To utilize pepper (Piper nigrum) as an immunostimulatory agent, we isolated macrophage stimulating polysaccharides from pepper and investigated their macrophage activating activities. Hot-water extracts (HW) of black pepper (BP) and white pepper (WP) were prepared, and their macrophage stimulating activities were evaluated using RAW 264.7 cells. BP-HW significantly promoted the secretion of macrophage stimulating factors such as nitric oxide (NO), tumor necrosis factor-α (TNF-α), interleukin (IL)-6, and IL-12 compared to WP-HW. When BP and WP-HW were fractionated into crude polysaccharides (CP) and low molecules (LM) by ethanol precipitation, BP-CP demonstrated significantly more potent activity. Furthermore, BP-CP not only induced mRNA gene expression of macrophage activation factors, but also promoted nuclear localization of p65 and c-Jun. In addition, component sugar analysis revealed that glucan-type polysaccharides in BP-CP played a crucial role in macrophage activation. Taken together, these findings suggest that black pepper has industrial applicability not only as a spice, but also as an immunostimulatory functional material.

본 연구에서는 경기 북부지역 및 온라인에서 유통되는 건고추 및 고춧가루 88건을 대상으로 잔류농약을 분석했 다. 시료는 QuEChERS법으로 전처리한 후 GC-MS/MS, LC-MS/MS를 이용하여 분석했다. 88건 중 70건(79.5%)에 서 잔류농약이 검출되었고 그 중 4건(4.5%)인 수입산 건 고추 2건, 수입산 고춧가루 2건이 농약 잔류허용기준을 초 과하였다. 총 61종의 농약이 검출되었고 검출 빈도가 가 장 높은 농약은 살균제 tebuconazole로 52회 검출되었다. 쌀에 사용하는 진균제 tricyclazole은 베트남산 시료 12개 중 3개 시료에서, ethion은 인도산 시료 1개에서 농약 잔 류허용기준을 초과하여 검출되었다. tricyclazole과 ethion 은 고추 품목에서의 사용이 금지되어 positive list system 제도에 의해 규제되고 있다. 본 연구를 통해 국내산 건고 추 및 고춧가루의 잔류농약 수준이 비교적 잘 관리되고 있으며 수입산 건고추 및 고춧가루에 대한 지속적인 관리 가 필요한 것으로 확인하였다.

This study examined the quality characteristics of 10 different lines of native peppers collected from organic farms in Chungbuk province. The study found a strong correlation between the redness (a*) and ASTA values, which both contribute to the perceived quality of peppers. The highest values were observed in the Iyugsa line. The content of capsaicinoid and beta-carotene also showed a positive correlation, with Chilsungcho having the highest statistically significant value. While the total polyphenol content did not correlate with the other indicators, Chilsungcho again had the highest levels. The Yuwolcho line exhibited the highest ABTS radical scavenging ability, while the Eumseongcho line showed the highest DPPH radical scavenging ability. Taking into account the overall bioactivity quality, Chilsungcho had the highest values in terms of total polyphenol, beta-carotene, capsaicinoid, and redness. It also had the second highest total flavonoid content, ABTS, and DPPH radical scavenging activity, all statistically significant. Therefore, Chilsungcho can be considered an excellent choice when considering physiological activity. Furthermore, this study provides valuable information about the unique characteristics of these 10 native pepper lines, which can assist in selecting the appropriate pepper for food manufacturing and serve as a helpful resource for future research.

음식물류폐기물 혼합 가축분 퇴비(이하, 음폐 퇴비) 사용은 농경지의 작물 생산량 증가 및 토양 이화학성 개선 등의 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 반면, 농경지의 과도한 음폐 퇴비 사용은 작물 생육 저해, 농경지 양분 유출로 인한 하천의 부영양화 등 토양 환경에 역효과를 일으킬 수 있다. 이에 본 연구는 음폐 퇴비(Food Waste Compost with Manure, FWC)의 사용량을 달리하여 노지에 처리하였을 때 고추의 생육 및 수량에 미치는 영향을 구명하기 위해 수행하였다. 본 연구의 처리구는 무처리구 (NF), 무기질비료 처리구(NPK50%, NPK 100%), 음폐 퇴비와 무기질비료 50%를 투입한 처리구(NPKFWC1, 2, 3)로 달리하였다. 시험 후 토양 화학성 결과, 음폐 퇴비 사용량이 증가함에 따라 유기물, 유효인산, 교환성 양이온 등의 함량이 증가하였다. 고추 생육 조사 결과, 1년차 전체 주당 생체중과 건물중은 NPKFWC1, 2에서 NPK 100%와 통계적 유의성은 없었으며, 음폐 퇴비를 3배 처리한 NPKFWC3은 NPKFWC1, 2에 비하여 약 10% 감소하였다. 2년차 전체 주당 생체중은 NPKFWC1에서 가장 높았으며, 이는 NPK 100%에 비하여 약 29% 높았다. 또한, 음폐 퇴비 사용량이 증가함에 따라 수량은 감소하는 경향이었다. 본 연구 결과, 음폐 퇴비의 사용량이 증가함에 따라 양분의 과량 축적 및 고추 생육이 저해되는 경향을 보였다. 결론적으로, 음폐 퇴비 사용 시 정량(1,309 kg 10a-1)을 사용할 것을 추천하며, 장기적 사용 시 노지 및 시설 등의 작물 영향 평가 등의 관한 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다.

