Background : Yellowhorn (Xanthoceras sorbifolium Bunge) is distributed in northeastern region in China. The seeds are oil-rich and used as an edible and/or medicinal additives in China. We investigated genetic indices and molecular variance using ISSR markers and oil contents variance by analyzing fatty acid composition in several artificial populations in China. Methods and Results : Seeds were collected from four discontiguous artificial populations in four area in China : two in Inner Mongolia (IM), one in Liaoning (LN) and one in Shandong (SD). Farm in SD showed the highest number of effective alleles (Ne), Shannon index (I), and expected heterozygosity (He), i.e., 1.598, 0.470, and 0.325, respectively. Crude fat contents in kernel observed as 54.5 g 100 g-1 from SD. In contrast it was observed the lowest contents as 46.5 g 100 g-1 from LN . The fatty acid composition was determined to those of oleic acid (31.3%) from SD. And linoleic acid was determined as 38.1% from LN. These artificial populations have relatively high genetic variation, and within-population variation (23%) was higher than among populations. The artificial populations were divided into two groups, revealing these was little correlation between genetic and geographic distance. Conclusion : This study can provide the important information on genetic variation and contents characteristics. It may be responsible for the programs of improvement and germplasm conservation in the future.

The objective of this research was to find out the potential value of flaxseed as a dietary supplement as well as an edible oil resource. The characteristics of yellow flaxseed oil and brown flaxseed oil were compared to check which oil is better in the aspects of cooking purpose and of nutritional value. The quality of flaxseed oil was evaluated based on the composition of fatty acid, the content of phenolic compounds and the anti-oxidant activity. The total phenolics of yellow flaxseed oil and brown flaxseed oil were 10.78±0.46 and 29.88±3.25 mg/100 g, respectively. Their γ-tocopherol contents were 20.59 and 17.94 mg/100 g, respectively. Contents of linolenic acid were 56.60 and 31.38% and oleic acid were 18.24 and 39.16 %, respectively. Yellow flaxseed oil showed higher ratio of unsaturated fatty acid than brown flaxseed oil. However, brown flaxseed oil showed higher electron-donating abilities than brown flaxseed oil, which might be due to its higher content of phenolic compounds. In conclusion, flaxseed has a great potential as a good edible oil resource due to its high content of unsaturated fatty acid and anti-oxidant activity.

The aim of this study is to select the superior resources of high yield, high content of functional material optimal to mechanical harvesting by the evaluation of crop growth and yield characteristics in sorghum germplasm. One hundred accessions of sorghum germplasm were used in this experiment. Days from seeding to heading date showed the range from 68 to 94 days with the highest frequency proportion was the group from 80 to 85 days, which occupied 34% (34 plant resources) of 100 germplasm. Ear types of 100 sorghum germplasm could be classified as 7 types of broom-tillering, half broom-tillering, extreme open-loose type, open-loose type, intermediate type, compact type, extreme-compact type of which intermediate type was the highest ratio of 28% (28 plant resources) of 100 germplasm. Yield showed the range from 106 to 365 ㎏/10a with the highest frequency proportion of it was the group from 150 to 200 ㎏/10a, which occupied 44% (44 plant resources) of 100 germplasm. Among 100 sorghum germplasm, 18 ideal resources of high yield and short plant height appropriate for mechanical harvesting were selected. In order to evaluate high content of functional substance, selected 18 resources were analyzed for total polyphenol content, DPPH radical scavenging activity and total anthocyanin content. Finally, we selected 5 resources of short plant height, high yield, high content of total polyphenol and high DPPH radical scavenging activity among 18 genetic resources.

