전북특별자치도 수박(Citrullus lanatus (Thumb.) Matsum. et Nakai) 재배면적은 2,235ha이며, 익산과 정읍은 주요 수박 재배 지역이다. 본 연구는 수박에서 발생하는 해충 목록 작성을 위한 기초자료 구축 을 목적으로 최근 20년간 보고된 문헌자료를 조사하였다. 문헌조사에 따르면, 수박에서 발생하는 주요 해충은 총 7목, 11과, 22종으로 정리되었다. 이 중 점박이응애(Tetranychus urticae Koch), 목화진딧 물(Aphis gossypii Glover), 아메리카잎굴파리(Liriomyza trifolii Burgess) 등이 우점해충으로 다수의 문헌 을 통해 확인되었다. 그 외 파밤나방(Spodoptera exigua Hübner), 꽃노랑총채벌레(Frankliniella occidentalis Pergande), 목화바둑명나방(Diaphania indica Saunder)등의 해충들이 최근 연구로부터 추가되었다. 본 연구 결과를 기반으로 앞으로 수박 해충에 대한 현장 조사 계획을 수립하고, 적합한 방제 전략을 세우 고자 한다.

수박은 저온에 민감한 작물로 10°C 이하에서는 생육이 지연되거나 억제된다. 농가에서는 소득 향상을 위해 정식 시기를 앞당기고 있으나 촉성재배 작형에서 안정적으로 수박을 생산하기 위해서는 가온 혹은 보온이 필수적이기 때문에 비용 및 노동력의 부담이 크다. 이에 따라 저온 피해를 경감시킬 수 있는 재배기술과 촉성재배용 수박 품종 개발이 요구되고 있으며 본 연구는 재배기간 중 지속적인 야간 저온에 의한 수박의 생장 및 과실 비대 양상 변화를 조사하여 내냉성 수박 품종개발의 기초자료로 활용하고자 수행하였다. 지속적인 야간 저온과 적온 환경에서 내냉성을 보일 것이라 예측되는 품종과 저온에 감수성을 보일 것으로 예측되는 품종을 재배하고 생육을 비교하였다. 정식 후 생육 초기에는 내냉성을 보일 것으로 예측하였던 품종이 저온 조건에서 덩굴 길이의 감소율이 작았으며, 생체중과 건물중은 증가하였다. 그러나 교배기와 생육 후기에는 내냉성 품종 중 하나에서 감수성 품종보다 덩굴 길이, 엽장, 엽폭, 엽병길이의 생장이 억제되어 자원 간에도 생육단계에 따라 생장반응의 차이가 존재하는 것을 확인하였다. 과장, 과폭, 과중 또한 내냉성 품종에서 통계적으로 유의하게 생육량이 낮았으며 착과율도 감수성 품종에서 높은 값을 보였다. 이는 품종의 육성목표와 선발기준이 정식 후 생육 초기의 내냉성에 있기 때문인 것으로 판단되며, 다양한 저온환경에 적응할 수 있는 품종을 개발하기 위해 유묘기부터 과실 비대기까지의 생육단계에 따른 내냉성에 대한 추가 연구가 필요하다.

We investigated the effects of honey bee (Apis mellifera L.) colony size on the pollination of greenhouse-cultivated watermelon grown under the forcing cultivation system. The highest pollination activity of bees was observed (14.3 ± 5.0 honey bees/day) when the bee colony size was 10,000 honey bees, followed by 7,500 and 5,000 honey bees. There was a positive correlation between the bee colony size and pollination activity (R = 0.262). There was no significant difference in the fruit set with different honey bee colony sizes (88%–91%). However, the larger the bee colony size, the higher the number of seeds fertilized and the rate of seed fertilization (p > 0.05). The number of seeds and the content of sugar were negatively correlated (R = -0.714). Overall, we found that a colony size of 5,000 honey bees was the most effective for the pollination of watermelon grown under forcing cultivation.

시설재배지에서 수용성 규산칼륨 처리가 수박의 생육, 수량, 양분흡수 및 토양특성에 미치는 영향을 조사하기 위해 수용성 규산칼륨을 무처리, 1.63mM, 3.25mM, 6.50mM의 4수준을 두어 토양관주 처리하였으며, 처리시기는 착과전 2회와 착과후 4회로 총 6회를 7일 간격으로 처리하였다. 시험후 토양화학성은 수용성 규산처리에 따라 pH, EC 유효인산, 치환성 K, Ca, Mg, NO3-N은 증가하였으며, 유기물 함량은 대조구와 비슷하였다. 수확 기 수박 생육 특성 중 경경, 생중 및 건물중은 수용성 규산칼륨 처리에서 두껍고 무거웠으며, 만장과 절수는 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 수박 수확기 잎에 함유되어 있는 무기성분 함량은 수용성 규산칼륨 수준이 높아짐에 따라 N은 감소하고 P와 K는 증가하였으나 Ca 과 Mg는 차이가 없었다. 생육단계별 엽록소함량은 착과 전에는 수용성 규산칼륨처리에 따른 차이가 없었으나 착과후 및 수확기로 갈수록 수용성 규산칼륨 수준이 높아짐에 따라 엽색도가 높아지는 경향을 보였다. 흰가루병 발생정도는 대조구에 비하여 수용성 규산칼륨 수준이 높을수록 발생정도가 낮았다. 수박의 과중은 수용성 규산 칼륨 처리에 의해 0.1~0.5kg/개 무거워졌으며, 당도는 0.5~0.6 oBrix 정도 높아졌고, 상품수량은 대조구에 비하여 2~4% 증수되었다. 이상의 결과 시설수박 재배지에 수용성 규산칼륨 처리는 양분흡수 증가, 수박 상품수량 증가 및 흰가루병 발생 억제로 시설 수박재배에 친환경적인 방법으로 안정생산에 활용할 수 있으리라 본다.

