본 연구에서는 M16 A계통 '부지화'를 강세대목인 대목 '스윙글 시트루멜로' 또는 보통대목인 '탱자'에 접목하여 무가온 하우스에서 재배한 잎과 과실 사양의 수분상태 변화 및 과실 성숙기의 과실 가용성 고형물과 산 함량변화를 조사했다. 강세대목인 '스윙글 시트 루멜로'와 보통대목인 '탱자'에 접목한 M16 A계통 '부지화'의 대목에 따라 과실의 품질은 영향을 받는 것으로 나타났는데, '스윙글 시트루멜로' 대목은 '탱자' 대목보다 과실 가용성 고형물과 산함량이 낮았다. 동트기 직전에 측정된 과실사양의 수분포텐셜 및 팽압은 '스윙글 시트루멜로' 대목이 '탱자' 대목보다 조금 높은 경향을 보였으나, 삼투 포텐셜의 값은 '탱자' 대목이 '스윙글 시트루멜로' 대목보다 낮았다. 과실사양과 같은 시간대에 측정된 엽수분포텐셜 값의 변화도 과실 사양의 삼투포텐셜 변화와 유사한 경향을 보여주었다. 이상의 결과로 보아, M16 A계통 '부지화'에 있어 두개의 대목에 따라 잎의 수분 상태와 과실사양의 삼투포텐셜 차이가 있었으며, 이러한 차이로 인하여 과실 가용성 고형물과 산 함량에 차이가 나타나는 것으로 판단되며, 대목에 따른 수분 상태와 과실 품질의 차이는 대목의 뿌리분포가 영향을 미쳤기 때문인 것으로 사료된다.

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.

More than 300 Miscanthus accessions as a potential bioenergy crop were collected in Korea and their morphological traits were investigated at various growth stages. Among morphological traits, stem growth habit, the presence of awn in spikelet, and autumn new shoot are the most important key traits enabling to cluster Miscanthus accessions into M. sinensis and M. sacchariflorus groups. Miscanthus sinensis has bunch stem growth habit and awn in spikelet, and produces autumn new shoot, while M. sacchariflorus has scattering stem growth habit with no awn in spikelet and does not produce autumn new shoot. Interestingly, we found several Miscanthus accessions showing intermediate morphological traits. 7 M. sinensis accessions showed morphological traits similar to M. sacchariflorus and 17 M. sacchariflorus accessions showed morphological traits similar to M. sinensis. Flow cytometry and chromosome counting finally revealed 5 Miscanthus hybrids, suggesting that they are resulted from natural hybridization between M. sinensis and M. sacchariflorus. Therefore, these Miscanthus hybrids can be used to understand genetic recombination between these two Miscanthus species and our understanding may support future efforts for breeding new Miscanthus variety with high biomass productivity and environmental adaptability.

Over the past few decades Miscanthus has been studied as a potential bioenergy crop in Europe but not much been studied in Korea although Korea has many native Miscanthus species and genetic resources. Because of their features, such as low demands of fertilizers and other agrochemicals, high water use efficiency and high productivity, Miscanthus can be cultivated in marginal lands. However, it is not known how Miscanthus can survive in saline soil and what extent Miscanthus can tolerate salt stress, one of main abiotic stresses in reclaimed lands or dry climates. Therefore, this study was conducted to investigate physiological response of Miscanthus species to salt stress and thus to establish a salt stress threshold. Miscanthus sinensis and M. sacchariflorus showed similar responses to salt stress. Chlorophyll contents, photosynthesis and plant growth were all significantly affected by salt stress. Both species were completely killed at > 100 mM NaCl. The GR50 values estimated by non-linear regression analysis with the logistic model were 116.2 mM and 63.1 mM for M. sinensis and M. sacchariflorus, respectively. These GR50 values can be used as their thresholds of salt stress. Further studies will be conducted to screen salt-tolerant Miscanthus genotypes.

Rare earth contents(REE) were analysed for the plants, M. sinensis, A. vulgaris and R. crataegitolius, from two different soils serpentine area consisting of serpentinite(SP) and non-serpentine area, containing amphibole schist(AS) of Gapyeong area, and were compared with soils and host rocks. The AS were high with the differences of several times in the top soils, and with the differences of several to ten times in the host rocks relative to the SP. In the same area, the SP were high in the soil, but the rocks for the AS. In the plants, the A. vulgaris were high, but low in the R. crataegitolius. Root parts were higher than the upper parts. Differences between the upper and root parts were big in the SP rather than the AS, and were big in the R. crataegitolius, but small in the M. sinensis. Among the parts of the plants, high elements were shown in the R. crataegitolius of the SP, and the A. vulgaris and M. sinensis of the AS. In the correlation coefficients, most of the REE showed positive relationships among the element pairs, especially high positive correlation coefficients in the upper parts of the SP. Differences of the soils and plants(average) were smalle in the M. sinensis and big in the R. crataegitolius. In the upper parts. contents of the A. vulgaris were close to the soils while the R. crataegitolius showed large discrepancies with the soils. In the root parts, contents of the A. vulgaris showed discrepancies with the soils regardless of soil types, but close in the R. crataegitolius of the SP and M. sinensis of the AS.