참억새군락은 우리나라 산림 내 미립목지, 경작지 주변, 묘지주변등 주로 목본식물이 생육하지 않는 광량이 풍부한 각 지역에 광범위하게 분포하여 생육하고 있다. 현재 참억 새군락은 우리나라 산림 특성상 자연 천이에 의해 지속적 축소가 예상되며 그에 따른 빠른 쇠퇴가 진행되고 있는 중 이다. 참억새군락은 지역관광자원으로 대표적 가을 경관 중 하나로 참억새군락의 생육상태가 점차 쇠퇴해지고 있는 반면 방문객들의 관리요구는 도리어 높아지고 있다. 유명한 참억 새군락이 있는 지자체들은 참억새군락 보전관리유지에 많 은 고민을 가지고 있는 실정이다. 참억새군락을 자연에 맡겨 경관의 변화에 적응해야 하는 지, 아니면 참억새군락 경관 유지를 위해 참억새군락을 집 중적으로 관리하여 방해극상의 개념으로 참억새군락 경관을 유지해야 할 것인지가 해결해야 할 딜레마라고 볼 수 있다. 본 연구는 참억새군락의 보전유지관리 여부의 문제해결을 위하여 참억새군락 생육환경과 생육상태를 조사 분석하였으며, 참억새군락 경관보전가치를 추정하였다. 먼저 참억새군락의 효율적 유지관리 방안을 위한 기초자 료 활용 모색으로, 부산 도심지에 위치한 대규모 참억새군 락으로 유명한 승학산을 대상지로, 참억새군락의 생육환경과 생육상태를 조사 분석하였다. 더불어 화왕산과 재약산의 참억새군락의 생육환경도 조사하여 비교하였다. 첫째, 산림지역의 참억새군락은 참억새군락의 생육을 방 해하는 수목들의 생장이 좋지 않은 유효토심이 낮은 지역에 분포하는 것이 일반적이었다. 둘째, 현존식생 현황은 화재 등 교란이후 숲의 천이가 진행되는 과정에 있는 지역으로 복잡하고 다양하게 나타나고 있었다. 셋째, 식물군집구조현황은 참억새군락의 피도에 따라 관목의 유입정도, 초본식물별 피도 등을 고려하여 조사하였는데, 산불발생이후 유기물의 축척에 따라 토양환경이 변화되고 있으며, 천이의 과정상 자연스럽게 목본식물이 이입되고 있어 참억새군락의 쇠퇴가 가속화 되고 있는 실정이었다. 현재의 승학산은 부영양화 된 토양으로 다른 습윤지성 목본식물군락으로의 천이가 예상되고 있어 참억새군락의 생육을 오랜 시간 지속유지하기에는 많은 어려움이 있다. 비용효율적인 참억새군락 관리를 위해 전체적인 참억새군 락의 유지보다는 탐방로에서의 가시권과 조망점에서의 가 시권과 같은 시각경관을 분석하여 관찰이 용이한 지역의 집중적 관리가 효과적인 참억새군락 경관관리의 방법이 될 수 있을 것이다. 다음 연구로 문화서비스(cultural services) 측면에서 참 억새군락의 지속가능한 자연자산자원으로서의 경관보전가치 평가를 위해, 대규모 참억새군락으로 유명한 승학산, 화 왕산, 재약산을 대상지로 선정하였다. 3개 대상지의 탐방객 들을 대상으로 지불의사액(Willingness To Pay)으로부터 조건부가치측정법(CVM)을 이용해 참억새군락 경관의 공익적 가치를 추정하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 성별에 있어서는 공통적으로 남성이 여성에 비해 대상지를 많이 방문하였고, 그 중 화왕산은 남성 방문객의 비율이 가장 높았다. 둘째, 환경보전에 대한 노력은 승학산과 화왕산의 경우는 적극적이다가 약 60% 내외로 탐방객들은 생활에서 환경을 위한 작은 실천들을 하고 있다고 답변을 하였으나, 재약산의 경우 응답자들이 보통 이하의 답변이 높게 나왔다. 셋째, 이중경계 로짓모델에서의 t-값의 유의확률을 보면 승학산의 경우, 수입과 환경보전 노력에 관한 변수들이 ‘예’ 라고 응답할 확률이 5% 유의수준에서 유의한 영향을 미치는 것으로 나타나서, 수입이 높을수록 환경보전노력을 많이 하는 탐방객일수록 제시액에 ‘예’라고 응답할 확률이 높아 짐을 알 수 있었다. 각각의 투입된 변수로 추출된 계수를 이용하여 추정한 이중경계에서의 로짓모델의 1인당 참억새군락 경관가치에 대한 평가는 승학산(38,277원), 화왕산(38,648원), 재약산 (48,891원)으로 전체 평균은 38,679원으로 추정되었다. 이러한 참억새군락 경관가치는 영화 1회 관람비나 놀이 공원 입장료등의 현 시세 물가와 비교하였을 때 탐방객들의 지불의사가 높다고 볼 수 있는데, 이는 탐방객들이 참억새군 락 경관을 생태계서비스 측면에서 자연자산가치로서 인식을 하고 있다고 볼 수 있다.