무등산수박과 달고나수박을 관비재배 및 양액재배에 대하여 비교 실험한 결과, 엽수는 달고나수박이 많은 반면 엽면적은 무등산수박이 높게 나타났고, 생체중 및 건물중에 있어서도 무등산수박이 달고나수박 보다 더 높게 나타났다. 엽수, 엽면적, 줄기당 생체중 및 건물중 등은 양액재배에서 더 양호한 생장을 나타내었다. 재배방식에 관계없이 당도는 달고나 수박이 무등산수박보다 훨씬 더 높은 반면 과실무게는 무등산수박이 더 높게 나타났다. 수박의 엽병내 질소함량은 정식후 15일에는 11.4∼13.4mg/gFW, 과실비대기에는 17.1∼20.6mg/gFW, 정도로 상승하였다. 인산은 생육초기 3.7∼5.7mg/gFW 정도에서 수확기에 이르면 0.6∼l.1mg/gFW 정도로 감소하였다. 칼리는 생육초기에 5.8∼6.6mg/gFW 정도였으나 수분기부터는 4.0∼4.8mg/gFW 범위로 흡수되었다. 칼슘의 흡수는 생육초기에는 양액재배 수박이 3.4∼4.1mg/gFW 범위로 관비재배 수박의 2.5∼3.5mg/gFW 범위보다 약간 많은 것으로 나타났지만 생육이 진전됨에 따라 관비재배 수박의 흡수량이 양액재배 수박의 흡수량보다 많아지는 경향이었다. 마그네슘의 흡수는 생육초기에 관비재배에서 훨씬 더 용이하게 흡수되는 경향이었으나 수분기 부터는 0.9∼l.3mg/gFW 범위로 일정하였다. 본 실험결과 무등산수박의 양액재배를 통한 품질향상 및 주년재배의 가능성이 인정되었다.

High-quality and high-phytonutrient watermelon fruits have strong market opportunities besides their health related benefits. Hence, investigating quality and nutritional related traits of watermelon genetic resources could provide important baseline data in breeding for increased lycopene content thereby increasing the marketability of watermelon. To this end, we have examined some fruit morphological traits and lycopene content of 105 genetic resources. Seeds, originally obtained from 22+ countries, were obtained from the National Agrobiodiversity Center, Jeonju, South Korea, grown in an experimental field and harvested at a fully mature stage. The size of pistil scar (SPS), the width of stripes (WS), weight of fruit (WF), length of fruit (LF), width of fruit (WIF), the thickness of pericarp (TP), soluble solids content (SSC), fruit shape in longitudinal section, ground color of skin, the intensity of the green color of skin, fruit shape at the apical part, grooving distribution, conspicuousness of stripes, and main color of the flesh were recorded on the field and inside laboratory and the lycopene was measured using spectrophotometric and HPLC methods. Watermelon fruits have shown a diverse morphological characters. Red and pink fleshed fruits dominated in the entire collections. Fruits with higher thickness of rind were found to exhibit less soluble solid content (SSC). Korean origin fruits were characterized by intermediate SSC while the United States of America (USA), Russia (RUS), Tajikistan (TJK), Turkmenistan (TKM), Taiwan (TWN), and Uruguay (URY) originated fruits had the highest SSC. The lycopene content varied between 41.37 and 182.82 ㎍/g, 2.81 and 163.72 ㎍/g, and 3.54 and 255.47 ㎍/g using HPLC, UV-Vis spectrophotometer, and microplate reader spectrophotometer, respectively. Red- and pink-fleshed fruits had the highest levels of lycopene content compared to the yellow- and orange-fleshed. Lycopene content had a significant positive correlation with SSC, however, no correlations were detected between lycopene and other quantitative fruit morphological characters. Our study demonstrated high diversity exists in fruit morphological traits and lycopene content of the germplasm collections which provide beneficial baseline data for a future breeding program and utilization of watermelon germplasm collections in gene banks for the maintenance and improvement of the current levels of production, marketability, and health-related benefit of watermelon fruits.

