장과 벼룩기장이 각각 2.54 및 2.65 mg/g으로 가장 높은 함량을 나타내었다. 총 플라보노이드 함량은 원주에서 재배한 붉은기장과 벼룩기장이 각각 2.66 및 2.59 mg/g으로 가장 높은 함량을 나타내었으며, 총 탄닌함량은 신안에서 재배한 벼룩기장과 노란찰기장이 각각 1.87및 1.42 mg/g으로 가장 높은 함량을 나타내었다. 재배환경에 따른 조의 조곡 메탄올 추출물의 DPPH radical 소거활성은 신안에서 재배한 붉은기장과 벼룩기장이 각각 8.54 및 8.53 mg TE/g으로 가장 높은 활성을 보였고 ABTS radical 소거활성 또한 신안에서 재배한 붉은기장과 벼룩기장이 각각 19.48 및 19.29 mg TE/g으로 가장 높은 활성을 보였다. 전체적으로 항산화성분의 함량과 항산화활성은 재배지역과 품종과 유의적인 차이를 보이는 것으로 나타났다.

Some fatty acids(palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid and linolenic acid) in foxtail millet seeds were evaluated. In this study, 32 varieties of accession collected from different place of South Korea were used in order to evaluate their fatty acid composition and concentration. These samples were analyzed by GC with HP20 column. Significant variability in individual fatty acids was observed. The palmitic acid ranged from 10.9 to 13.5%, stearic acid from 2.5 to 8.3%, oleic acid from 10.0 to 15.8%, linoleic acid from 62.5 to 67.9% and linolenic acid ranged from 3.0 to 5.2%. This variability can be exploited for selection of plant and for studying the genetic variability in millet. These selections can also be utilized for genetic improvement of the crops.

경사도가 높거나 농지의 지형적 토성적 이유로 농기계의 작업효율이 낮은 한계경지는 산간지역에 많이 분포하고 있어 이와 같은 불량환경에 적응성이 큰 조, 기장, 수수의 생육 및 수량특성을 검정하여 한계경지 적응 적정 작목 및 품종을 선발코자 실시한 연구결과는 다음과 같다. 1. 토양 pH는 평탄지인 대조구가 7.85로 약 알카리성을 나타내었으며, 경사지 및 척박지는 각각 6.3, 6.2로 약산성을 나타내었으나, 자갈밭은 5.1로 강한 산성을 나타내었다. EC는 대조구에 비해 한계농경지(경사지, 척박지, 자갈밭)가 낮았으며, 특히 척박지는 0.05 dS m1로 가장 낮았다. 2. 조의 한계경지별 출수기 및 성숙기는 큰 차이가 없었다. 간장은 경사지에서 169.5 cm로 가장 컸으며, 자갈밭이 143.7 cm로 가장 작았다. 1수립수는 대조구를 제외하면 경사지가 4913.9립으로 많았으며, 3.3 m2 당 이삭수는 자갈밭이 85.3이삭으로 대조구에 비해 25% 적었다. 품종별 생육기간은 3품종 모두 112~113일로 차이가 없었다. 3. 기장의 파종기로부터 출수소요일은 한계경지간 큰 차이가 없었으며, 1수립수는 경사지가 787.1립으로 대조구 다음으로 가장 많았다. 품종간 1수립수는 벼룩기장이 827.2개로 가장 많았으나, 1000립중은 5.5g으로 황기장 6.2g에 비해 작았다. 4. 한계경지별 수수의 출수기 및 성숙기는 큰 차이가 없었다. 1수립수는 대조구와 경사지가 각각 2598.1, 2563.8개로 가장 많았으며, 이삭수도 대조구와 경시지가 각각 26.7, 26.0이삭/3.3 m2 으로 가장 많았다. 품종별 생육기간은 3품종 모두 122~123이로 큰 차이가 없었으며, 1수립수는 목탁수수가 2357.6립으로 가장 많았으며, 메수수가 2071.8개로 가장 적었다. 1000립중은 장목수수가 23.8g으로 가장 무거웠다. 5. 조의 수량은 대조구가 295 kg/10a으로 가장 많았으며, 다음으로는 경사지가 282.0 kg/10a으로 많았다. 품종별로는 몽당조가 252.3 kg/10a으로 수량이 가장 많았다. 기장의 수량은 대조구가 217.0 kg/10a으로 가장 많았으며, 다음으로는 경사지가 196.0 kg/10a으로 많았다. 품종별로는 벼룩기장이 173.8 kg/10a으로 가장 많았으며, 흰기장이 122.2 kg/10a으로 수량이 가장 낮았다. 수수의 수량은 대조구가 313.0 kg/10a으로 가장 많았으며, 다음은 경사지가 301.7 kg이었으며, 품종별로 는 목탁수수가 236.5 kg/10a로 가장 수량이 많았다.