충남 사문암 지역인 광천, 홍성, 백동, 대흥 및 유구지역의 토양, 식물체(참억새, 쑥, 리기다소나무) 및 지표수, 갱내수의 중금속 함량을 분석한 결과 사문암 토양의 Ni, Cr 및 Co 원소가 변성암 토양에 비하여 10~13배높았으며 이 원소들이 serpentine factor로 생각된다 사문암 지역간에는 이들원소의 차이가 뚜렷하지 않았다 변성암 토양식물에서보다 사문암 토양 식물에서 Ni, Cr, Co등이 높았다 리기다소나무의 원소 흡수량은 비교적 낮았고 3종 식물에서 대체로 뿌리의 원소 함량이 지상부 함량보다 높았으며 사문암 토양에서는 Ni, Cr, Co, Mo, Sc, As 및 Fe 원소들이 쑥보다 참억새에서 높았다 사문암 토양에서 생육하는 식물체 지상부의 생물학적 흡수계수는 Ni, Cr, Co, Zn, Sc, As 및 Fe 원소는 참억새에 높고Zn은 쑥에서 높았다,. 사문암 토양에서 뿌리로부터 지상부로의 원소 전이는 Ni, Cr, Co, Zn As 및 Fe 원소에 대해 쑥에서 높았고 Mo와 Sc 원소는 리기다소나무에서 높았다. 따라서 사문암 토양에서 참억새가 중금속의 흡수율은 높고 중금속에 대한 내성은 강할 것으로 사료된다 대흥지역에서 광산의 오염이 지표수 및 갱내수의 Ni. Cr, Co, Zn 및 Fe 등의 원소 농도를 높게 하였으며 비오염 계류는 오염계류의 원소 농도를 희석시켰다.

This experiment was conducted to know what does the cutting date have an effect on the chemical composition and nutritive yield of Miscanthus sinensis, in order to determine the optimum cutting date of the plant when it is utilized as roughage. Miscanthus

본 연구는 바이오에너지용 이질 3배체 억새(Miscanthus x giganteus) 품종육성 위한 교배재료인 물억새(M. sacchariflorus) 와 참억새(M. sinensis) 출수기 단축과 단교배 조건을 구명하기 위해 수행하였다. 물억새와 참억새를 12시간 일장, 자연일장 조건에서 재배하여 출수기 단축에 미치는 단일효과를 조사하였다. 출수기에 일중 화분 발아시간, 절단한 화분친 이삭 활력 유지 및 격리방법 등 단교배 조건을 구명하여 이를 활용한 억새의 자가수정 여부를 조사하고 시험교배를 실시하였다. 참억새와 물억새 모두 12시간 일장의 단일조건에서 재배한 것이 자연일장에 재배한 것에 비해 출수 소요일수가 단축되었다. 화분 발아 시간은 물억새는 오전 6시에 왕성하였으나 시간이 경과할수록 발아율이 낮아져 오전 8시에는 10% 이하만 발아하였다. 참억새 화분은 오전 7시에 50% 이상이 발아하였고 그 이후로 낮아졌다. 화분친인 참억새 이삭을 절단하여, 절화 보존액에 꽂아 백색 부직포로 격리하였을 때 절화 보존액량이 많을수록 활력 유지 일수가 증가하여 150 mL에서 물억새, 참억새 모두 7일간 개화 및 화분 비산을 지속하였다. 이 때 화분 발아율은 참억새와 물억새 모두 4일까지 40%를 유지하였다. 참억새와 물억새는 자가수정율이 2.5% 이하로 낮고, 자연교잡 임실율은 출수기가 빠른 유전 자원에서 54.4%까지 높았다. 억새 종간교배 방법 효과 확인을 위해 물억새 4배체와 참억새 2배체 간 14조합 시험교배 결과 총 437립의 교배종자를 얻었다. 본 연구로 도출된 억새 종간 단교배 방법은 우수한 종자친과 화분친으로 교배종자를 얻을 수 있어 향후 바이오매스 수량이 많으면서, 종자가 맺히지 않은 이질 3배체 품종육성에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