In this study, agronomic characteristics and fatty acid composition of 121 flax (Linum usitatissimum L.) germplasms were analyzed. The flax germplasms had a fairly short growth period of 75-95 days. The plant height at maturity varied from 52 to 124 cm. The flower color varied from white to lilac and even purple. Early flowering flax germplasms had white flowers and were resistant to lodging. In early flowering flax germplasms, all agronomic characteristics, including growth period, plant height, branch number per plant, stem diameter, number of capsules per raceme, seed number per capsule, 1000-seed weight, and seed yield, were decreased. The average fatty acid composition of 121 flax germplasms comprised palmitic acid (5.3%), stearic acid (4.3%), oleic acid (29.7%), linoleic acid (13.1%) and linolenic acid (46.4%). The total content of unsaturated fatty acids ranged from 84~94% with an average of 88%. Among the fatty acids, linolenic acid (omega-3) content was the highest with a range of 36~54%. In five selected flax germplasms (Hollandia 1803, Red son, C & F Res Br 1767, Wiera, and Ireland 1657) with high linolenic acid (≥51%), total lipid and protein contents were 30~36% and 5.4~6.9%, respectively. Overall, flax can practically be adoptable into cropping systems in South Korea and utilized as a scenery crop, since flax has a short cultivation period with diverse flower colors.

Background : Curcuma longa L., in the family Zingiberaceae, is distributed in tropical and/or sub-tropical regions mainly in India and China. This species is commonly called turmeric, powder is used as medicinal herbs and/or flavor enhancer. It has been cultivated in southern region mainly Jindo. However, it might be possible to extend cultivation regions due to rise in average temperature. In order to select superior lines based on agronomic characteristics, we analyzed multivariate and estimated selection effects from C. longa germplasm. Methods and Results : The C. longa germplasm were cultivated in an experimental field located in Eumseong, NIHHS, RDA. The harvested roots were investigated in agronomic characteristics included in yield and then considered its relationship among the 9 germplasm by multivariate analysis method. Results from principal component analysis (PCoA) showed that it represented 70.00% and 80.44% accumulated explanation from four and five principal compounds (PC). PCoA was conducted from 9 agronomic characteristics and then correlation coefficient has been showed by analysis between each main component value and agronomic characteristics. Value of the first PC was 2.25, 24.96% explanation of total dispersion, plant height, number of rootlet and weight of rootlet were correlated with a somewhat higher level as 0.41, 0.43 and 0.52. Value of the fifth PC was 0.94, 10.43% explanation of total dispersion, the number of shoots was correlated with a higher level as 0.87. Selection effects with outstanding candidate lines including higher lines were estimated at 126.13% in yield. Conclusion : These data on multivariate based on agronomic characteristics will be give us invaluable breeding information by selection of superior lines.

Miscanthus has been considered as the most promising bioenergy crop for lignocellulosic biomass production. In Korea, M. sacchariflorus and M. sinensis can be found easily in all regions. It is a great advantage to utilize as important species with respect to genetic and cross-breeding programs materials for creation of novel hybrids. For successful breeding programs, it is important to precisely understand the variability of flowering traits among Miscanthus species as breeding parents materials. In this study, flowering traits were observed daily in 960 germplasms of two Miscanthus species (M. sacchariflorus and M. sinensis) for growing seasons over 2 years. The flowering process was divided into three stages. ST (sprouting time) was recorded when first leaf of the plant emerged on soil. FS1 (flowering stage 1) and FS2 (flowering stage 2) were recorded when flag leaf was firstly observed, and 1 cm of panicle was showing on at least one stem, respectively. For 2013 and 2014, the latest germplasms exerted flag leaf, i.e. September 30 (DOY of FS1 164.1) and September 4 (DOY of FS1 141.0) occurred M. sacchariflorus cv. Geodae 1 and M. sacchariflorus cv. Uram collected from Southern Korea (Jeollanam-do), while Miscanthus germplasms collected from northern Korea (Gyeonggi-do) which emerged the earliest flag leaf in July and August, significantly decreased DOY. For DOY from ST to FS2, M. sacchriflorus germplasms ranged from 140 to 190 days, and 110 to 170 days for 2013 and 2014. The highest frequency showed to 160 days for 2013, and 150 days for 2014. In M. sinensis germplasms, the highest frequency showed to 180 days for 2013, and 170 days for 2014. In the results of correlation between the day of years from ST to FS2 for 2013 and 2014, M. sacchriflorus and M. sinensis showed high coefficient of correlation (0.70 and 0.89). It can be supposed that flowering characteristics of Miscanthus are largely affected by the unique phenotypic characteristic of native habitat than environmental factors of the current planted site. This study for flowering traits of Miscanthus may provides an important information in order to expedite the introduction as breeding materials for creation of new hybrid.

