본 연구에서는 내건성 식물 선발을 위한 최적 인자를 구명하고, 이들 내건성 식물들의 생장특성을 조 사하였다. 건조저항인자에 대한 나머지 건조저항일(RD), 엽면적(LD), 단위증산량(UTR), 상대함수량 (RWC), 상대수분손실량(RWL), 엽면적(LA), 기공수(SN) 및 기공면적(SA) 등 6개 인자들을 비교한 결과 상대수분손실량과 단위증산량이 건조저항일에 많은 영향을 주는 것으로 나타났다. PCA분석 결과 SA, LA, RD는 한그룹으로 RWC와 SN은 다른 한 그룹으로 구분되었고, UTR은 SA, LA와, RWL은 RWC와 SN과 음의 상관을 보였다. 상기 결과를 종합하여 느릅나무, 도깨비바늘, 뚝갈, 매듭풀, 새, 더위지기, 맑은대쑥, 독말풀, 긴담배풀, 소리쟁이, 비수리, 장구채, 개기장, 도깨비가지를 내건성 식물 종으로 선 발하였고, 이들에 대한 생장시험을 수행하였다. 절토사면지에서 내건성 식물의 줄기생장은 식물 종간에 약간의 차이를 보였는데, 줄기생장과 잎의 수는 느릅나무를 제외하고 폿트에서는 차이를 보이지 않았 다. 그러나 절토사면지에서 내건성 식물 뿌리 생장과 T/R율은 폿트생장과 큰 차이를 보였고, 특히 T/R 율은 폿트묘보다 월등히 낮았다. 이 결과로 보아 선발된 내건성 식물은 절토사면지와 같이 척박한 토양 에서도 잘 적응할 것으로 나타나 내건성 식물의 육종 등에 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

다양한 생리적 인자를 사용하여 참느릅나무 등 총 26 종의 식물체를 대상으로 내건성을 검정하였다. 새, 도깨비가지, 긴담배풀은 수분 중단 8 일 후부터 시들었다. 매듭풀, 비수리와 참느릅나무는 수분 중단 9-10 일 후부터 80% 이상이 시들었다. 매듭풀은 수분 중단 10 일후부터, 비수리와 참느릅나무는 수분중 단 11 일후부터 90% 이상이 시들었다. 수분 공급을 중단하는 처리를 통하여 새, 도깨비가지, 참느릅나무, 매듭풀, 비수리와 참느릅나무는 내건성 식물종으로 확인할 수 있었다. 그 가운데 차풀의 증산률은 0.042ml/cm2·4hr 로 가장 높은 반면에, 비수리와 참느릅나무는 각각 0.005 와 0.010ml/cm2·4hr 의 낮 은 값을 나타내었다. 생리적 인자들의 테스트에서, 잎 면적와 증산률은 식물종마다 다르게 나타났다. 참 느릅나무의 단위 증산률은 다른 식물종들과 비교하여 낮은 값을 가졌다. 새, 매듭풀, 비수리와 참느릅 나무는 높은 상대수분함량을 가졌으며, 낮은 상대수분손실량을 보였다. 이러한 결과를 바탕으로 내건성 식물은 비수리와 참느릅나무로 최종 확인되었고, 생리적 인자를 이용한 내건성 식물을 선발 시스템이 가능함을 보여 주었다.

25수종의 식물로부터 기공 및 생화학적 인자분석을 통한 내건성 식물을 선발하였다. 25수종의 기공의 수는 맑은대쑥이 120개로 가장 많았고, 매듭풀, 뽕나무, 꽃향유 순으로 나타났다. 기공의 둘레와 기공 의 면적은 기공의 수와 상반되는 경향을 보였다. 소리쟁이, 개기장, 새는 기공의 수가 적었지만 기공둘 레와 면적이 큰 것으로 나타났다. 엽육세포조직을 관찰한 결과 내건성 수종인 참느릅나무 잎은 건조민 감성인 까실쑥부쟁이에 비해 책상조직이 발달한 모양이었다. 내건성이 강한 수종인 참느릅나무는 까실 쑥부쟁이에 비해 큐티클층이 잘 발달된 형태였다. 건조 고사일수가 가장 길었던 비수리는 건조 전 후의 proline함량은 약간 증가하였지만, 각시취는 건조처리 전의 함량(0.122mg/0.1g FW)에 비해 건조 후의 함량(0.563mg/0.1g FW)이 크게 증가하였다. 환원당 함량도 건조에 따라 증가하였는데, 꽃개오동이 가 장 높았고, 차풀, 참느릅나무, 도깨비바늘 순이었다. 기공과 엽육조직형태, proline과 환원당과 같은 생 화학적 인자는 내건성 수종을 선발하는 지표임이 판명되었다. 본 연구에서 선발된 수종은 훼손지 복원 등에 널리 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

