This study was aimed to determine the changes in CO2 concentration according to the temperatures of daytime and nighttime in the CO2 supplemental greenhouse, and to compare calculated supplementary CO2 concentration during winter and spring cultivation seasons. CO2 concentrations in experimental greenhouses were analyzed by selecting representative days with different average temperatures due to differences in integrated solar radiation at the growth stage of leaf area index (LAI) 2.0 during the winter season of 2022 and 2023 years. The CO2 concentration was 459, 299, 275, and 239 μmol·mol-1, respectively at 1, 2, 3, and 4 p.m. after the CO2 supplementary time (10:00-13:00) under the higher temperature (HT, > 18°C daytime temp. avg. 31.7, 26.8, 23.8, and 22.4°C, respectively), while it was 500, 368, 366, 364 μmol·mol-1, respectively under the lower temperature (LT, < 18°C daytime temp. avg. 22.0, 18.9, 15.0, and 13.7°C, respectively), indicating the CO2 reduction was significantly higher in the HT than that of LT. During the nighttime, the concentration of CO2 gradually increased from 6 p.m. (346 μmol·mol-1) to 3 a.m. (454 μmol·mol-1) in the HT with a rate of 11 μmol·mol-1 per hour (240 tomatoes, leaf area 330m2), while the increase was very lesser under the LT. During the spring season, the CO2 concentration measured just before the start of CO2 fertilization (7:30 a.m.) in the CO2 enrichment greenhouse was 3-4 times higher in the HT (>15°C nighttime temperature avg.) than that of LT (< 15°C nighttime temperature avg.), and the calculated amount of CO2 fertilization on the day was also lower in HT. All the integrated results indicate that CO2 concentrations during the nighttime varies depending on the temperature, and the increased CO2 is a major source of CO2 for photosynthesis after sunrise, and it is necessary to develop a model formula for CO2 supplement considering the nighttime CO2 concentration.

본 연구는 저온기 시설 딸기재배에서 연소식 탄산가스 발생기를 이용한 재배효과를 구명하기 위하여 수행하였다. 시설내부 일중 탄산가스 농도는 6시에서 11시 사이에 대조구가 210~600μmol·mol-1 이었고, 탄산가스 시용구는 800~1,100μmol·mol-1 이었다. 그 외 시각에서는 대조구와 유사한 분포를 나타내었다. 온실내 온도는 연소 방식 탄산가스 시용구는 오전 6시 ~ 10시 대조구에 비 해서 1~3oC 높았다. 11시 이후에는 대조구와 차이가 없었다. 초장, 엽장, 엽폭, 관부직경, 생체중, 건물중 등 생육은 처리 간 차이가 없었다. 상품수량은 대조구 3,612kg에 비해서 탄산가스 공급하는 것이 4,131kg으로 519kg 더 무거웠으며 탄산가스 발생기에서 총수량이 대조구에 비해서 17%가 증수 되었다.

아위느타리버섯에 대한 재배사내 CO2 농도에 따른 생육 및 수량성을 검토하여 시설재배에 적합한 CO2농도를 구명하고자 재배사의 CO2 농도를 500, 1000, 1500, 2000ppm으로 조절하면서 재배시험을 실시한 결과, 자실체 수량은 CO2 1000ppm 처리에서 102.4g/병으로 가장 높았고, CO2 2000ppm 처리에서 75.1g/병으로 가장 적게 나타나 통계적으로 유의하였다. CO2 농도에 따른 초발이 소요일수는 CO2 농도가 증가할수록 길어지는 경향으로 CO2 500, 1000ppm 처리에서는 6일, CO2 1500, 2000 처리에서는 각각 8일과 9일이 소요되었으며 생육일수 또한 같은 경향을 나타내어 수확에 소요되는 전체 재배일수는 CO2 500ppm 처리에서는 16일, CO2 2000ppm 처리에서는 23일로 나타났다. 아위느타리버섯의 생육상황은 발이개체수는 1500ppm 처리에서 12.2개, 유효경수는 1000ppm 처리에서 2.8개로 가장 많은 경향이었고, 자실체 갓직경, 대직경, 대길이 등은 처리간 차이가 없었으며, 자실체의 비정형과 발생율은 CO2 500, 1000, 1500ppm 처리에서는 4.0~7.3%로 유의차가 없었으나 2000ppm처리에서 13.8%로 현저히 증가하였다. 수확기 자실체의 중량에 따른 등급별 분포는 50g 이상은 갓의 신장이 1~2개체에서만 두드러졌던 500ppm 처리에서 10.3%으로 가장 높았으나, 상품화가 가능한 상등급과 중등급의 비율은 CO2 1000ppm 처리에서 65.4%로 가장 많았고. CO2 2000ppm 처리에서는 20g 이하의 하품의 비율이 59.3%로 가장 높은 것으로 나타났다. 수확기 자실체 갓과 대의 경도, 응집성, 검성 등의 물리적 특성은 처리간 큰 차이가 없어 CO2 농도가 수확기의 자실체 물성에는 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 이와 같은 결과로 아위느타리버섯 대량생산을 위한 시설재배사의 적정 CO2 농도는 자실체 수량과 유효경수가 많고 상품화가 가능한 중량의 개체 생산비율이 높은 CO2 1000ppm 처리가 가장 적합한 것으로 나타났다.