유기성 폐자원(음식물류 폐수, 가축분뇨, 하수슬러지 등)의 해양투기 금지 및 폐자원 바이오매스 에너지화 정책에 따라 유기성 폐자원 에너지화는 중요한 국가적 과제로 부각되고 있다. 유기성 폐자원 처리의 경우 단독 처리시설은 38개소, 병합처리시설은 17개소가 운영 중에 있으나 개소당 처리량은 병합처리시설이 더 많은 것으로 나타났다(단독처리시설: 198천톤/년; 병합처리시설: 345천톤/년). 가축분뇨의 경우 타 유기성 폐기물에 비해 C/N 비가 높고 유기물 함량(Volatile Solids, VS 기준)이 낮아 에너지 전환 효율이 낮은 것으로 보고되고 있다. 이에 반해 음식물류 폐수의 경우 유기물 함량이 높고 C/N 비가 낮다. 따라서 가축분뇨와 음식물류 폐수 병합처리 시 가축분뇨의 원료적 단점을 보완할 수 있다. 병합처리시설 중 음식물류 폐수와 가축분뇨 병합처리 시설은 총 5개소가 운영 중에 있으며 혼합 비율은 1:0.5 ~ 182.5 (음식물류 폐수 기준)로 넓은 범위로 나타났다. 또한 소화효율(VS 기준)은 15.1 ~ 95.1%로 넓은 분포를 나타내었다. 이렇듯 음식물류 폐수와 가축 분뇨의 적정 혼합 비율에 관한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 음식물류 폐수와 가축분뇨의 병합 비율에 따른 유기물 특성(Excitation-Emission Matrix (EEM), SUVA254, SUVA280 등)과 메탄 잠재량을 평가하였다. SUVA254와 SUVA280분석 결과에 따르면 가축분뇨는 음식물류 폐수에 비해 각각 6.8 및 8.1배 높은 것으로 나타났다. 회분식 메탄 잠재량 평가 결과, 가축분뇨의 비율이 낮아질수록 최대 메탄 발생량은 증가되는 경향으로 나타났다. 그러나 혼합 비율 대비 시너지효과를 평가한 결과, 1:1.5 (음식물류 폐수 기준) 비율에서 14.9%로 가장 높게 나타났다.