농업환경의 급속한 변화에 의한 농업생명공학과 GM작물의증가는 인간의 건강과 자연환경에 대한 깊은 관심을 초래하였고, 이에 대한 환경위험 여부를 확인하기 위해 GM작물의 안전성 평가가 필수 요소가 되었다. 이에 본 연구는 가뭄저항성(Agb0103)벼와 일미벼의 잉어(Carp, Cyprinus carpio)와 미꾸리(Loach, Misgurnus anguillicaudatus)에 대한 급성독성시험을 평가한 결과 48시간과 96시간의 LC50은 1,000 mg/L이상으로 분석되었다. 48시간과 96시간의 무영향농도는 1,000 mg/L이었다. 잉어와 미꾸리의 급성독성 시험기간 중 가뭄저항성(Agb0103)벼와 일미벼 간의 체중, 전장, 수온, DO 및 pH에대한 유의적인 차이는 없었다.

This study is carried out in order to propose a drought risk assessment methodology. This methodology is required to deal with practical questions that a variety of stakeholder often raise in the course of discussions on mitigation measures. With a focus on the socioeconomic aspect of drought, more particularly, residents’ hardship from water scarcity, it suggests basic concepts and a system of methods in order to assess hazard, exposure, vulnerability and risk. The case study shows a considerable possibility of the methodology in evaluating potential levels of damages in a certain area, in identifying the boundary of districts where risk is disproportionately concentrated, and also in understanding the underlying risk factors of those districts. The authors think that the proposed methodology is able to offer risk information in terms of socioeconomic damages, and therefore contribute to reducing information gaps that policy-makers are currently encountered with.

본 실험은 단기간 ABA처리가 토마토 묘의 생장과 증산율, 기공 저항성 및 건조 내성에 미치는 영향 을 검토하기 위하여 수행되었다. 실험은 25일간 플러그 트레이에서 육묘한 토마토 묘를 간이 수경재배 키트에 이식하여 양액 육묘하면서 ABA처리 효과와 건조 내성을 검토하였다. 배양액에 ABA를 0.5, 1, 2, 및 3mg·L−1 의 농도로 첨가한 4개의 처리구와 무처리구를 설계하여 5일과 10일간 양액육묘한 뒤 묘소질, 엽온, 증산율, 기공확산 저항성을 측정하였다. 건조 내성을 검토하기 위한 수분 스트레스 처리는 PEG 8,000을 이용하여 -5bar로 조정한 고삼투압 용액에 ABA처리 직후의 묘를 이식한 뒤, 묘의 위조 정도를 조사하였다. 저농도(0.5와 1mg·L−1) 의 ABA처리구에서 묘소질은 경경을 제외하고 대부분의 생육에서 통계적 유의차는 나타나지 않았으나, 2와 3mg·L−1의 농도에서는 지상부의 생장이 억제되었다. 근권부의 생장은 1mg·L−1의 농도처리에서만 뿌리의 건물 중과 생체중, 전표면적, 근장, 근경, root tip수 모두가 유의적으로 증가하였으며, 그 외의 처리농도에서는 일부의 생육지표를 제외하고는 유의적 차이가 나타나지 않았다. ABA처리 농도가 증가함에 따라 기공확산 저항성은 증가하고 증산율은 감소하는 경향을 보였다. 또, ABA처리는 묘의 건조 내성을 증가시켜 ABA가 첨가된 배양액에서 5일 또는 10일간 육묘한 묘를 -5bar 용액에 치상하였을 경우 대조구는 치상후 10시간 후부터 묘의 위조가 시작되어 20시간 후에는 모든 개체가 위조하였으나, ABA처리구는 치상 30시간 후부터 위조가 시작되어 50시간이 경과해서야 모든 개체가 위조되었다. 또, 수분 스트레스처리로 위조된 묘를 재관수하였을 경우 ABA 0.5와 1mg·L−1처리구는 100%, 그 이상 농도 처리구에서도 50%이상 회복되었으나, 무처리구의 경우는 전개체가 고사하였다. 이상의 결과 토마토 육묘과정에서 저농도의 ABA처리를 통한 근권부의 생장 촉진과 건조 내성 증진 가능성이 시사되었으나, 상업적 활용을 위해서는 추가적인 검토가 필요할 것으로 판단된다.