CO2는 버섯의 발이를 촉진하고 갓의 생성을 억제해서, 담자포자를 가지는 주름(gill)의 발달을 억제하여 버섯의 품질을 결정하는데 영향을 미친다. 본 실험에서는 큰느타리버섯의 생육에 가장 적합한 CO2농도를 구명하려고 1,600, 2,400, 3,200ppm 이하의 농도에서 버섯생육 실험하였다. 방임처리구에서 수확율은 방임조건 1,600, 2,400, 3,200ppm에서 각각 98.6, 99.3, 93.8%로 2,400ppm이 가장 우수하였고, 병당 무게에서도 2,400ppm이 가장 우수한 102.5g이 수확되었다. 품질은 2,400ppm이 6.1, 1,600ppm에서 5.5로 111% 우수하였다. 솎음처리구에서 품질은 1,600, 2,400, 3,200ppm에서 9.4, 9.5, 8.0로 2,400ppm이 가장 높았다. 병당 수확량은 1,600, 2,400, 3,200ppm에서 각각 90.7, 98.2, 77.3g 이어서 방임처리구와 마찬가지로 2,400ppm에서 많은 수확량을 보였다. 이러한 결과를 놓고 볼 때 방임과 솎음처리구의 최적 CO2농도는 2,400ppm으로 사료된다.

Rice transformation method using A. tumefaciens has already been widely used to generate transgenic plants, the transformation rate is still low in most Korean elite cultivars. We made several modifications of the standard protocol especially in the co-cultivation step to improve the efficiency of the rice transformation. The co-culture medium was modified by the addition of three antioxidant compounds (10.5㎎/ℓ L-cysteine, 1mM sodium thiosulfate, 1mM dithiothreitol) and of Agrobacterium growth-inhibiting agent (5㎎/ℓ silver nitrate). Co-cultivation temperature (23. 5℃ for 1 day, 26.5℃ for 6 days) and duration (7 days) were also changed. The plasmid of pMJC-GB-GUS carrying the GUS reporter gene and the bar gene as the selectable marker was used to evaluate the efficiency of the transformation. After co-cultivation, a high level of GUS gene expression was observed in calli treated with the modified method. It is likely that those newly added compounds helped to minimize the damage due to oxidative bursts during plant cell-Agrobacterium interaction and to prevent necrosis of rice cells. And the transformation rate under the modified method was also remarkably increased approximately 8-fold in Heungnambyeo and 2-fold in Ilmibyeo as compared to the corresponding standard method. Furthermore, we could produce the transgenic plants stably from Ilpumbyeo which is a high-quality rice but its transformation rate is extremely low. Transformation and the copy number of transgenes were confirmed by PCR, bar strip and Southern blot analysis. The improved method would attribute reducing the effort and the time required to produce a large number of transgenic rice plants.

Rice transformation method using A. tumefaciens has already been widely used to generate transgenic plants, the transformation rate is still low in most Korean elite cultivars. We made several modifications of the standard protocol especially in the co-cultivation step to improve the efficiency of the rice transformation. The co-culture medium was modified by the addition of three antioxidant compounds (10.5㎎/ℓ L-cysteine, 1mM sodium thiosulfate, 1mM dithiothreitol) and of Agrobacterium growth-inhibiting agent (5㎎/ℓ silver nitrate). Co-cultivation temperature (23. 5℃ for 1 day, 26.5℃ for 6 days) and duration (7 days) were also changed. The plasmid of pMJC-GB-GUS carrying the GUS reporter gene and the bar gene as the selectable marker was used to evaluate the efficiency of the transformation. After co-cultivation, a high level of GUS gene expression was observed in calli treated with the modified method. It is likely that those newly added compounds helped to minimize the damage due to oxidative bursts during plant cell-Agrobacterium interaction and to prevent necrosis of rice cells. And the transformation rate under the modified method was also remarkably increased approximately 8-fold in Heungnambyeo and 2-fold in Ilmibyeo as compared to the corresponding standard method. Furthermore, we could produce the transgenic plants stably from Ilpumbyeo which is a high-quality rice but its transformation rate is extremely low. Transformation and the copy number of transgenes were confirmed by PCR, bar strip and Southern blot analysis. The improved method would attribute reducing the effort and the time required to produce a large number of transgenic rice plants.

1. 본 연구에서는 공동배양 배지에 Agrobacterium 성장 억제물질인 silver nitrate를 첨가하고 변온과 여과지처리를 추가하여 공동배양 기간을 7일로 늘였으며, 또한 항산화 물질 3종을 공동배양 배지에 첨가하여 세포의 oxidative burst를 최소화함으로써 벼 형질전환효율을 높일 수 있었다. 또한 이 방법을 적용하여 형질전환이 어려운 품종을 대상으로도 형질전환 식물체를 작성할 수 있었다. 2. 벼 형질전환체의 70%에서 도입유전자