본 연구는 국립농업과학원 농업유전자원센터와 일본 NIAS가 보유하고 있는 밀 유전자원 중 한국, 일본, 중국원산 밀 재래종 유전자원 486자원을 대상으로, 국내 적응성판별을 위한 성숙기 특성과 제빵 특성평가를 위하여 분자마커와 SDS-PAGE를 이용하여 고분자글루테닌 조성을 분석하였으며, 또한 이에 대한 원산지별 유전적 다양성을 조사하고 유용자원을 선발하였다. 결과는 다음과 같다. 첫째, SDS-PAGE와 DNA marker를 이용한 고분자글루테닌 분석결과 기존의 보고와 조성패턴이 일치하는 자원은 전체의 381자원으로 78.6%이고, 이중 24자원은(5.6%)는 재래종 유전자원 특성상 불균일성으로 인해 한 allele에 중첩된 band pattern을 보이는 자원이었으며, 13자원(3.2%)은 기존보고에서 볼 수 없는 새로운 band pattern을 보이는 자원으로 비슷한 유형별로 그룹화해 추후 DNA sequencing 분석이 필요할 것으로 생각된다. 둘째, 한국과 일본 자원의 경우 Glu-A1과 Glu-B1 locus에서 Glu-A1c (null)와 Glu-B1b (7+8) allele이 가장 높은 빈도를 보였으나, 중국 자원의 경우 Glu-A1a (2*)와 Glu-B1c (7*+9)가 가장 높은 빈도를 보여 그 양상이 달랐다. 셋째, Glu-B1d (6+8)과 Glu-B1e (20), Glu-D1b(3+12), Glu-D1c(4+12)는 한국자원만 가지고 있는 특이 allele이었고, Glu-B1f (13+16)과 Glu-D1e (2+10)의 경우 오직 중국자원만 가지고 있는 독특한 allele로서 원산지별로 고유한 allele이 존재하였다. 넷째, 고분자 글루테닌 subunit 조합을 기준으로 하여 PIC 및 UPGMA 분석을 통해 유전적 다양성을 분석한 결과 중국자원(PIC value 0.53)의 경우 한국, 일본 자원(PIC value 0.35)보다 유전적 다양성이 높은 것으로 나타났다. 또한 UPGMA tree상 한국, 일본의 유전자원 대부분이 Group I 에 속하는 것과 달리 중국자원의 대부분은 GroupⅡ에 속해 양국과는 구별되는 특성을 보였다. 다섯째, 총 291자원에 대한 Glu-1점수평가를 실시한 결과, 총 26자원이 10점 만점 자원이었다. 이중 중국원산 자원이 23자원, 한국원산 자원은 3자원이었다. 선호되는 allele인 Glu-D1d를 가진 자원은 만점 자원을 제외하고 총 16점이 있었다. 또한 전체 자원 중에는 6점의 자원이 147자원으로 가장 많았고, 8점 이상의 비교적 우수한 조성의 자원은 84자원이었다. 여섯째, 선발된 만점 자원의 출수기, 성숙기를 조사한 결과, 6월 상순 이전에 성숙한 자원은 16자원으로 특히 이중 3자원(K151847, K151865, K151962)은 극조숙성인 국내품종들의 숙기와 비슷한 5월 하순 성숙해 특히 이용가능성이 높을 것으로 기대된다.

본 연구는 한국, 중국, 엘살바도르 강낭콩 유전자원을 대상으로 농업특성을 조사하고, 분자마커를 이용하여 유전적 다양성을 분석하였으며 결과는 다음과 같다. 첫째, 개화일수 전체 평균은 61일, 범위는 41일에서 83일, 생육일수는 평균 104일, 범위는 86일에서 143일 사이였다. 엘살바도르 자원의 평균 생육일수는 97일로 한국, 중국의 104일과 103일보다 6∼7일 빨랐다. 둘째, 협장은 전체 평균 10.9 cm, 범위는 4.2∼19.5cm, 중국 자원의 평균 협장은 12.7 cm로 가장 길고 범위도 7.0∼19.5 cm로 넓었다. 협폭의 전체 평균은 11.7 mm, 범위는 5.6∼27.5 mm, 중국 자원의 평균 협폭은 12.8 mm, 범위는 6.7∼27.5 mm로 3개국 중 가장 넓었다. 셋째, 100립중의 전체 평균은 40.9 g, 범위는 18.1∼69.3 g, 한국과 중국 자원의 평균 100립중은 각각 44.3 g, 42.7 g으로 유사하였으나 엘살바도르 자원의 평균 100립중은 26.3 g으로 매우 작았으며 분포범위도 18.5∼32.1 g으로 좁았다. 넷째, 신육형은 유한형이며 직립형 자원이 35.7%, 무한형이며 덩굴성인 자원이 46.4%였으며, 신육형이 중간형이고 덩굴성 자원이 16.1%로 나타났다. 한국 자원은 유한형과 무한형의 비율이 유사하였으며, 중국 자원의 신육형은 무한형이며, 덩굴성 자원이 60.5%, 엘살바도르는 중간형이며, 덩굴성 자원이 90.1%로 대부분을 차지하였다. 다섯째, 종피색은 전체적으로 적색자원이 평균 44.5%로 가장 많았으며, 특히 엘살바도르는 적색자원이 83.3%로 대부분이었고, 종자모양은 신장형이 평균 30.4%로 가장 많았으나, 한국자원은 계란형(36.6%), 중국자원은 신장형(55.3%), 엘살바도르는 입방형(79.2%)이 많아 국가별 차이를 보였다. 여섯째, 한국 자원 292점, 중국 자원 72점, 엘살바도르 자원 71점 등 435점을 대상으로 8개의 SSR 마커를 이용한 유전적 다양성 분석을 수행하였으며, 그 결과 총 92개의 allele가 확인되었고, gene diversity 와 PIC로 볼 때 중국 자원이 각각 0.73, 0.69로 가장 높았으며, 엘살바도르 자원은 0.48과 0.45로 가장 낮은 것으로 나타났다.