To control western flower thrips (Frankliniella occidentalis), a significant pest of peppers, the control effects of eco-friendly agricultural materials were tested when treated alone and in combination. The control effects of yellow sticky roll traps installed on the stem, predatory natural enemy (Hypoaspis miles) inoculated on the stem, and plant extracts (50% custard apple seed oil + 10% cinnamon extract) sprayed on the foliage were 45.3%, 36.6%, and 50.2%, respectively, when treated individually. Meanwhile, when three eco-friendly agricultural materials were comprehensively applied, the control effect was maintained between 62.4% and 80.9% compared to untreated conditions during the pepper harvesting season. These methods can be utilized for the eco-friendly control of western flower thrips in pepper greenhouses.

시설 고추 주요 해충인 꽃노랑총채벌레(Frankliniella occidentalis)의 방제를 위해 유기농업자재들의 단독 처리 및 종합 투입시 방제 효과를 검정 하였다. 황색끈끈이롤트랩은 지제부에 설치하고, 포식성 천적(Hypoaspis miles)은 지제부에 접종하며, 식물추출물(커스터드애플시드 오일 50% + 계 피 추출물 10%)은 경엽살포하는 방식으로써 각각의 단독 처리시 방제 효과는 45.3, 36.6, 50.2%였다. 한편, 3종의 유기농업자재들을 종합 투입했을 경우 고추 수확기 방제 효과가 무처리 대비 62.4~80.9%로 유지되어, 시설 고추 꽃노랑총채벌레 친환경 방제용으로 활용이 가능할 것으로 생각된다.

Pepper cultivation requires a great amount of manual labor, especially for varieties needing support stakes to prevent them bending or breaking in heavy winds or rain. In Korea, it is recommended to secure support stakes and string lines carefully, so as to minimize the risk of damage caused by typhoons. The harvesting of peppers is a labor-intensive process with low rates of mechanization.The removal of stakes is particularly time-consuming during mechanical harvesting, and lodging is a major issue during cultivation and mechanical harvesting. Given increased mechanization during pepper harvesting, it is important to consider these issues when undertaking variety development and cultivation method improvements. Further research and development are required to improve cultivation practices and develop pepper varieties that are more resistant to lodging. Therefore, this study aimed to investigate the impact of different cultivation methods on pepper lodging, thus broadening our knowledge on the desirable architecture of pepper plants required for lodging tolerance.

총채벌레는 우리나라에 60여 종이 알려져 있으며 다양한 시설작물에서 직접적인 섭식 피해 이외에 토마토반점위조바이러스(TSWV)를 매 개하는 간접적인 피해도 유발한다. 그동안 총채벌레 방제는 살충제에 의존해 왔는데, 이는 농업환경에 많은 부작용을 유발하고 해충의 저항성을 유발시켜 더욱 방제를 어렵게 하고 있다. 이러한 문제를 해결할 수 있는 대안으로 내성 회피를 위한 물질을 탐색하였다. 실내검정으로 약용작물 67종의 추출물을 꽃노랑총채벌레 성충에 처리하여 가장 효과가 우수한 목단피를 선발하였다. 목단피 추출물을 처리 후 1일차에 100%의 살충효 과를 보였다. 또한, 목화진딧물은 3일차 83%, 복숭아혹진딧물 3일차 97%, 점박이응애 1일차 100%의 살충효과를 보였다. 고추 포트 검정에서 꽃노랑총채벌레 방제가는 1일차 77.6%, 2일차 40%의 효과가 나타났다. 현재 추가적으로 효과를 증대시킬 수 있는 물질을 탐색하고 있으며, 총 채벌레 방제에 본 추출물을 활용한다면 효과적일 것으로 기대된다.