1. 가뭄저항성 작물의 내건성 검정 및 위해성 평가에 활용하고자 가뭄모의시설을 구축하였다.2. 선행연구조사를 통해 가뭄모의시설은 토양으로 유출입되는 물을 조절할 수 있는 토양저장부와 강우 센서의 감지에 의해 자동으로 개폐가 되는 비가림막으로 구성하였다. 3. 시설은 적정관수구와 가뭄처리구로 나누어 식물체의 재배실험을 수행하였으며, 각 처리구의 토양수분함량의 변화와식물체의 표현형질의 분석을 통해 본 시설이 가뭄환경의 조성을 용이하게 조절함을 확인하였다.

염 또는 건조 스트레스 처리에 의한 톨 페스큐 종자의 발아율 변화와 유식물체 수준에서의 유전자 발현을 조사하기 위하여 in vitro 조건에서 NaCl과 PEG를 처리하여 분석하였다. NaCl 처리시 톨 페스큐 품종별 발아율은 50 mM 농도에서 발아율이 서서히 감소하기 시작하였으며 350 mM의 농도에서는 모든 품종에서 발아가 되지 않는 경향을 보였다. NaCl 처리 농도에 따른 발아율 감소율은 Fawn 품종이 가장 큰 변화를 보였으며 Kentucky-31(E-) 품종이 가장 강한 내성을 보였다. 또한, PEG 처리시 톨 페스큐 품종별 발아율의 변화도 NaCl 처리시와 유사한 경향을 보였으며 고농도인 30% PEG 처리구에서는 모든 품종에서 발아가 되지 않는 경향을 보였으며 Kentucky-31(E-) 품종이 가장 강한 내성을 보였다. 톨 페스큐 유식물체 수준에서 염해와 건조 스트레스에 의한 유전자 발현양상을 조사하기 위하여 DEGs(differentially expressed genes) 탐색을 위한 ACP-based GeneFishingTM PCR 분석을 통해 NaCl 또는 PEG 처리에 따른 발현량의 차이를 보이는 총 4개의 DEG를 선발하여 클로닝하고 염기서열을 분석하였다. 무처리구에 비해 NaCl 처리시 4개의 DEG가 증가하였고 감소하는 DEG는 확인 되지 않았으나, PEG 처리에서는 3개의 DEG (DEG 1, 3, 및 4)가 증가하였고 1개의 DEG가 감소하는 경향을 나타내었다. 발굴된 DEG들을 blastx 검색에 의하여 rubisco large subunit (DEG1), microsomal glutathion S-transferase (GST) 3-like isoform 1 (DEG2) 유전자로 동정되었다.

본 연구에서는 고추의 수분스트레스 반응을 최적으로 계측할 수 있는 알고리즘을 개발하기 위해 초분광 단파 적외선 영상기술을 적용하였다. 수분스트레스에 노출된 고춧잎의 단파적외선 분광영상을 획득하고 ANOVA 분석을 이용하여 수분스트레스 반응을 가장 잘 반영하는 파장영역을 선정하였다. 고춧잎의 단파적외선 초분광 영상을 이용하여 ANOVA 분석을 수행한 결과 수분스트레스 판별을 위한 최적 파장은 1449nm으로 물분자의 광 흡수 영역대와 거의 일치하였다. 최적 파장에서의 고춧잎 상대반사값을 가우시안 회귀분석을 통해 정상군과 토양흡착수압이 −20kPa과 −50kPa일 때의 스트레스군을 구분할 수 있는 임계값을 계산하고 이 값을 기준으로 단파적외선 영상을 이진화하여 수분스트레스 반응을 판 단할 수 있는 최종영상을 구축하였다. 결과 영상에서 정상군과 스트레스군의 토양흡착수압이 −20kPa인 잎의 경우 스트레스 반응을 보인 픽셀이 72%이었고, −50kPa인 잎에서는 스트레스 반응을 보인 픽셀이 84%로 12%차이 가 났다. 정상군과 스트레스 강도가 다른 시료의 경우 영상의 결과가 명확히 구분되는 것으로 나타나 단파적외선 영상기술이 고춧잎의 수분스트레스 상태를 정량적으로 나타낼 수 있는 기술임을 확인할 수 있었다.

