우리나라는 벼 재배를 위한 관개 시설이 비교적 잘 확보되어 염에 의한 피해가 적으나, 간척지를 비롯한 염 토양에서는 복합적 요인에 의해 벼 생육이 저해되므로 내염성 벼의 개발이 필요하다. 본 연구는 자포니카 벼로의 내염성 유전자 도입시 동반되는 열악형질을 최소화하기 위한 초정밀 분자표지 개발을 위해 기존에 보고된, Saltol QTL 분자표지의 이용 가능성을 검토하였다. 본 연구의 결과를 통해 1. 유묘 내염성 반복실험 및 정밀 검정을 통해 내염성이 안정적인 계통을 선발하였다. 2. HR28867/Pokkali와 조평/Saltol STL의 조합에서 SKC1 등 4 개(SKC1, RM10748, RM10793, RM7075)의 분자표지가 표현형과 유전자형이 일치하였으며, 분자표지 Pect4는 HR28867/ Pokkali의 조합에서만 일치하는 것으로 확인되었다. 본 연구의 결과는 자포니카 벼로의 내염성 유전자 도입에 필요한 초정밀 분자표지 개발의 기초 자료로 이용될 것이며, 향후 내염성 벼 육성을 통한 간척지 토지 이용 효율을 높이는 데 기여할 것으로 기대된다.

The diversity and characterization of microorganisms isolated from the soil around several ranches in Korea were confirmed in this study. To isolate halophilic microorganisms, the marine agar medium was basically used and cultivated at 37℃ for several days. After single colony isolation, a total of 116 pure colonies were isolated and phylogenetic analysis was carried out based on the result of 16S rDNA sequencing, indicating that isolated strains were divided into 4 phyla, 23 families, 30 genera and 51 species. To confirm whether isolated strain can be a candidate for the fermentation of diverse food ingredients, amylase, lipase, and protease enzyme assays were performed individually, showing that 92 strains possessed at least one enzyme activity. Especially 4 strains, identified to Jonesia quinghaiensis (isolate name: JSF 19-2), Halomonas alkaliantarctica (isolate name: JSF 21), Bacillus velezensis (isolate name: NWFY-36), and Staphylococcus capitis subsp. urealyticus (isolate name: MSY-5), showed all enzyme activity tested. Moreover, 17 strains showed the ability for auxin production. This result indicated that isolated strains have shown the possibility of the application for the food and feed industries. Therefore, this study has contributed to securing domestic biological resources and the improvement of hydrolytic enzyme activity by using isolated strains.

Salt tolerance in Iris pseudacorus L. was tested whether it can be materialized to remove salt accumulation in water caused by nonpoint source pollution. Two groups of treatments were a nutritive salt group (NSG) of Hoagland solution of varying concentrations and a sodium salt group (SSG) of the solution of NaCl. In NSG leaf visible damages appeared in more than EC 5 mS·cm-1, while plants in SSG showed visible damage in all concentrations of NaCl. The damage symptoms were dark green in leaves and plant wilting in NSG, while browning of the leaf tips' browning in SSG. Plant biomass in NSG was highest in EC 1 mS·cm-1 the lowest in EC 9 mS·cm-1. In SSG, it was significantly decreased as salt concentration increased. Photosynthetic and root activities were reduced, and proline, a kind of stress-defense proteins, increased, accompanied with salt increase.

본 연구는 겨울철 제설제 (CaCl2) 농도처리에 따른 맥문동(Liriope platyphylla)과 수호초(Pachysandra terminalis)의 내염성을 평가하고자 수행하였다. 국내에서 제설제로 가장 많이 사용하는 염화칼슘을 각각 0%(Control), 0.5%, 1.0%, 3.0%, 5.0%로 처리한 실험구에 2015년 11월에 맥문동과 수호초를 정식한 후, 이듬해 이른 봄인 2016년 3월에 내염성을 평가하기 위해 초장, 엽장, 엽폭, 엽형지수, 생체중, 건물중, 엽록소함량, 광합성률, 기공전도도, 증산율 등을 측정하였다. 초장, 엽장, 엽폭, 엽형지수, 생체중, 건물중, 엽록소함량, 광합성률, 기공전도도, 증산율 등은 제설제 처리농도가 높을수 록 감소되는 것은 두 식물이 동일하였으나, 맥문동이 수호초보다 좀 더 안정된 생육 및 생리적 특징을 보였다. 무엇보다, 맥문동은 3.0% 이상에서, 수호초는 1.0% 이상의 농도처리에서 생존이 불가능해 맥문동이 수호초보다 내염성이 높은 것으로 판단되었으며, 도시 내 제설제 피해지역에 활용이 가능할 것으로 기대된다.

