등숙 시기와 이삭 내 위치에 따른 과피 두께 및 립중의 변화를 조사 이들 간의 상관관계를 분석한 결과는 다음과 같다. 등숙 시기별 과피 두께의 변화는 없는 것으로 확인되었다. 따라서 과피 두께는 수정 후 18일 전에 결정되는 것으로 판단되며 식미가 우수한 찰옥수수 품종 육성을 위한 과피 두께 조사는 풋이삭 수확 적기뿐 만 아니라 이 그 후에 실시하여도 풋이삭 수확 적기와 동일한 관측치를 획득할 수 있을 것이라 판단된다. 립중은 최초 조사기인 수정 후 18일에서부터 계속 증가하다가 35일경 이후 부터는 비슷한 무게를 유지하였으며 등숙 시기별 과피 두께의 변화와는 통계적 상관 관계가 없는 것으로 확인되었다. 따라서 전분 축적과 종자의 성숙을 통한 종자 부피의 증가와 과피 두께 변화는 서로 연관성이 없는 것으로 판단된다. 이삭 내 위치에 따라 하부에서 상부로 갈수록 과피 두께 및 립중의 평균은 감소하는 경향이었으며 이들의 표준편차는 중앙부에서 안정되고 작게 조사되었다. 또한 이삭 내 위치에 따른 과피 두께 및 립중의 평균간에는 두 품종 모두 정의 상관 관계가 있음을 확인하였다. 이로서 찰옥수수 품종 육성과정에서 과피 두께를 위한 시료의 채취는 이삭 중앙부로부터 샘플을 취하는 것이 변이가 적고 평균적인 관측치를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

Hexaploid wheat (Triticum aestivum L.) exceeds about 30% of the world’s cereal production and cultivated over 220 million ha worldwide. Heat stress during the grain filling period gives detrimental effect on crop yields and has emerged as a serious problem throughout the world. Korean wheat cultivars that were released since 1960s were developed for various aims such as winter hardness, earliness, and pest resistance, etc. However, heat stress resistance is an emerging target for wheat breeding nowadays. Selected 11 Korean wheat cultivars (“Baegjoong”, “Dajung”, “Goso”, “Hanbaek”, “Jokyung”, “Joeun”, “Jopum”, “Keumgang”, “Olgeuru”, “Sinmichal”, “Uri”) were exposed to high temperature from DAF (days after flowering) 9~13. In this study, plant responses to heat stress as measured by reduction ratios of total chlorophyll contents, 100 seed weight, shoot dry weight can be translated into degree of tolerance. Therefore, these parameters can be used in wheat breeding for heat tolerance during grain filling period. The obtained results allow us to classify cultivars for heat stress tolerance. Pedigree information of Korean cultivars was shown that wheat line of either tolerant, moderate tolerant, or susceptible trait is succeeded to their descendent, which enable breeders to develop heat stress tolerant wheat by appropriate parental choice.

Relationship between grain quality-related traits and daily mean temperature/sunshine hours during grain filling stage was analyzed using eleven high quality rice varieties at 24 experimental sites through eight provinces of Korea in 2013~2014. In the data set pooled across varieties, experimental sites and years, grain quality-related traits such as percentage of head rice (PHR), head rice yield (HRY), protein in milled rice (PRO) and Toyo Mido Meter glossiness value (TGV) were higher at the temperature lower than 22.6℃ for 40 days after flowering (DAF), which was optimum for percentage of grain filling in this study. Optimum sunshine hours for 40 DAF were 6.0~6.1 hr d -1 when considered PHR, HRY and TGV. PRO was associated with daily mean temperature and sunshine hours for 40 DAF in more varieties than the other traits. PRO was closely correlated with daily mean temperature during early filling stage and sunshine hours during early to mid filling stage, compared to other stages during grain filling. It is concluded that general trend in the variation of grain quality-related traits could be explained by the changes in daily mean temperature and sunshine hours during grain filling. In addition, climate conditions during early grain filling stage played important roles to enhance grain quality.

