옥수수의 내습성은 우리나라 옥수수 재배면적 확대와 자급률 향상을 위해 고려되어야 할 중요한 요소 중 하나이다. 본 연구는 내습성 옥수수 계통 개발을 위한 기초 연구로서, 토양의 표면침수조건에서 변화하는 옥수수 뿌리의 대사체를 분석하여 옥수수의 내습성 관련 생리 기작을 구명하고자 수행되었다. 우리나라 옥수수 유전자원(Zea mays L.)과 야생종 옥수수(Zea mays spp. parviglumis) 간 교배를 통하여 내습성이 향상된 계통을 개발했고, 그 중 19KT-32P를 유묘단계(V3)에 7일 동안 침수시킨 후 뿌리에서 발현되는 대사체를 탐색하고 분석하였다. 총 180개 대사체가 확인되었 고, 그 중에서 ℽ-aminobutyric acid (GABA), putrescine, citrulline, Gly, Ala 등 8개 대사체는 각각 2.5배 이상 발현이 증가 또는 감소하였다. 확인된 대사체는 식물에서 pH, 삼투압, K+/Ca++ 및 ATPase 활성을 조절하는 비생물적 스트레스와 관련이 있었다. 특히 가장 발현이 높은 GABA는 glutamate decarboxylase (GAD) 효소에 의해 축적되며, 본연구에서 분석한 결과 10개의 유전자형이 확인되었다. 특히 첫 번째 엑손은 매우 보존적이었지만, 두번째 엑손부터 많은 SNP 다형성이 확인되었다. 이러한 결과는 앞으로 내습성 옥수수 선발을 위한 분자마커로 활용되어 육종 효율을 높이는 좋은 수단으로 이용될 수 있을 것으로 생각된다.

Teosinte, commonly known as wild species of corn, has distributed in Central and South America. It is believed that teosinte contains genes for resistance to flooding because of the climate characteristics of the collected countries. Recent studies have shown that teosinte has the ability to form adventitious roots, to develop aerenchyma tissues of teosinte, and the resistance to toxic substances under flooding soil condition. Therefore, development of corn varieties to cope with climate change and the growing corn at paddy field in Korea are required to introduce the characteristics of teosinte. However, in order to utilize teosinte resources, preconditions must be settled such as photoperiodic responsibility, physiological and ecological characteristics. Also if the preconditions are studied together with the metabolic level studies, the possibility of utilization for flooding resistant varieties will be even higher.

본 연구에서는 인도 수출용 옥수수의 품종육성을 위하여 인도 현지에서 수집한 다양한 옥수수의 계통 과 품종에 대한 내습성 실험을 수행하였다. 실험대상은 총 20종의 인도수집 옥수수 계통 및 품종과 국 내시판종인 광평옥과 찰옥수수를 이용하였다. 내습성검정을 위하여 하우스 내에 물웅덩이를 설치하고 화분에서 재배한 대조구와 화분을 침수시킨 침수처리구로 구분하여 2주간 재배한 후 초장의 길이를 비 교한 결과 일반구에 대한 침수구의 비율이 높은 H2(92.9%), H18(88.8%), CN114A(98.1%), CN351A (94.3%), Super900M(95.3%), P3394(98.8%), 31N27(96.7%) 등은 비교적 내습성이 강한 것으로 나타 났으며 반면에 H1(78.9%), H8(73.4%), H10(77.1%), H19(79.0%), H26(74.1%), H31(75.7%), H34 (77.5%), H36(77.4%), H40(74.6%) 등은 침수시 많은 수분스트레스를 받는 것으로 사려된다. 침수상태 의 옥수수 잎으로부터 엽록소a, 엽록소b 및 cartenoids의 함량을 측정하여 대조구와 비교함으로서 침수 상태에서 얼마나 많은 엽록소와 cartenoids가 감소되었는지 검정해보니 상기 결과와 동일한 결과를 도 출하였다. 특히 H36(7.249ug·mg-1)과 H40(7.642ug·mg-1)의 경우 엽록소a의 함량이 침수시 급감함 을 보여주었다. 반면에 인도시판종인 37N27(0.630ug·mg-1)과 P3394(1.208ug·mg-1)는 가장 적은 함 량의 변화를 나타내어 우수한 품종임을 알 수 있었다. cartenoids의 함량감소는 엽록체 a의 함량변화와 비례하며 감소하는 경향을 나타내었다.