The status of residual pesticides was investigated in four pepper seed oil samples and 36 pepperflavored oil samples oil distributed on the market from August to December 2022. A total of 179 pesticides were monitored in 40 samples, and 14 pesticides were detected in 39 of the samples, with a detection range of 0.01-2.16 mg/kg. In chili seed oil, 10 pesticides were detected 27 times with a range of 0.11-2.16 mg/kg, and in pepper-flavored oil, 9 pesticides were detected 94 times with a range of 0.01-0.80 mg/kg. The most frequently detected pesticides were tebuconazole, ethion, and difenoconazole, with ethion being detected in large concentrations in products using Chinese raw materials. Ethion, an unregistered pesticide in the Republic of Korea, has not been detected in the Gyeonggi-do area in the past 10 years. It is thought that the detection of ethion can be utilized as an indicator of products made in China. Peppers are a representative agricultural product for which many pesticides are used, and if the pesticides transferred to pepper seeds are not removed, the probability of detecting various types of pesticides in pepper seed oil is very high. Therefore, continuous research is needed to ensure the safety of pepper seed oil.

For appropriate nutrient management and enhanced plant growth, soil sensors which reflect soil nutrient levels are required. Because there is no available sensor for nutrient monitoring, electrical conductivity (EC) sensor can be used to evaluate soil nutrient levels. Soil nutrient management using EC sensors would be possible by understanding the relationship between sensor EC values and soil temperature, moisture, and nutrient content. However, the relationship between soil sensor EC values and plant available nutrients was not investigated. Therefore, the objectives of the study were to evaluate effect of different amount of urea on soil EC monitored by sensors during pepper and broccoli cultivation and to predict the plant available nutrient contents in soil. During the cultivation period, soil was collected periodically for analyzing pH and EC, and the available nutrient contents. The sensor EC value increased as the moisture content increased, and low fertilizer treated soil showed the lowest EC value. Principal component analysis was performed to determine the relationship between sensor EC and available nutrients in soil. Sensor EC showed a strong positive correlation with nitrate nitrogen and available Ca. In addition, sum of available nutrients such as Ca, Mg, K, P, S and N was positively related to the sensor EC values. Therefore, EC sensors in open field can be used to predict plant available nutrient levels for proper management of the soil.

This study aimed to investigate the changes in bioactive compounds across the ripening stages of three pepper cultivars, each characterized by unique skin colors. The samples used in this study consisted of three pepper cultivars distinguished by their skin colors as green, purple, and yellow green at breaker ripening stage. Samples were harvested at each of the four ripening stages, including premature, breaker, turning, and mature, and subjected to analysis for various bioactive compounds, including capsaicin, ascorbic acid, kaempferol, quercetin, and sugars. In all cultivars with varying skin colors, the capsaicin content within green pepper fruits consistently increased as the ripening stages advanced. Ascorbic acid was most abundant during the premature stage of development in purple and green cultivars, subsequently declining as maturation progressed. In the case of the purple cultivar, kaempferol content decreased by approximately 30% at the mature stage, while the green cultivar exhibited a gradual increase in kaempferol content with maturation. Conversely, the kaempferol content of the yellow green cultivar rapidly declined as maturation progressed. Regarding quercetin content, the purple and green cultivars tended to decrease with maturity, while the yellow green cultivar displayed an increasing trend. Furthermore, the accumulation patterns of glucose, fructose, and sucrose, the predominant free sugars in green pepper fruit, demonstrated an inclination to increase as the maturation stage advanced in both purple and green cultivars. In contrast, the yellow green cultivar initially showed an elevation in free sugar content during the immature stage, followed by a minor reduction during maturation and a subsequent rise during the mature stage. Each pepper cultivar, distinguished by its unique skin color, exhibits varying levels of bioactive substances at different ripening stages. Therefore, optimal harvesting and utilization should align with periods when the desired substance content is at its peak.

토마토반점위조바이러스(TSWV)는 총채벌레가 매개하는 대표적인 바이러스로 고추 등 여러작물에서 심각 한 피해를 준다. 노지고추에서 토마토반점위조바이러스 발생 경감을 위한 총채벌레 방제시기를 설정하고자 시기별 총채벌레 발생량과 토마토반점위조바이러스병 발생량을 조사하였다. 2023년 전북 익산 노지 고추포장 에서 청색끈끈이트랩을 이용하여 총채벌레 발생량을 조사한 결과 4월 상순부터 채집되기 시작하여 5월 하순과 6월 하순에 발생최성기를 보였다. 반면 고추 꽃에서는 정식 2주후부터 꽃당 10마리 이상 관찰되었다. 토마토반점 위조바이러스병은 정식 30일 이후 증상이 발생하기 시작하여 빠르게 확산되는 경향이었다. 따라서 노지고추에 서 토마토반점위조바이러스병 경감을 위하여 총채벌레 방제를 활착 이후부터 시작하는 것이 좋을 것으로 판단 되었다.