Low temperature is a major abiotic stress that adversely affects rice production in rice cultivation regions of the world. Low temperature during the rice growing season, can inhibit growth and development at any development stage, from germination to grain filling. Among the rice growth stage, reproductive stage was known as the most sensitive to low temperature, causing sterile grain and lead yield loss. However, low temperature during the grain filling stage also, may cause delay and incomplete grain maturation. In this study QTL analysis were performed to identify the QTLs associated with percent of grain filling under low temperature condition during the grain filling stage. A 139 RIL derived from a cross between ‘Milyang23’ (Tong-il, cold susceptible) and ‘Gihobyeo’(Japonica, cold tolerance) were exposed to air and water of 17℃ at the same time for 14 days during the grain filling stage. One significant QTL associated to percent of grain filling was detected on chromosome 7. This QTL could explain 14.7% of the phenotypic variance for percent of grain filling. We have the plan to confirm the detected QTL through further study.

본 연구는 국내 조생종 벼 품종들과 농촌진흥청 국립식량과학원에서 육성된 자포니카(Oryza sativa L. ssp. Japonica)의 조생 다수성 품종인 남일 돌연변이 계통인 중모1024의 등숙기 고온내성을 비교 평가하여 등숙기 고온내성의 기초 자료를 얻고자 수행하였다. 본 연구를 통하여 국내 조생종 벼 품종들 중 대봉, 운광, 및 만안과 돌연변이 계통인 중모1024가 고온에서 상대적으로 양호한 고온내성을 가지고 있는 것으로 평가되었으며. 특히 중모1024는 다른 공시품종들에 비하여 상당히 양호한 고온내성을 가진 것으로 평가되었다. 본 연구의 주요 결과는 등숙기간 동안 고온에 의하여 현미의 길이와 너비가 감소하였으며, 현미 너비의 감소율이 현미 길이의 감소율에 비하여 평균 4배 이상 높았다. 이러한 결과로 보아, 등숙기간 동안 고온에 의하여 현미의 길이보다는 너비가 더 많은 영향을 받는다고 사료된다. 등숙기간 동안 고온에 의해 가장 문제가 되는 완전미율과 미숙립율을 공시품종들간 비교 평가한 결과, 상대적으로 중모1024, 태봉, 운광 및 만안이 고온에서 높은 현미완전미율을 보였으며, 상대적으로 적온에서 낮은 현미완전미율을 보인 품종들이 상대적으로 고온에 의한 현미완전미율 감소율이 적온에서 높은 현미완전미율을 보인 품종들에 비해 낮았다. 또한, 다른 공시품종들에 비하여 고온내성이 양호한 중모1024는 고온에서도 좋은 쌀 외관품위와 안정적 수확성 향상을 위한 육종모재로서 유용형질을 교배를 통해 고품질 벼의 보완을 위해 이전할 수 있는 것이 용이할 것으로 사료된다.

본 연구에서는 단옥수수 주요 품종인 고당옥과 구슬옥을 재배하여 고품질 단옥수수 생산 재배법을 보급하기 위한 기 초자료를 제공하고자 종실의 등숙 중 이화학적 특성 변화를 조사하였다. 파종시기와 관계없이 등숙이 진행됨에 따라 수 분 함량은 감소하고, 종실 100립의 생중과 건중은 증가하였 고(p<0.05), 파종시기가 늦어질수록 100립중의 증가 속도는 느려졌다. 종실의 조단백과 조회분 함량은 출사 후 일수가 경과함에 따라 감소하는 경향을 보였고, 조지방 함량은 유 의하게 증가하였다(p<0.05). 단옥수수 종실의 총 유리당 함 량은 파종시기와 관계없이 출사 후 일수가 경과함에 따라 유의하게 감소하였으나(p<0.05), 유리당을 구성하는 fructose, glucose, sucrose와 maltose의 조성은 파종시기에 따라 차이를 보였으며 그 중 sucrose가 대부분을 차지하고 있었다. 종 실의 전분 함량과 경도는 출사 후 일수가 경과함에 따라 유 의하게 증가하는 경향을 보였으며(p<0.05), 전분 함량의 증 가 속도 역시 100립중과 마찬가지로 파종이 늦어질수록 느 려지는 경향을 보였다. 수확 적기의 종실 수분함량은 68~ 69% 정도였으며, 전분 함량은 7월 10일 파종이 가장 높았 고 7월 30일 파종이 가장 낮았다. 적기에 수확한 단옥수수 의 단맛을 비교한 결과 고당옥은 4월 10일 파종한 것에 비 해 7월 20일, 7월 30일 파종이 약 1.8배와 1.4배 단맛이 높 은 반면 구슬옥은 파종시기와 상관없이 단맛의 정도가 비슷 하였다.