This study was conducted to find out the variation in agronomic trait and chemical composition in the collected Perilla frutescens from China and Japan. From the results of growth investigation, the maximum number if branches was 26.7ea in Japan 134 line, followed by 25 nodes number in China 119 line. Among the different lines investigated, maximum number of panicle number (108.8) were observed in China 114 line. 1000 seed weight was maximum (4.12 g) in China 118 line. Flowering time of different collected lines varied significantly with average value of 175.5 days and the average line required for maturation of seedlings was 205.1 days. Plant height was the highest (248.9 ㎝) in China 107 line. Highest number of total picking leaves was 965ea, and the average picked period was 54 days. The major phenol compounds contained in Perilla frutescens showed wide variation for Syringic acid, Benzoic acid, Naringin, o-Coumaric acid, Myricetin, Naringenin and Hesperetin. Japan 139 line showed the highest level of total phenol contents (8254.0 ㎍/g, dry weight).

온주밀감 60품종에 대하여 착색 개시기에 과즙의 플라보노 이드 조성 및 함량을 분석하고 품종들과의 연관관계를 조사하 였다. 온주밀감 과즙에서는 flavanones에 속하는 narirutin, hesperidin과, flavones인 rutin, polymethoxylated flavones 인 sinensetin, tangeretin, nobiletin 등 6종을 함유하고 있는 것으로 나타났다. 온주밀감 과즙 중에는 narirutin, hesperidin 함량이 가장 높아 대표적인 기능성 성분으로 나타났으며, 기능 성이 우수한 polymethoxylated flavones인 sinensetin, tangeretin, nobiletin도 함유하고 있었다. Hesperidin 함량 범위는 41~196 ㎎/L로, narirutin 함량은 25~230 ㎎/L로 나타났다. Rutin 함 량은 평균 2.2 ㎎/L로 미량이 검출되었고 일부 품종에서는 전혀 검출이 이루어지지 않았다. 감귤에 특이적으로 나타나는 polymethoxylated flavones류인 sinensetin, nobiletin, tangeretin 은 미량이지만 모든 품종에서 검출되었다. 온주밀감 과즙 중에 함유된 플라보노이드 조성 및 함량과 품종의 수확기와의 연관 성을 분석하고자 R 프로그램으로 계층적 군집분석을 실시한 결 과, 플라보노이드 성분별 함량에 따라 A, B1, B2 집단으로 구분 할 수 있었으나 세집단 모두에서 극조생온주밀감, 조생온주밀 감, 보통온주밀감이 산재하여 있어 착색개시기 과즙 중 플라보 노이드 분포와 과실의 성숙기와는 관련성이 적은 것으로 나타 났다.