본 연구에서는 수박 덩굴(잎 및 줄기) 추출물 및 용매 분획물의 미백 및 항염 활성을 검색하고 유효성분 을 분리하여 화학구조를 규명하였다. 수박 덩굴 에탄올 추출물 및 용매 분획물의 멜라닌 생성 억제활성을 측정한 결과, 헥산 및 에틸아세테이트 분획물에서 우수한 멜라닌 생성 억제 효과가 있음을 확인하였다. 또한 항염 활성 측정 결과, 헥산 및 에틸아세테이트 분획물에서 활성이 나타남을 확인하였다. 헥산 및 에틸아세테이트 분획물 에서 유효성분을 찾고자 칼럼 크로마토그라피를 실시하여 3개의 화합물을 분리하였으며 1H 및 13C NMR 데이 터 분석 및 문헌치 비교를 통하여 화학구조를 동정하였다; α-linolenic acid (1), sigmast-7-en-O-β -D-glucopyranoside (2), 1-feruloyl-β-D-glucopyranoside (3). 분리된 화합물에 대한 미백 활성 실험 결과, 화합물 1과 3에서 멜라닌 생성 및 세포 내 티로시나제 효소의 활성을 감소시키고 있음을 확인하였다. 또한 항염 활성 실험 결과 화합물 1과 3이 nitric oxide (NO) 및 전염증성 사이토카인(TNF-α, IL-6)의 생성을 억제시킴을 확인하였다. 이상의 연구 결과를 바탕으로 수박 덩굴 추출물을 이용한 천연 미백 및 항염 소재로의 개발이 가능할 것이라 사료된다.

Watermelon (Citrullus lanatus) is one of the most economically important cucurbitaceous crop over the world. Anthracnose disease caused by Colletotrichum orbiculare, result to severe damage to cucurbits worldwide. Anthracnose is a typical plant disease which significantly affecting the yield of cucurbit crop. Pathogeneis-related (PR) proteins are well-known plant defense proteins against pathogens. Therefore, we observed PR genes expression patterns when watermelon got anthracnose disease. We did RT-PCR experiment to evaluate differences of PR genes expression pattern among Au-Producer(R), one of the representative of resistance watermelon varieties against anthracnose, and 920533(S), one of the representative of susceptible watermelon varieties against anthracnose. As a result, there were differences of the expression of several PR genes between the R and S watermelon. Analysis of the function of these genes is expected to perform in the future.

Watermelon (Citrullus lanatus) is one of the most economically important cucurbitaceous crop over the world. Screening of proper reference genes was needed to reverse transcription quantitative real-time PCR (qRT-PCR), and it is bausic step of many researches including gene expression analysis. However, the reference genes on watermelon has not yet been reported systematically. Therefore, eight candidates of reference genes were selected with reference to Arabidopsis or cucumber papers. They are β-Actin, elongation factor 1-α, glyceraldehy-3-phosphate-dehydrogenase, NADP-isocitrate dehydrogenase, leunig, polypyrimidine tract-binding protein1, ubiquitin-conjugating eznyme E2, and 18S ribosomal RNA. The expression levels of genes were evaluated by qRT-PCR under biotic stress (Colletotrichum orbiculare treatment), plant hormone treatment (100 μM ABA), and abiotic stresses such as drought, cold (4℃), salt (250 mM NaCl) stresses. We founded appropriate reference genes which did not induce or reduce gene expression levels under broad spectrum of stresses by qRT-PCR analysis. These results may provide proper information for the use of appropriate reference genes for gene expression studies in watermelon qRT-PCR analysis.

수박은 토마토에 비하여 라이코핀 함량이 60% 높으며, 라이코핀 고함유 수박 품종개발에 관심이 집중되고 있다. 그러나 라이코핀 함량 분석을 위한 대량 분석 체계가 마련되지 않아 고함유 유전자원의 선발에 어려움이 있었다. 따라서 본 연구에서는 신속하고 간편한 lycopene 함량 분석기술의 개발과, 개발된 기술(microplate법)을 이용하여 라이코핀 고함유 유전자원을 선발하고자 하였다. 그 결과 UV spectrophotometer를 이용한 방법을 개선하여 Microplate법을 개발하였다. Microplate법은 HPTLC를 이용한 방법과 약 97%로 높은 정의 상관을 나타내어 분석의 정확성이 높은 방법임을 확인하였다. 따라서 Microplate법을 이용하여 수박 유전자원, 계통 및 96점을 대상으로 수박 과실의 라이코핀 함량을 분석한 결과 라이코핀 함량이 생체중 1 g 당 3.2∼98.3 μg･g-1의 넓은 변이를 보였다. 선발 유전자원은 시판 대비품종(스피드플러스; 10.3 μg･g-1 FW)에 비하여 4.4∼9.6배 높은 수준이었다. 선발된 자원들은 라이코핀 고함량 품종개발에 이용 될 수 있을 것으로 판단되었다.