A sugary mutant with low total starch and high sugar content was compared with its wild type Sindongjin for grain-filling caryopses. In the present study, developing seeds of Sindongjin and sugary mutant from the 11th day after flowering (DAF) were subjected to RNA sequencing (RNA-Seq). A total of 30,385 and 32,243 genes were identified in Sindongjin and sugary mutant. Transcriptomic changes analysis showed that 7,713 differentially expressed genes (DEGs) (log2 Fold change ≥1, false discovery rate (FDR) ≤ 0.001) were identified based on our RNA-Seq data, with 7,239 genes up-regulated and 474 down-regulated in the sugary mutant. A large number of DEGs were found related to metabolic, biosynthesis of secondary metabolites, plant-pathogen interaction, plant hormone signal transduction and starch/sugar metabolism. Detailed pathway dissection and quantitative real time PCR (qRT-PCR) demonstrated that most genes involved in sucrose to starch synthesis are up-regulated, whereas the expression of the ADP-glucose pyrophosphorylase small subunit (OsAGPS2b) catalyzing the first committed step of starch biosynthesis was specifically inhibited during the grain-filling stage in sugary mutant. Further analysis suggested that the OsAGPS2b is a considerable candidate gene responsible for phenotype of sugary mutant.

등숙기 일조부족이 수량 및 수량구성형질, 쌀의 이화학적 특성 및 식미치에 미치는 영향을 분석하고자 자연광을 대비하여 35%, 55% 차광 처리한 결과는 다음과 같다. 1. 등숙기 차광처리에 의해 미품, 호품, 신동진의 등숙률, 현미천립중, 쌀 수량은 감소하였고 차광정도가 클수록 높은 감소율을 보였다. 2. 차광처리시 백미 단백질 함량은 증가하였고 35% 차광보다 55% 차광에서 높았으며, 미품이 호품과 신동진에 비해 단백질 함량의 변화가 적었다. 3. 차광처리시 아밀로스 함량 변화는 없었으나 식미치는 차광정도가 높을수록 감소하였고 미품이 신동진과 호품에 비해 변화가 적었다. 4. 차광에 의해 최고점도, 최저점도, 최종점도 및 강화점도는 낮아지고 호화온도와 치반점도는 높았다.

본 연구에서는 간식용 풋옥수수로 이용되는 찰옥수수 주요 품종인 찰옥 4호와 일미찰을 2기작 재배하여 품질 좋은 찰옥수수 생산을 위한 재배법을 확립하고자 이삭과 종실 특성 변화를 조사하였다. 2기작 재배시 출사일수는 후기작이 전기작 보다 약 20일 정도 빨라졌고, 출사에서 수확적기까지는 약 10일 정도 느려졌다. 파종에서 출사까지의 적산온도는 약 1,380～1,420℃, 출사에서 수확까지는 약 590～630℃ 정도 범위였다. 이삭무게와 이삭직경은 출사 후 일수가 경과함에 따라 유의하게 증가하였으나 파종시기에 따른 차이는 없었고, 이삭길이와 착립길이는 후기작에서 유의하게 짧았다(p<0.05). 알곡 줄수는 파종시기에 따른 차이를 보이지 않았고, 줄당 립수는 찰옥 4호가 전기작보다 후기작에 재배한 것이 적었으며 변이폭이 컸다(p<0.05). 등숙 중 종실의 길이, 너비, 두께와 100립 생체중, 전분함량은 출사 후 일수에 따라 유의하게 증가하였다(p<0.05). 후기작 재배시 저온 등숙으로 전기작 보다 100립 생체중과 전분함량의 증가속도가 느려졌다. 찰옥수수의 전분립은 과피와 가까운 배유의 상단부터 집적되기 시작하여 출사 후 일수가 경과함에 따라 배유 내부까지 집적되었으며, 후기작 재배한 찰옥수수는 전분립 축적속도가 느리고 조밀하지 않은 것이 관찰 되었다. 100립 생체중은 springiness(0.80***), cohesiveness(0.44***), adhesiveness(-0.80***), chewiness(0.55***), 전분함량은 springiness(0.79***), adhesiveness(-0.81***), chewiness(0.49**)와 고도로 유의한 정의 상관을 나타내었다.