우리나라 자연환경에 적응하는 내염성 자포니카 벼 품종 육성을 위하여 내염성 인디카 계통 IR73571-3B-11-3-K2에 자포니카 품종 서간벼를 모본으로 한 단교배과 여교배 집단을 육성하여 주요 농업형질 및 내염성 정도를 검정한 결과는 다음과 같다. 1. 자포니카 서간벼를 여교배한 집단은 단교배 집단에 비해 간장은 크고, 수장은 감소하였고, 수수는 증가하였으며 수당립수는 감소하는 경향을 보였다. 유묘 내염성 정도는 여교배 집단의 평균이 6.7로 단교배 보다 0.6 감소하였다. 2. 두 집단에 출수 전 20일간 0.3% 염농도를 처리한 결과 여교배 집단에서 유묘내염성은 감소하였으나 초형 및 현미 장폭비 등 생태형 개선 계통이 더 많이 분포하였다. 3. 두 집단의 성체검정에서 등숙기 10주 수량은 단교배 집단에서 100 ~ 150 g을 중심으로 정규분포를 보였고, 여교배 집단은 100 g 이하에 편의 분포하였는데 이는 여교배에 의한 집단 내 자포니카 유전적 배경이 증가함으로써 인디카로 유전적 요인이 낮아진 결과로 생각된다. 4. 유묘내염성 정도는 단교배 집단에서 내염성 정도가 5 ~ 7에 전체 86%의 계통이 분포하였고, 14계통(8%)은 유묘내염성이 강했다. 여교배 집단에서 74% 계통이 유묘내염성이 약했고, 8계통(4%)은 강한 내염성을 나타냈다. 이들 결과는 자포니카 내염성 관련 유전적 요인을 도입하기 위해 특성별 단계적 접근이 필요하며 여교배육종법을 이용함으로써 육종효율을 높일 수 있을 것으로 판단되었다.

본 실험에서는 염토지대에 조경용 식재로 사용이 가능한지 알아보기 위해 여러 과에 속하는 자생식물의 염 스트레스에 대한 내염성 정도를 조사하였다. NaCl의 처리에 따른 식물의 생육반응과 이온흡수 특성도 파악하여, 여러 식물에 대한 내성 정도를 구명하고자 하였다. 실험재료로 노랑꽃창포, 밀사초, 여우꼬리사초, 줄사초, 홍노줄사초, 애기부들, 바위 및 땅채송화 등을 이용하였다. 염농도는 0, 100, 200, 300mM로 처리해 주었다. 처리 4주 후 지상부 및 뿌리의 생체중 건물중, 엽내 무기이온 함량 등을 조사하였다. 줄사초, 왕밀사초, 여우꼬리사초, 노랑꽃창포 등은 NaCl 200mM의 고농도에서도 잘 견디는 초종으로 판단되었다. 홍노줄사초, 애기부들 등은 지하부 생육이 NaCl 100mM의 농도에서 저하되어, 지상부다 뿌리가 민감하게 반응하는 것으로 나타났다. 홍노줄사초는 K의 흡수량이 감소되었고, Na/K의 비율은 300mM의 농도에서 3으로 다른 종보다 높은 경향을 보였다. 애기부들은 NaCl의 농도가 증가됨에 따라 K, Ca, Mg의 흡수량이 일시 증가하다가 200mM의 농도부터 감소하는 경향을 보였고, Na/K의 비율은 300mM의 농도에서 0.8로 조사되었다. 땅채송화 및 바위채송화 등도 NaCl 100~200mM의 범위에서 지상부 및 지하부의 생육이 영향을 받는 것으로 나타났다. 바위채송화는 NaCl의 농도가 증가됨에 따라 K, Ca, Mg의 흡수량이 일시 증가하다가 200mM의 농도부터 감소하는 경향을 보였고, 땅채송화는 염농도에 따라 흡수량이 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. Na/K의 비율은 300mM의 농도에서 모두 1로 조사되었다. 그러므로, 여우꼬리사초, 왕밀사초, 줄사초, 노랑꽃창포 등은 식물의 생육 및 이온흡수 특성을 고려할 때 NaCl 200mM의 고농도에서도 잘 견디는 초종으로 판단되었고, 특히 사초과 식물들의 내염성이 검증되어 앞으로 많이 활용될 수 있으리라 사료되었다. 홍노줄사초, 애기부들, 바위채송화, 땅채송화 등은 NaCl 100mM의 농도에서도 뿌리의 생육이 저하되었으며, 염처리에 따른 잎의 이온흡수특성은 뚜렷한 경향을 보이지 않았다.