큰느타리(Pleurotus eryngii)의 품종 육성을 위하여 ASI 2824(큰느타리2호), ASI 2887(애린이3호) 및 ASI 2844와 삼계교잡을 통하여 5계통을 선발하였다. 선발된 우량계통 중에서 품질이 가장 우수 한 Pe21-53을 ‘설송’으로 명명하였다. 주요 특성은 균사생장 적온이 25℃이며 pH의 범위가 pH5∼8 까지 넓게 형성되었고, 자실체 발생 최적온도는 16℃였다. 균사체 배양에서 대선형성유무는 모균주 큰느타리2호, 애린이3호 및 ASI 2844와는 뚜렸한 대선을 형성하였다. 자실체 갓의 색깔은 회색을 나타내었고, 형태로는 대조품종인 큰느타리2호와 같이 반구형이었다. 자실체 수량은 병당 131.4±43.1로 큰느타리2호의 수량지수를 100으로 보았을 때 102를 나타내었다. 또한 대의 길이는 큰느타리2호보다 길고 굵으면서 유효경수가 2.3±1.2로 적게 형성되었다. 2종류의 primer를 이용하 여 새로운 품종 ‘설송’에 대한 RAPD pattern를 분석한 결과 모균주와는 같은 pattern를 가지면서 새로운 밴드도 존재하였다. 특히 자실체 발이 후 생육 시 높은 습도(95%)에서도 내성을 보여주었 다. 신품종 ‘설송’은 유효경수가 적은 소발생형으로 대가 길고 굵어 솎음작업이 필요치 않은 적정 재배조건 확립으로 노동력 및 인건비 절감으로 농가 소득증대에 기여할 것으로 기대된다.

Background : This study was development of moisture tolerance and high-yielding Rehmannia glutinosa cultivar. Methods and Results : Segang is developed by the medicinal crop breeding team of National Institute of Horticulture and Herbal Science(NIHHS), Rural Development Administration(RDA), during the period from 2005 to 2015. The reproduction of Rehmannia glutinosa has been accomplished mainly by vegetative propagation with its seedlings have many variants. The cultivar was selected from seedling of Jihwang 1(check variety). The plant type of Segang is some rising from ground. Regional yield trials conducted at three site from 2014 to 2015. The root yield of Segang was 21.1ton per hectare, which was increased 12% compared with Jihwang 1. Also, Segang has higher catalpol content and dried root ratio compared with Jihwang 1. Conclusion : Segang is a moisture tolerance and high-yielding Rehmannia glutinosa cultivar.

본 연구는 땅콩 파종후 발아기의 내습성 기초자료를 얻고자 파종일수와 침수처리에 따른 출현율을 조사하고 적정 내 습성 검정방법을 찾고자 하였으며 이를 이용하여 품종별 내 습성 차이를 구명해보고자 본시험을 수행하였다. 종자의 흡수율 50%에 도달한 것은 공히 5시간 정도 소요 되었으며 24시간 후에는 조광 66.6%, 대광 65.1%, 팔광 67.1%에 도달하여 품종간 큰 차가 없었다. 땅콩종자를 vermiculite 풋트에 파종한 후 바로 침수시켰을 때 대광땅콩 과 팔광땅콩은 공히 침수 16일까지도 90% 정도의 출현율 을 유지하였고 그 후로는 급속히 감소하여 침수 25일에는 출현율이 거의 없었다. 파종 후 발아일자 1~4일에 각각 침 수일자 1~5일간 침수처리를 하였을 때 발아일수가 길어질 수록, 침수일자가 길어질 수록 땅콩의 출현율이 급속히 떨 어졌다. 대광땅콩은 파종 1~3일 후 2일 침수처리까지, 팔광 땅콩은 파종 1~2일 후 2일 침수처리까지 정상 출현하였으 며 두 품종 공히 3일 이상 침수에서는 모든 발아일수(1~4 일)에서 출현율이 급속히 떨어지고 있었다. 파종 2일 후 3일간 침수처리 방법에 따라 국내육성 31품 종에 대해 침수 시 내습저항성을 검정한 하였을 때 출현율 은 0에서 69%까지 분포하였고 대광땅콩 가장 높았다.