본 연구는 벼의 출수 후 일수에 따라 수발아 양상을 조사하고 수발아 피해가 발생할 수 있는 시기를 예측하여 수발아 방제를 위한 기초자료를 얻고자 수행하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 벼 등숙기간 중 호품벼는 출수 후 20일, 신동진벼는 출수 후 30일부터 수발아 조건이 충족되면 발아가 시작되었으며, 50% 이상의 종자가 발아력을 갖는 시기는 호품벼가 약 35일, 신동진벼가 약 45일이었고, 출수 후 50일에는 두 품종에서 모두 80% 이상의 종자가 발아하였다. 2. 한 이삭 내에서 종자의 위치에 따른 수발아의 순서는 상위부 > 중위부 > 하위부 순으로 나타났으며 지경별로는 2차 지경보다는 1차 지경의 것이 높게 나타났다. 3. 수발아 검정 시 미발아된 종자는 배의 미숙, 종자휴면, 종자의 등숙불량 (불완전립)이 원인인 것으로 판단되었다. 4. 출수 후 30~45일의 등숙중기에 신동진벼는 호품벼보다 종자 휴면성이 높았다.

Rice (Oryza sativa) is an excellent model monocot with a known genome sequence for studying developmental seeds. In the study, the seeds of 10th day after flowering (DAF) were conducted RNA-Seq of the variety Shindongjin and Sugary mutant using RNA-seq technique. Approximately 202 and 214 million high-quality paired-end reads (101-bp in size) were generated in Shindongjin and Sugary mutant, respectively. Comprehensive analysis on the transcript levels of genes which encode starch-synthesis enzymes is fundamental for the assessment of the function of each enzyme and the regulatory mechanism of starch biosynthesis in seeds. Quantitative real-time PCR was also used to validate the expression profiles of 28 rice genes encoding six classes of enzymes, viz., ADPglucose pyrophosphorylase (AGPase), starch synthase, starch branching enzyme, starch debranching enzyme, starch phosphorylase, and disproportionating enzyme at different developmental grain- filling stages (DAF 1-14) between Shindongjin and Sugary mutant. The results showed that the expression of most of starch synthesis genes were up-regulated except the cytosolic AGPase small subunit2b (AGPS2b), which sharply decreased at grain-filling stages in Sugary mutant. These results will expand our understanding of the complex molecular and cellular events in rice grain-filling stages and provide a fundamental understanding of future studies on developmental endosperm in rice and other cereal crops.