해안지대에 서식하는 염생식물인 퉁퉁마디의 염처리와 인공토양에 따른 생육반응을 조사하여 시설 내 인공재배상에 적합한 토양을 선발하고자 본 연구를 실시하였다. 토양은 가볍고 인공재배상에서 이용이 간편한 난석, 버미큘라이트, 펄라이트 및 혼용처리로 하였으며 염처리는 NaCl 농도를 200mM로 처리하였으며 복합비료를 시비하여 4개월간 재배하였다. 초장, 생체중, 건물중에 있어서 식물 생육은 다공성 난석과 펄라이트를 혼합한 토양에서 생육이 좋았으며 NaCl 처리 시 생육과 엽록소 함량은 토양종류에 관계없이 감소하였다. 프롤린 함량은 보습성이 낮은 난석과 펄라이트의 경우 대조구 값이 염처리에 비해 높은 것으로 나타났다. 항산화활력은 처리별 그 차이가 거의 없었고 퉁퉁 마디의 경우 염처리가 항산화물질의 증가에 영향을 미치지는 않는 것으로 나타났다.

본 연구는 해안 염해지 수목 식재를 위한 내염성 및 내조성 수종을 선발하고자 한국 서해안 해안림의 식생조사와 토양염분도를 조사 분석하였다. 조사지의 토양염분은 전체 평균 EC1:5 0.11dSm-1이었고, 최저 0.00dSm-1, 최고 0.68dSm-1이었다. 토양염분(EC1:5)은 해안 정선으로 부터 내륙 방향으로 갈수록 낮았으며, Ⅰ지대〉Ⅱ지대〉Ⅲ지대〉Ⅳ 지대 순으로 각각 EC1:5 0.14dSm-1, 0.11dSm-1, 0.10dSm-1, 0.08dSm-1이었다. 출현한 자생식물은 52과 104속 24변종 157종 총 181분류군이었다. 토양염분이 가장 높은 단계인 EC1:5 0.51dSm-1를 초과하는 곳에서 EC의 특이값 또는 이상치의 수준으로 여러 번 출현하는 수종은 곰솔, 청미래덩굴, 떡갈나무, 졸참나무 등이었다. EC1:5 0.41~0.50dSm-1에서는 EC1:5 0.40dSm-1 이하에 속하는 식물들 이외에도 왕자귀나무, 멀구슬나무, 계요등으로 출현빈도가 매우 낮았다. 전체 지대에 출현하는 수종은 리기다소나무, 소나무, 곰솔, 노간주나무 등 이었고, 중요도가 높은 수종은 소나무, 곰솔, 이대, 청미래덩굴, 굴피나무 등이었다. 이러한 수종은 조사지의 자생 수종들 중에서 다른 수종에 비하여 상대적으로 내조성이 강한 것으로 판단되었다.