Background : Miscanthus sinensis is a C4 crop with high photosynthetic efficiency and is known as a representative cellulose-based bio-energy crop originating in East Asia such as Korea, Japan, and China. It also has a high resistance to environmental conditions such as low temperature and drying and pests. However, many studies on the antioxidant activity of the M. sinensis have not been conducted. Therefore, this study was conducted to measure total phenol and total flavonoid contents of the M. sinensis accessions collected from some countries and to select the M. sinensis accessions with rich total phenol and total flavonoid contents. The results of this study can be used as basic data for future breeding. Methods and Results : This study carried out the total phenol and total flavonoid contents analysis of M. sinensis collected from different country to preserve genetic resources. Total 205 accessions of M. sinensis were collected from the USA, China, Korea, Japan, Thailand and Zambia. Their leaves were extracted with 100% methanol and concentrated at 45℃. To determine total phenol and total flavonoid contents, we measured the total phenolic content and total flavonoid content. The highest total phenolic conten t(81.04 ± 0.02 ㎎·GAE/g) showed in the accession (PMS-178) from China. The highest total flavonoid content (32.66 ± 0.01 ㎎·QE/g) showed in the accession (KMS104) from Korea. On the other hand the lowest total phenolic content (1.11 ± 0.00 ㎎·GAE/g) and the total flavonoid content (0.81 ± 0.00 ㎎·QE/g) were obtained from the accession (M. sinensis ‘Super Stripe’) from USA. Conclusion : In this study, we analysed the total phenolic and total flavonoid contents by country of origin.

Background : Miscanthus is a species of flowering plant in the family poaceae, native to Eastern Asia throughout most of China, Japan, Taiwan and Korea. It is diploid hybrid grass used as bioenergy plant, biomass production and high quality of cellulose and ethanol production. It is an herbaceous perennial grass, growing up to 0.8 - 3.0 m tall, rarely 4.0 m, forming dense clumps from an underground rhizome. Recently, Studies on Miscanthus have been carried out on the growth characteristics and to see the antioxidant difference of Miscanthus for functional materials in various regions. Methods and Results : This study carried out the antioxidant activities of Miscanthus collected from different countries of origin. Two hundred one accessions of Miscanthus were collected in 7 countries (China, Japan, Korea, Taiwan, Thailand, U.S.A, Zambia). Initially, each leaves were extracted with 70% ethanol to determine actioxidant activty. Antioxidant activities were evaluated by DPPH and ABTS radical scavenging activity. The highest DPPH radical scavenging activity showed in the accession [M. sinensis ‘Kleine Silberspinne (little silver spider)’] from U.S.A (RC50: 10.66 ± 15.46 ㎍/㎖) and the lowest showed in the accession (M. sinensis ‘Supr Stripe’) from U.S.A (RC50: 188.03 ± 0.86 ㎍/㎖). The ABTS radical scavenging activity showed the highest in the accession (No.401: JM0310.002) from Japan (RC50: 17.97 ± 3.26 ㎍/㎖) and the lowest showed in the accession (M. sinensis ‘Supr Stripe’) from U.S.A (RC50: 416.88 ± 10.05 ㎍/㎖). Conclusion : The antioxidant activity of Miscanthus showed in average DPPH radical scavenging activity (RC50: 74.05 ± 3.74 ㎍/㎖) and ABTS radical scavenging activity (RC50: 81.46 ± 3.95 ㎍/㎖). In this study, it may be used for feed crops or food crops as a functional material.

Background : Miscanthus sinensis is a diploid hybrid and a temperate, perennial, cross-pollinating grass used as bioenergy plant, biomass production and high quality cellulose and ethanol production. This study was to carried out to investigate the expression of MsCOMT gene and the variation of lignocellulosic component and phenolic compounds contents in transgenic plants. Methods and Results : Multiple bands were detected from the homologous region of the COMT gene in PCR analysis. In order to obtain more detailed results, putative transgenic lines were estimated by RT-PCR analysis to confirm the expression of mRNA. Also, analysis of the lignin, cellulose, hemicellulose, and phenolic compound contents of transgenic Miscanthus plants were performed. Total lignin content of transgenic plants was lower than that of the control plant due to reduced caffeic acid O-methyltransferase (COMT) gene expression related to lignin production. Cellulose and hemicellulose contents in transgenic plants were not increased. Variation in cellulose and hemicellulose contents had no correlation with variation in lignin content of transgenic plants. Conclusion : In conclusion, transgenic M. sinensis was obtained with down-regulated COMT gene. Lignin synthesis was decreased what offers possibility of crop modification for facilitated biofuel production.