High temperature impediment in developing stages of crops has been occurred due to the impact of global warming. Rice production is notable to be sensitive to increasing environmental temperature and grain filling temperatures are already approaching threatening levels in many countries with rice cultivation. Recent proteomic analyses exposed impulsive changes of metabolisms during rice grain development. Interestingly, proteins involved in glycolysis, citric acid cycle, lipid metabolism, and proteolysis were accumulated at higher levels in mature grain than those of developing stages. High temperature (HT) stress in rice ripening period enhances damaged (chalky) grains which have loosely compacted shape starch granules. We carried out two-dimensional gel electrophoresis to analyze protein profiles during grain filling and different developmental stages of rice seed maturation. Proteins were separated from the fertilized seeds (seeds from 7 days and 21 days after fertilization) and seed maturation stage using IEF in the first-dimension and SDS-PAGE in the second dimension along with MALDI-TOF mass spectrometry. More than 1,000 protein spots were detected on a two-dimensional gel electrophoresis. A total of 120 different protein spots out of 140 protein spots were identified by MALDI-TOF and nano LCQ-TOF mass spectrometer. The identified proteins were categorized into six (6) different groups according to their expression patterns during grain filling and seed maturation. Some proteins were confirmed during seed development stages such as cytoplasmic malate dehydrogenase, whereas others were appeared at a specific stage like putative subtilisin-like protease, germin-like, seed allergenic proteins. Furthermore, the chalking mechanism of rice grain under the HT stress could be discussed in terms of grain starch glycome, transcriptome, and proteome.

고온발생시 과연 sink가 적은 것이 등숙에 유리한지를 검토하기 위해,1. 등숙기간 동안 적온인22℃와 고온인 27℃ 에 처리한후 천립중 감소율과 현미완전미감소율 비교하여 국내품종들 중에서 고온등숙에 강한 품종(동안벼)과 약한품종(일품벼)를 선발하였다. 2. 고온에 대한 두 품종의 차이를 이삭형태 관점에서 비교한 결과 동안벼와 일품벼는 약세영화와 강세영화간의 비율에서는 큰 차이가 없었으나 총영화수에서 일품벼가 더 많았다. 따라서, 많은 영화수를 고온에서의 천립중 감소의 원인으로 가정하여 영화수 조절을 통한등숙특성 개선을 시도하였다.3. 이를 위해 약세영화를 제거하여 영화수를 조절한 결과천립중은 개선이 가능한 것으로 생각되었으나 현미완전미율에서는 효과가 없었다.4. 따라서, 천립중은 동화산물의 공급균형과 관련된 문제로 추정되는 반면 현미완전미율은 영화 내부의 전분축적과 관련된 대사이상으로 생각되며, 고온 등숙 문제를 해결하기 위해 영화수를 조절하는 것은 한계가 있을 것으로 생각된다.

본 연구는 검정찰옥수수 교잡계와 그의 자식계통들에 대해 수분 후 일수가 늘어남에 따라 옥수수 알맹이의 총안토시아닌 함량과 항산화 활성의 변화 양상을 구명하고 육종에 활용할 수 있는 기초자료를 제공하고자 수행하였으며 그 결과는 다음과 같다.2009년 31개의 검정찰옥수수 자식계통의 총안토시아닌 함량은 평균 52.3 mg/100 g 이었고 KBW39가 173.3 mg/100 g으로 가장 높았으며 KBW1 등 4개 계통의 총안토시아닌 함량은 150 mg/100 g 이상이었다.2010년 33개의 검정찰옥수수 교잡계의 총안토시아닌 함량은 수확시기가 늦어질수록 증가하였고 항산화 활성 역시 안토시아닌 축적과 유사한 경향을 나타내었으며 상관분석 결과 0.64의 정의 상관을 보였다.2011년 자식계통과 그의 교잡계의 총안토시아닌 함량과 항산화 활성의 변화는 2009년과 2010년에서 본 결과 총안토시아닌 함량, 수분 후 일수에 따른 변화 양상, 항산화 활성 등에 차이가 있었으며 이는 기상환경에 따른 안토시아닌 축적의 변화와 안토시아닌 이외의 항산화물질들 함량변화와 관련 있을 것으로 사료되었다. 총안토시아닌 함량은 KBW2/KBW39의 교배조합이 120 mg/100 g으로 가장 높았고 모본과 부본 역시 각각 118.1 mg/100 g, 195.0 mg/100 g으로 함량이 높았다.총안토시아닌 함량과 Hunter’s Lab 값은 유의한 차이가 있었으며 명도는 총안토시아닌 함량이 증가할수록 감소하였고 상관분석결과 상관계수가 2010년에는 -0.8456, 2011년에는 -0.9050으로 고도로 높은 부의 상관을 나타내었다.