The objective of this study was to rapidly evaluate fatty acids in a collection of foxtail millet (Setaria italica (L.) P. Beauv) of different origins so that this information could be disseminated to breeders to advance germplasm use and breeding. To develop the calibration equations for rapid and nondestructive evaluation of fatty acid content, near-infrared reflectance spectroscopy (NIRs) spectra (1104-2494 nm) of samples ground into flour (n=100) were obtained using a dispersive spectrometer. A modified partial least-squares model was developed to predict each component. For foxtail millet germplasm, our models returned coefficients of determination (R2) of 0.91, 0.89, 0.98 and 0.98 for strearic acid, oleic acid, linoleic acid, and total fatty acids, respectively. The prediction of the external validation set (n=10) showed significant correlation between references values and NIRs values (r2=0.97, 0.91, 0.99 for oleic, linoleic, and total fatty acids, respectively). Standard deviation/standard error of cross-validation (SD/SECV) values were greater than 3 (3.11, 5.45, and 7.50 for oleic, linoleic, and total fatty acids, respectively). These results indicate that these NIRs equations are functional for the mass screening and rapid quantification of the oleic, linolenic, and total fatty acids characterizing foxtail millet germplasm. Among the samples, IT153491 showed an especially high content of fatty acids (84.06 mg g-1), whereas IT188096 had a very low content (29.92 mg g-1).

대표적인 잡곡 중에 하나인 기장의 이용성 제고를 위하여 기장을 이용한 발효주를 제조하여 이에 대한 이화학적 특성을 검토한 결과 알코올 함량은 100% 찹쌀만으로 발효시킨 시료의 경우 SH업체와 BS업체 누룩에서 각각 12.36 및 12.53%로 나타났으며, 기장을 첨가함에 따라 약간 증가하였으나 SH업체 및 BS업체 누룩 모두 12.87～13.21%의 범위로 유의적인 차이를 보이지 않았다. 당도는 SH업체와 BS업체 누룩 대조구에서 각각 21.6 및 22.4 ˚Bx 로 나타났으며, 기장 첨가량이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였다. pH는 대조구에서 각각 3.74 및 3.40이었고 총산도는 각각 1.40 및 1.51%로 나타났으며, 기장첨가량에 따라 유의적인 차이를 보이기는 하였으나 뚜렷한 경향을 얻었다. 탁도는 대조구에서 각각 0.441 및 0.149로서 BS업체 누룩을 이용한 발효주가 탁도가 낮은 것으로 나타났으며, 기장첨가량이 증가에 따라 증가하는 경향을 보여 탁해지는 것을 확인할 수 있었다. 색도는 SH업체 누룩의 경우 기장첨가량이 증가함에 따라 L, α 및 b-value 모두 감소하는 경향을 보였으며, BS업체 누룩은 L- 및 b-value는 감소하고 α-value는 증가하는 경향을 보였고 색차(δEab )는 증가하는 것으로 나타났다. 발효주의 주된 유기산은 lactic acid와 acetic acid가 주를 이루었고 이중 lactic acid의 함량이 높게 나타났으며, 기장 첨가량이 증가함에 따라 pH와 총산도와 마찬가지로 뚜렷한 경향을 찾기 어려웠다. 유리당으로는 glucose가 검출되었으며, 대조구에서 각각 7.580 및 7.116%로 나타났고 기장첨가량이 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. 관능평가 결과 SH업체 누룩을 이용하여 기장을 30% 첨가한 발효주가 가장 양호한 관능적 특성을 보였다.

본 연구는 우리나라와 중국 그리고 파키스탄에서 수집한 재래종 조 계통들에 대하여 형태적 특징에 의한 유전적 변이성 연구를 수행하였다. 그 결과 우리나라 및 중국, 파키스탄의 조 계통들은 다음과 같은 형태적 변이를 나타내었다. 1. 형태적 특성조사에 의하면, 우리나라에서 수집한 조 계통들은 중국과 파키스탄에서 수집한 계통들보다 출수기가 늦었고, 초장이 크고, 이삭이 긴 특성을 나타내었다. 반면에 파키스탄에서 수집한 계통들은 출수기가 빠르고, 초장이 작고,

Lunasin is a unique 43-amino acid peptide which has shown a chemopreventive in mammalian cells and in a skin cancer mouse model. In search for new sources of lunasin and the role of cereals in cancer prevention, we report here the properties of lunasin purified from millet. Stability of millet lunasin was measured by in vitro digestibility assay using pepsin and pancreatin. Inhibition of HAT (histone acetyltransferase) and nuclear localization in mammalian cells were used to measure lunasin bioactivity as the cancer chemopreventive agent. Lunasin present in millet crude protein was stable to pepsin and pancreatin in in vitro digestion and inhibited the activities of HATs. When added exogenously, lunasin purified from millet internalized in the nuclei of mouse fibroblast cells. On the base of this result, we conclude that lunasin in millet is bioactive and consumption of millet may play an important role on cancer prevention in millet-consuming populations.