Background : Temperature is major factor for growth plant. Recently, because of global warming, abnormal temperature included drought, deluge, sudden temperature change and heavy snow damaged crops in the world. In Korea, crops have been sensitive to low temperature on early growth stage, e.g. fruit tree and ginseng, were damaged owing to sudden heavy snow and cold on Spring. Therefore, recently interest in cold resistance crops were increased in demand rapidly. This study was performed to establish transgenic Nicotiana benthamiana by transforming cold resistant gene related to cold tolerance S-adenosylmethionine synthetase (SAMS) isolated from Miscanthus sinensis. Methods and Results : Total RNA was extracted from leaves of M. sinensis using Trizol assay and isolated MsSAMS. Isolated MsSAMS was insert into SacⅠ- XbaⅠ sites of pMBP1 vector. The vector was transformed to Agrobacterium tumefaciens strain LBA4404 by DH5α. A. tumefaciens with binary plasmid were selected at YEP medium supplemented with kanamycin. Cut leaves of tobacco were co-cultured with selected A. tumefaciens. Co-cultured leaves was grown on regeneration medium for a month at dark condition, and transferred to at light condition. Regeneration shoot from callus were excised and transferred to root-induction medium. Approximately, 58% of leaves explant produced callus. Nearly, 30% of callus had shoot and approximately, 94% of shoots were rooted in root-induction medium. Conclusion : We established an efficient transformation system of N. benthamiana transformed by using MsSAMS gene related to cold tolerance isolated from M. sinensis. We may use the produced transgenic plants to prevent damages carried by cold.

Background : Miscanthus is a diploid hybrid and a temperate, perennial, cross-pollinating grass used as bioenergy plant, biomass production and high quality cellulose and ethanol production. This study was to determine an efficient transformation system for Miscanthus sinensis, and to optimize factors and conditions required for expression of MsCOMT–AS gene. Methods and Results : An efficient transformation of callus from M. sinensis was established using Agrobacterium tumefaciens strain LBA4404 harboring a binary vector pMBP1. In order to establish stable transformation system, we obtained high transformation rate from callus by various transformation factor explant type, strain, co-culture periods, acetosyringone concentration, and selective marker. Finally, in this study, seven putative transgenic plants were obtained. Through various tests including PCR analysis and southern blot were to detect antisense of COMT digested Xba I and Sac I restriction enzymes. The biomass of the control plant was superior than transgenic plants. Conclusion : This study was to develop transgenic Miscanthus sinensis by Agrobacterium tumerfeciens mediated transformation to produce high bioethanols and to reduce the lignin content of transgenic plants. Detailed characterization of the transgenic plants revealed interesting finding about COMT gene expression in the segregates

바이오매스 식물로 이용되고 있는 참억새, 물억새, 갈대의 이삭 및 종자 특성을 비교하고자 본 연구를 수행하 였다. 수축의 길이는 참억새가 22.1±3.0cm, 물억새가 29.3±2.6cm, 그리고 갈대가 29.9±2.6cm로 물억새와 갈대 의 수축장은 차이가 없었으며 참억새는 이들 보다 7cm 작았다. 참억새와 물억새는 1차지경만 발생하였으나 갈대는 1차지경에 2차지경이 발생하는 것이 특징적이었다. 소수의 특성을 보면, 참억새와 물억새의 경우 한 개의 소수에 한 개의 종자가 착생되나 갈대는 한 개의 소수에 3-4개의 종자가 착생되었다. 영의 형태는 참억새 의 외영에 까락이 발생되어 있는 것이 다른 두 종과 다른 점이었다. 이삭당 종자의 임실율은 물억새가 40.5% 로 다른 두 종 보다 월등히 높게 나왔으며, 갈대가 10.5%, 참억새가 8.5%로 관찰되었다. 종자의 길이는 참억새, 물억새, 갈대가 각각 1.79±0.21mm, 2.71±0.30mm, 1.37±0.17mm이었으며, 종자의 너비는 각각 0.51±0.03mm, 0.73±0.11mm, 0.56±0.05mm로 외관상 물억새의 종자가 가장 컸으며, 장폭비는 각각 3.50±0.19, 3.70±0.26, 2.44±0.15로 참억새가 가장 크게 나타났다. 종자의 1000립중은 참억새, 물억새, 갈대가 0.322g, 0.672g, 0.198g으 로 종간 차이가 크게 나타났다. 종자에서 배가 차지하는 정도를 배/종자의 길이 비율로 나타낸 결과 참억새가 47±10%, 물억새가 55±3%, 갈대가 69±15%로 배가 차지하는 비율도 종간 차이를 보였다. 이상에서와 같이 이삭 과 종자 특성으로 참억새, 물억새, 갈대의 형태적 구분이 가능하였으나, 향후 종내의 계통간 변이에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다.