맥류의 생육시기에 따라 토양분을 과습상태로 침수하였을 때 생육과 수양에 미치는 피해양상과 정도의차이를 조사하였는 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 침수기간중 토양온도는 표준구보다 침수구가 고온으로 경과하였는데 오후 3시가 오전 10시보다 더욱 높았으며 토양산화환원전위는 표준구에 비하여 침수구가 현저히 저하하였다. 2. 침수로 인한 초장생육에 피해가 심한 시기는 전맥종이 신장기였으며 다음은 분얼기였고 경수증가피해가 심한 시기는 반대로 분얼기이고 다음이 신장기였으며 수잉기와 등숙기에는 그 차가 경징하였는데 맥종별로 초장과 경수피해가 큰것은 대맥이었고 적은것은 소맥이었다. 3. 침수로 인하여 수획시 간장감소가 심하였던 시기는 이조맥과 대맥은 신장기였으나 소맥은 수잉기였으며 수장은 이조맥과 소맥이 분얼기에 가장 저하하였다. 주당수수와 수당립수의 감소피해가 큰 시기는 전맥종의 유방분얼이 결정되고 소수분화가 이루어지는 분얼기와 신장기였다. 5. 천립중의 피해가 큰 시기는 입의 대소가 결정되는 수잉기로서 특히 소맥과 이조맥의 피해가 심하였는데 이때는 상위절간신장이 조해되어 출수는 지연되고 등숙이 불량하였다. 6. 침수구의 수양감수는 이조맥과 대맥은 수수와 입수감소 피해가 심하였던 신장기였고 다음은 분얼기였으며 소맥은 천립중의 피해가 큰 수잉기였고 다음이 신장기였는데 맥종별로는 소맥의 피해가 적고 다음이 대맥이었으며, 이조맥의 감수가 가장 심한 경향이었다.

맥류의 생육시기별로 토양수분을 과습과 과건상태로 처리하였을 시 맥류의 지상부와 지하부의 생육과 수량에 미치는 영향을 조사한바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 처리기간중 토양온도는 표준구보다 습구는 0.8~2.1℃, 건구는 0.5~0.9℃ 고온으로 각각 경과하였으며 토양산화 천원전위(Eh)는 표준구에 비하여 건구는 차가 없었으나 습구는 현저히 저하하였다. 2. 초장은 습구에서는 근의 생육장해로 전기간을 통하여 생장이 저해되었으며 건구에서도 초기의 생육은 양호하였으나 한발기간이 길수록 양수분 흡수가 불량하여 절간신장기 이후에는 표준구보다 생육이 현저히 떨어졌다. 3. 본 시험에서 습해에 강하였던 품종은 생육초기의 초장이 짧고 경수는 많았으며 초형은 포복형이었으나 습해에 약한 품종은 이와 반대적인 경향이었다. 또 수확기의 수수는 품종간에 대차없었으나 습구와 건구는 표준구보다 적었는데 습구가 가장 적었다. 4. 성숙기의 토양 심도별 발근량은 습해에 강한 품종은 심근성으로 근수는 많았고 총 근장도 길었으나 습해에 약한 품종은 천근성으로 근수도 적고 총근장도 짧았으며 대부분의 뿌리가 표토 부근에서 사면으로 분포하고 있었다. 또 표준구보다 습구와 건구에서는 근수도 적고 근장도 짧았는데 특히 건구 뿌리의 대부분은 표토 부근에서 사면으로 분포하고 있었다. 또 표준구보다 습구와 건구에서는 근수도 적고 근장도 짧았는데 특히 건구 뿌리의 대부분은 표토 부근에 분포되어 있었다. 그리고 근태는 습해에 강한 품종이 약한 품종보다 굵고 표준구보다 건구의 뿌리가 가는 경향이었다. 본 시험에서 초형이 포복형인 뿌리는 심근으로 습해에는 강하였고 직립형인 뿌리는 천근성으로 습해에는 약한 경향이었다. 5. 근의 생리적 활력은 어느 시기에서나 습해에 강한 품종이 약한 품종보다 높았고 처리별로는 표준구가 높고 과습 과건순으로 낮았으며 유수형성기에 생리적 활력이 높은 품종은 초장이 짧은 반면 경수는 많았고 절간신장기 및 수잉기에 습구와 건구는 표준구보다 근의 생리적 활력이 낮아 간장은 짧고 경수는 적었다. 6. 유수형성기와 수잉기에 있어서 습해에 강한 품종은 약한 품종보다 생리적 활력이 높아 총근수는 많고 근장은 길었다. 또 어느 시기에서나 표준구보다 습구와 건구가 생리적 활력의 저하로 근수는 적고 근장은 짧았다. 7. 수량은 수수 수당입수 천립중등 수량구성요소의 감소로 표준구보다 습구와 건구가 감수되었으며 습구에서는 담수회수가 많을수록 감수율은 현저하였는데 그 피해정도는 습해에 약한 품종일수록 강한 품종보다 더욱 심하였다. 또 습구와 건구간의 수량 감수율은 정의 상관관계를 보여 습구에서 수량감수율이 적은 품종은 건구에서도 적은 경향이였다. 한편 표준구에 비하여 습구의 수량감수가 심한 시기는 절간신장기였고 건구의 수량감수가 심한 시기는 수잉기였다.