환경변화 중요성과 유전적 안전성은 최근에 증가추세의 형질전환 작물에 인식되고 있다. 본 실험은 건조저항성형질전환체 작물의 유전적인 안전성과 환경변이에 따른 농업적인 특성을 분석하였다. 내건성 형질전환체인CaMsrB2-8, 23 과 모품종인 ‘일미’ 및 일반품종을 대조구로GM필드에서 작물학적 생육특성을 조사하였다. 농업적인생육 특성에서 CaMsrB2-8, 23 계통은 모품종인 ‘일미’와년차간, 지역별 평균으로 표현형은 유사하였다. 수량에서 년도별, 지역별 차이는 있지만 통계적인 유의성은 없었다.현미의 미립특성에서 CaMsrB2-8, 23은 모품종인 ‘일미’와차이를 보이지 않았다. 현미의 화학적 성분 분석에서CaMsrB2- 2 계통의 전분과 단백질함량은 모품종인 ‘일미’보다 일반품종인 ‘일품’ 화학적 성분함량이 유사하였다.본 실험결과에서 내건성 형질전환체인 CaMsrB2-8, 23는GM 작물의 후대에서도 유전적인 안전성과 함께 수행될수 있을 것으로 사료된다.

돈분뇨 액비 시용 후 경운처리에 의한 청보리, 호밀, 트리티케일, IRG의 생육과 잡초발생량 차이를 구명하였다. 파종기에 한발이 지속된 포장의 수분함량을 조사한 결과 화학비료 처리구와 무처리구에서는 8.5 ~ 9.1%를 나타냈으나, 액비를 살포한 포장은 20.5 ~ 23.1% 수준이었다. 파종 15일 후에 유묘출현율은 액비 처리구에서는 화학비료 및 무처리구에 비하여 청보리는 2.9배, 호밀과 트리티케일은 각각 2.2배, 2.4배 높게 나타났다. 또한 시험작물 모두 초장이 액비시용구에서 약 2배 이상 증가하였다. 월동 후 최고분얼기에는 모든 작물의 초장이 화학비료 및 무처리구에 비하여 액비처리구가 1.1 ~ 1.3배 길었고 경수도 비슷한 경향을 보였으며, 분얼수는 청보리, 호밀 및 트리티케일이 각각 4.5개, 5개 및 6개/개체로 화학처리구에 비해서 1개체씩의 증가를 보여 한발에 의한 초기 생육차이가 월동 후에도 지속되는 것으로 확인되었다. 한편 잡초발생은 답리작포장이기 때문에 뚝새풀이 주로 발견되었으며, 액비 처리구는 경운으로 m2당 잡초발생수가 5개 수준이었으나, 화학비료 처리구는 무경운으로 145개 발생되어 29배의 잡초발생 차이를 보였다. 월동 후 액비시용하고 경운을 하면 비료효과가 지속되어 화학비료 처리구보다 우수한 생육을 보였으나, 액비시용 후 무경운 처리는 낮은 생육을 보였다. 수확기 생체중 역시 액비처리후 경운처리구가 가장 높았으며, 청보리, 호밀, 트리티케일, IRG 모두 증수되었다. 따라서 한발이 지속될 경우 액비살포 후 경운은 작물의 영양원으로 뿐만 아니라, 수분공급의 효과로 종자의 발아를 촉진시켜 초기생장 및 수량증수에 크게 기여하며 부수적으로 잡초발생도 감소시키는 것으로 판단된다.