본 연구는 염해지역의 식재수종 선발에 대한 기초자료로 활용하고자 한국 남해안 방풍림 자생수목의 토양염분에 대한 내성과 염분비산 영향을 미치는 지대별 토양염분도와 출현수종을 조사 분석하였다. 조사지의 토양염분 EC1:5는 전체 평균 0.18dSm-1이었고, 최저 0.05dSm-1, 최고 0.58dSm-1이었다. 토양염분(EC1:5)은 I 지대를 제외하고는 해안 정선으로 부터 내륙으로 갈수록 낮았으며, II 지대〉llI지대〉I 지대〉IV지대 순으로 각각 EC1:5 0.22dSm-1 0.22dSm-1 0.19dSm-1 0.13dSm-1이었다. 출현한 자생식물은 45과 74속 9변종 100종 총 110분류군이었다. 토양염분이 가장 높은 단계인 EC1:5 0.50dSm-1를 초과하는 곳에 출현한 식물은 담쟁이덩굴과 안동이였으며, 그 다음으로 EC1:5 0.41~dSm-1까지 자생하는 식물은 꾸지뽕나무, 멍석딸기, 산초나무, 송악, 아까시나무, 졸참나무, 좀작살나무 퉁이었다. 전제 지대에 출현하는 수종은 정과 새머루이었고, 내조성이 높은 순비기나무는 I 지대에만 출현하였다. 전체 지대에서 중요도가 가장 높온 수종은 느티나무, 팽나무, 모감주나무, 예덕나무, 마삭줄, 칡 등이었다. 이러한 수종은 조사지의 자생 수종들 중에서 다른 수종에 버하여 상대적으로 내조성이 강한 수종으로 판단되었다.

국내의 NaCl 함유한 부존자원중 버섯배지화 하기 위하여 내염성 느타리버섯 균주를 선발하고, 선발된 균주를 NaCl 함유 톱밥배지에서 재배하여 생장 및 형태적 특성을 조사한 결과는 다음과 같다. 가. 느타리 버섯 64품종중 NaCl이 3% 첨가한 PDA 배지에서 김제 10호, 농기2-1호, 명월, 병느타리1호, 부평소엽1호, 삼복, 춘추2호 등이 다른품종에 비해 균사생장 및 균사밀도가 양호하였다. 나. 명월은 NaCl 0.5%, 김제10호, 부평소엽1호는 1.0%, 농기2-1호, 병느타리1호, 삼복, 춘추느타리 2호는 1.5%까지 자실체 형성이 가능하였다. 다. 톱밥배지에서 염농도가 높아질수록 배양기간이 길어졌으며 대가 짧아지고 가늘어졌으며 수량이 감소했다. 라. 배지내에 NaCl 함량이 높아질수록 버섯의 K2O, CaO 흡수능은 감소되었으며 자실체내의 NaCl함량은 배지내 NaCl농도가 높을수록 증가하였다.

포푸라(양황철)의 기내배양(器內培養)에서 대량증식(大量增殖)한 유전적(遺傳的)으로 균일(均一)한 시료(試料)를 이용(利用), NaCl내성(耐性)을 검정(檢定)한 결과(結果) 50mM이 생육한계(生育限界)임을 밝혀냈다. 엽표피(葉表皮)를 침(針)으로 뚫어 MS 기본배지(基本培地)에 Auxin과 Cytokinin의 효과(效果)를 검정(檢定)한 결과(結果) Cytokinin에서는 많은 개체(個體)가 발생(發生)하였으며 특(特)히 BAP 에서는 127.6개의 많은 개체(個體)가 발생(發生)하였다. NaCl 내성개체(耐性個體) 선발(選拔)을 위(爲)해 같은 배지(培地)에 NaCl 10mM부터 100mM까지 10단계로 처리(處理)하여 침(針)으로 자극한 시료(試料)를 접종(接種)한 결과(結果) 50mM 이상(以上)에서 13.7~15.7개의 여러가지 개체(個體)를 얻었다. 특(特)히 90mM에서 10.7개 100mM에서도 8.3개의 개체(個體)를 얻었다. 비선발(非選拔) 개체(個體)는 50mM 이상(以上)의 NaCl 첨가(添加)배지에서 생장(生長)이 완전(完全)히 중지(中止)된 반면(反面)에 기내선발개체(器內選拔個體)는 고농도(高濃度) NaCl의 계대배양에서도 생장(生長)를 계속하였다. 이상(以上)의 결과(結果)에서 임목(林木)에 있어서도 기내배양법(器內培養法)를 이용(利用)하여 내성(耐性) 개체(個體)를 선발(選拔)할 수 있는 가능성(可能性)을 추정(推定)할 수 있었다.