최근 개발된 직파재배의 일종인 무논점파는 무논점파기(8조식, 15×28cm , 주당 5~8립)를 이용하여 파종하므로 이앙재배의 재식거리와 유사한 밀도를 유지할 수 있는 장점이 있다. 벼 무논점파재배의 생육 및 출수특성과 출수일변동에 따른 등숙율과 완전립율의 변이를 알아보고자 국립식량과학원 답작과 논포장(수원)에서 2009년부터 2011년까지 3년동안 본 시험을 수행하였다. 1. 무논점파는 입모수는 기계이앙의 재식밀도와 큰 차이가 없었으나 분얼수가 많아 최고분얼기에 단위면적당 경수는 기계이앙의 1.3~2배였다. 최고분얼기 이후 분얼수는 감소해 성숙기 이삭수는 기계이앙과 큰 차이가 없었다. 2. 무논점파의 출수전 생육일수는 운광벼 84일, 호품벼 98일로 기계이앙의 파종일로부터 14일, 19일의 재배기간이 단축되었다. 3. 무논점파의 성숙기 생육특성은 간장과 수장 및 면적당 이삭수는 기계이앙과 차이가 없었다. 통계적 유의성은 없었으나 수당립수는 많아지는 경향이었다. 4. 출수기는 무논점파가 이앙보다 운광벼는 9일, 호품벼는 3일 늦어졌는데 호품벼의 연차간 변이가 작았다. 호품벼는 출수기간이 기계이앙보다 2일 짧아 동시출수율이 높았다. 4. 무논점파재배시 출수일변이에 따른 등숙율과 현미완 전립율은 기계이앙과 차이가 없거나 오히려 높은 것으로 나타났으나 조생종인 운광벼보다 중만생종인 호품벼의 연차간 변이가 적어 무논점파 안정성이 우수한 것으로 나타났다.

2006~2007년까지 2개년에 걸쳐 전국 8개도 27개 지역 28개 시험구에서 재배한 시료를 바탕으로 등숙기 온도가 벼의 등숙형질에 미치는 영향을 분석하고 식미치 향상에 적합한 등숙온도를 추적한 결과는 다음과 같다. 1. 출수기~출수 후 30일까지의 평균기온이 출수 후 40일까지의 평균기온 보다 벼의 등숙정도를 나타내는 현미 천립중과 식미치 변이를 더 잘 설명할 수 있었다. 2. 시험에 사용된 중만생종 벼 품종들은 출수기~출수 후 30일까지의 평균기온이 21℃ 이하일 경우에는 저온으로 등숙이 불량하였고 22℃ 전후에서 현미천립중이 최고를 나타내었으며 그 이상의 온도에서는 온도가 올라갈수록 현미천립중이 감소하였다. 3. 현미천립중이 최대가 되는 출수기~출수 후 30일까지 평균기온은 22.2℃ , 식미치가 가장 높았던 평균기온도 22.2℃ 로 같은 경향을 나타내었다. 4. 출수기~출수 후 30일까지 평균기온이 증가할수록 현미단백질 함량은 증가하였고 현미천립중이 증가할수록 현미단백질 함량은 감소하였으며, 현미천립중이 증가하면 식미치가 증가하였고 현미단백질이 증가하면 식미치가 감소하였다. 5. 식미치가 최고를 나타내는 출수기~출수 후 30일까지의 평균기온은 남평벼에서 22.1℃ , 일품벼와 주남벼에서는 22.5℃ 였지만 동진1호는 23.1℃ 로 다소 높았다. 6. 출수기~출수 후 30일까지 평균기온이 21℃ 이상인 경우 온도가 높아질수록 현미단백질 함량은 유의하게 증가하였고, 현미천립중과 현미단백질 함량과의 관계는 부의 유의성을 나타내었다. 7. 식미치는 현미천립중과 정의 유의성을 보였고 현미단백질 함량과는 부의 유의성을 나타내었다.