본 연구는 하천에서 가뭄으로 인해 나타나는 갈수현상 을 단기간의 유량의 감소로 모사하여 수질 및 부착돌말류 군집에 미치는 생태학적 영향을 인공수로에서 분석하였 다. 아크릴로 제작한 실내 인공수로에 부착돌말 인공기질 로는 슬라이드글라스를 설치하고, 부영양 저수지의 표층 수를 유입시켜 실험수로 이용하였다. 실험기간 중 부착돌 말 군체형성기 동안 모든 실험군의 유량은 6 L min-1, 이 후 유량감소기 동안 각 실험군의 유량은 NDF(No depletion of flow rate (Control): 6 L min-1), LDF (Low depletion of flow rate: 3 L min-1), 그리고 HDF (High depletion of flow rate: 1 L min-1)로 설정하였다. 유량감소의 영향을 비교하기 위하여 16일간의 실험기간 동안 유입수와 배출 수의 수온, 전기전도도, 용존산소, pH, 탁도, 부유물질, 영 양염 및 Chl-a 농도를 분석하였으며, 또한 부착기질의 Chl-a와 AFDM(ash free dry matter), 그리고 부착돌말류 의 조성과 세포밀도를 1일 간격으로 분석하였다. 광도는 처리 유량이 적어질수록 유의하게 증가했다(F=229.5, p= 0.000). NH4-N는 NDF보다 HDF에서 현저하게 높은 농 도를 유지하였다. 유입수의 SS 농도(100%) 대비 배출수의 SS 농도는 HDF에서 88%로 감소하였으며 LDF (97%)와 NDF (99%)에 비하여 높은 감소율을 보였다. 기질의 Chla는 NDF에 비하여 유량감소 처리군에서 약 2배 이상 유의하게 증가하였다(F=8.399, p=0.001). 또한 기질의 AFDM과 부착돌말류 총밀도는 NDF에 비하여 두 처리군 에서 유의하게 증가하였다(F=9.390, p=0.001; F=6.088, p=0.007). 실험기간 동안 대조군과 처리군 모두에서 Aulacoseira ambigua, Achnanthes minutissima, Aulacoseira granulata 등 총 3종의 부착규조류가 총 밀도의 10% 이 상을 보인 우점종으로 나타났고, 제1 우점종인 A. ambigua 는 LDF에서 가장 높은 밀도를 보였으며 HDF, NDF순 으로 생물량이 낮았다(F=8.551, p=0.001). 본 연구 결과, 인공 하천생태계에서 가뭄(갈수) 효과는 수질과 부착돌말 류 현존량에 유의한 변화를 야기하였으며, 특히 부착돌말 류 현존량이 유의하게 증가하였다. 이는 실제 하천에서 가뭄에 의한 생태계의 변화를 이해하는데 유용한 기초자 료를 제공할 것으로 사료된다.

화이트 클로버에서 마이코라이자 접종이 가뭄스트레스와 관련된 생리학적 요인들을 조사하기 위하여, 마이코라이자 접종 (AM) 또는 비접종구에서 정상관수 (WW) 또는 가뭄 스트레스 처리 (DS)하여 7일동안 주기적으로 잎 수분포텐셜, 상대수분함량, 건물중, 광합성효율, 증산, 기공전도성, 프롤린 및 암모니아 함량을 각각 측정하였다. 모든 조사항목에서 정상적인 관수조건 (대조구)에서는 전 시험기간 중 변화가 매우 적었으며, 마이코라이자 접종에 의한 변화도 매

본 시험은 논에서 가뭄조건에 따른 여름 사료작물인 옥수수의 생육특성과 수량성을 알아보기 위해서 2008년부터 2009년까지 2년간에 걸쳐 전남 영광과 천안의 농가 포장에서 수행하였다. 국내육성 5품종과 도입품종 5품종 등 10품종을 시험한 결과 강다옥 품종이 생육특성과 수량성에서 우수한 결과를 보였고 가뭄에 대해 비교적 수량 감소가 적은 것으로 나타났다. 표준조건 재배에서는 강다옥의 건물수량은 21.8 톤/ha이었고 가뭄조건에서 국산품종인 강다옥의 건물