본 연구는 농업유전자원센터에 보존 되어있는 콩 유전자원 중 한국 재래종 자원 880점을 대상으로 농업적 특성을 조사하고, 분자마커를 이용하여 유전적 다양성을 분석하였으며 결 과는 다음과 같다. 1. 개화일수는 51∼104일, 평균 74.4일이었으며 성숙일수는 28∼106일, 평균 72.2일이었고 생육일수는 101∼188일, 평균 146.6일이었다. 지역별 평균 개화일수는 강원지역이 69.5일로 가장 짧고, 제주지역이 77.9일로 가장 길었다. 또한 평균 생육일수는 강원지역이 평균 140.6일로 가장 짧고, 제주지역이 152.8일로 가장 긴 것으로 나타났다. 대조품종의 생육일수는 태광콩 133일, 대원콩 143일, 일품검정콩 129일, 풍산나물콩 146일과 비교하였을 때 중만생종인 태광콩보다 생육일수가 길어 우리나라 재래종에 만생종이 많음을 알 수 있었다. 2. 100립중의 범위는 4.3∼46.4 g이며, 평균 26.1 g이고, 립중별 분포는 대립종의 비율이 39.2%로 가장 많고, 중립종 30.8%, 극대립종 17.5%, 소립종 8.8%, 극소립종 3.8% 순으로 중립종 이상의 비율이 87.5%로 대부분이었다. 3. 종피색은 검정색의 비율이 52.4%로 가장 많았고, 황색 28.5% 순이었다. 지역별로는 경남지역 수집자원은 황색종피 비율이 높고, 제주지역은 황색, 녹색, 검정색의 비율이 유사하였으며, 경기지역은 녹색종피의 비율이 28.8%로 황색종피보다 많았다. 4. 검정콩 460점을 대상으로 자엽색 조사 결과 황색이 59.7%, 녹색이 40.1%이었다. 자엽색의 지역별 분포는 매우 커서 제주와 경남지역은 녹색 자엽비율이 각각 83.3%와 62.7%로 황색 자엽보다 월등히 많았으며, 전북과 전남지역의 녹색자엽 비율은 각각 5.7%와 13.8%로 극히 낮아 지역별 차이를 보였다. 5. 기초특성 평가 자원중 350점에 대해 7개의 SSR 마커를 이용하여 프로파일링한 결과 총 110개의 대립인자(allele)가 확인되었으며 각 유전자좌별로 대립인자수는 10개에서 26개 평균 15.7개였다. 유전적 다양성(PIC)은 0.711로 비교적 높았으며, 각 유전자좌별 allele의 수는 경북지역이 9.7로 가장 많고, 유전적 다양성은 제주가 0.693으로 가장 높았다.

들깨는 꿀풀과 1년생 식물로 우리나라 주요 유지작물 중 하나이다. 재배종인 Perilla frutescens var. frutescens(들깨) 와 Perilla frutescens var. crispa(차조기)는 서로 변종의 관계로서 염색체가 2n = 40이며, 야생종으로는 Perilla citriodora, P. hirtella, P. setoyensis가 있으며 모두 2n = 20의 염색체를 가진다. 들깨의 표준유전체 해석을 위한 재료 로서 P. citriodora(YCPL450)를 선정하였다. YCPL450은 2005년 제주도에서 수집한 들깨 야생종으로 P. citriodora 로 분류되며, 염색체수는 들깨 재배종(2n=40)의 반인 2n=20으로 유전체 해석에 효율을 높이고자 선정하였다. 유전 지도작성용 집단을 육성하기 위해 표준 유전체 재료인 P. citriodora와 P. hirtella를 교배하여 F1을 양성하였으며, SCAR marker를 이용하여 교배유무를 확인하였다. 표준유전체 및 비교유전체 분석을 위하여 재료의 순계화 양성 및 특성검정을 수행할 예정이며, 향기성분 및 진화론적 분류 탐색을 위한 집단을 양성할 것이다