Salt stress is one of major restrictions for the production of lettuce. In order to identify promising lettuce genotypes having tolerance against salt stress, effect of different sodium chloride (NaCl) concentrations (0, 100, and 200 mM) on electrolyte leakage and growth of thirty-two lettuce landraces from Korea was evaluated. Screening salt tolerant genotypes based on cluster analysis using data of electrolyte leakage discriminated 'IT105183' and 'IT195057' as the most salt tolerant landraces. More importantly, salinity significantly reduced growth of lettuce, but the reduction rates of growth caused by salt stress in salt-tolerant genotypes were much smaller than those in salt-sensitive genotypes. These results indicate that 'IT105183' and 'IT195057' have high potential for being used as parents to improve salt tolerance in other lettuce cultivars.

1960년대 이후 간척한 농경지 면적은 135,100 ha나 되지만 간척지는 토성이 불량하고, 염분농도가 높아 작물생육에 매우 부적합하여 작물 수량의 안정적 확보와 다양한 작물 재배를 위해서는 토양 개량과 그에 알맞은 재배기술 및 내염성 품종 개발이 시급한 실정이다. 간척지는 염분 함량이 매우 높기 때문에 다른 작물보다 내염성이 있는 벼를 재배하여 간척지 활용을 증대시킬 수 있지만 소비 감소로 인한 쌀 재고량이 급증하여 벼 대신에 밭작물 재배나 사료 작물 재배를 통하여 안정적인 농가 소득을 확보할 수 있는 시스템이 필요하다. 본 연구는 현대서산간척지에 재배 가능한 내염성 콩을 선발하기 위하여 실시하고 있다. 내염성 콩을 선발하기 위해 야생콩 PI483463(내염성) x Hutcheson(감수성) 유래 52개의 내염성 RIL, 65개의 감수성 RIL, S-100(내염성) x PI483463(내염성) 유래 106개의 RIL, Hutcheson과 우람콩(감수성)으로 여교배하여 DNA 마커로 선발된 94개의 내염성 BC1F3계통을 난괴법 2반복으로 재식하였다. 모든 계통은 무염포와 저염포(약 0.2%)에 심었다. 재식밀도는 70 x 15cm, 1주 2본으로 하였으며, 파종은 2015년 5월 8-9일간에 실시하였다. 현재까지 콩 생육을 살펴보면 무염포나 저염포에서 콩의 발아는 정상적으로 나타났으나, 저염포에서 감수성 콩 계통의 잎이 황변하고 하위옆의 경우 염해에 의해 타들어 가는 것을 관찰할 수 있었고, 내염성 계통들은 염해의 증상이 없었으나 무염포 보다는 전체적으로 생육이 저조한 것으로 나타났다. 출아 후부터 생육 전반에 걸쳐 내염성 계통과 감수성 계통이 저염 조건에서 농업적 형질이 어떻게 반응하는지에 대한 연구를 계속할 것이며 최종적으로 간척지중 저염지대에 재배 가능한 콩을 선발할 것이다.

내염성과 관련 있는 벼의 CBF4 유전자(OsCBF4)를 벼에서 과발현 시켜 염 스트레스 조건에서 저항성이 증진된 내염성 유전자원을 개발하였다. RT-PCR을 수행하여 분리한 OsCBF4 유전자는 1,429 bp 크기의 뉴클레오티드로 274개의 아미노산으로 구성되었고, 벼의 다른 CBF 유전자와 33~49% 상동성을 나타내었다. 형질전환 식물체는 PCR과 Southern분석으로 OsCBF4 유전자의 벼 게놈 내 도입을 확인하였다. 전이 유전자는 벼 게놈 내에 1~4사본이 도입되었고, 선발된 형질전환 계통 모두에서 전이 유전자가 강하게 발현되었다. 염 스트레스 조건에서 형질전환 식물체는 비 형질전환 벼 보다 생육 정도가 양호하였으며, 특히 CBF4-10 계통은 염 처리 후 많은 식물체가 살아남았다. Real-time PCR 분석 결과 CBF4-10 계통은 120 mM NaCl 처리 시 전이 유전자 OsCBF4 전사체 발현이 잎에서 무처리 대비 약 3배 이상 증가하였다. 결론적으로 일반 벼에 도입된 OsCBF4 전이 유전자는 내염성 증진 기능이 있으며, OsCBF4 전이 유전자의 발현이 높은 형질전환 벼 계통은 내염성 벼 육종 소재로 이용할 수 있을 것으로 평가된다.