A causality exists between insect density and plant health, where plant health is affected by both the plant’s potential and environmental factors. In other words, causality is possible between insect density and environmental factors, allowing for the analysis of insect density based on these environmental factors. Machine learning enables studying insect density alongside environmental factors, providing insights into the causality between insects, the environment, and plant health. Machine learning is a methodology that involves the design of models by learning patterns from input data. This study aims to predict F. occidentalis density by sampling environmental factors and applying them to machine learning models.

For effective control of Frankliniella occidentalis, one of polyphagous pests with resistance to insecticides, necessitates the implementation of an integrated pest management strategy. Therefore, estimation of pest density is essential and this is achieved through the application of spatial statistical analysis methods. Because traditional methods often overlook the correlation between sampling locations and data, geostatistical analysis using variogram and kriging is introduced. Variogram provides information on the independent distance between data points. Kriging is a spatial interpolation technique for estimating the values at unsampled locations. For assessing model fitness, cross-validation is used by comparing predicted values with actual observations. This study focuses on the application of geostatistical techniques to estimate F. occidentalis density in hot pepper greenhouse, thereby contributing to making decision.

꽃노랑총채벌레(Frankliniella occidentalis)는 고추를 가해하는 주요 병해충 가운데 하나이다. 유충과 성충이 긁어빠는 구기로 잎과 열매에 가해하는 직접피해는 물론이고 일명 칼라병이라 일컬어지는 토마토반점위조바 이러스를 전파하는 간접피해를 주고 있다. 다양한 바이러스 내병성 품종이 농가에서 재배되고 있으나, 칼라병의 발병은 해를 거듭하며 증가하고 있다. 놀라운 사실은 일부 내병성 품종에 대해서 총채벌레의 유인력이 감수성 품종에 비해 높다는 사실이다. 본 연구는 꽃노랑총채벌레에 대한 고추의 항객성 기작을 분석하였다. 총채벌레에 이미 피해를 받은 고추는 다른 총채벌레의 접근을 억제하는 것은 물론이고 천적인 미끌애꽃노린재를 유인하였 다. 이 고추 내부에는 자스모닉산 생합성 관여 유전자의 발현이 증가하였다. 고추가 생산하는 향기성분을 SPME 방식으로 모아 분석한 결과 Green leaf volatile과 terpene류의 증가를 보였다. 시판되는 10개의 고추 품종을 대상으 로 항객성 생물 검정과 향기성분 분석을 실시한 결과 이상의 항객성 기작을 뒷받침하였다. 또한 근권세균 가운데 일부는 고추로 하여금 이러한 항객성을 유도하였다.

담배가루이(Bemisia tabaci)는 국내 주요 농업 해충으로서 고추, 오이, 토마토 등의 시설재배 작물에 큰 피해를 입힌다. 담배가루이는 작물을 흡즙하여 식물체의 상태를 악화시키고 TYLCV(tomato yellow leaf curl virus)등 100 여 종의 바이러스를 매개하며, 배설물을 통해 그을음병을 유발한다. 가장 일반적인 담배가루이의 방제방법은 빠르고 높은 효과를 지닌 살충제 살포이다. 하지만, 지속적인 화학적 방제는 해충의 살충제 저항성을 야기한다. 살충제 저항성은 방제 효율 감소와 농가의 경제적 손실을 일으킨다. 본 연구는 국내 지역별 시설 고추 재배지에서 발생한 담배가루이의 약제별 저항성을 조사하여, 지역별로 효과적인 약제 선정 및 대체 약제 추천 등 지속 가능한 해충관리법을 제시하고자 한다. 담배가루이는 전국 13개(파주, 양평, 화성, 횡성, 당진, 천안, 공주, 예천, 구미, 사천, 남원, 나주, 고흥) 지역에서 채집되었다. 작용기작 별 사용량이 많은 8종을 선정하였으며, 엽침지법을 사용 하여 살충률을 확인하였다. 곤충생장조절제(insect growth regulators, IGR)인 피리프록시펜계 약제는 알을 대상 으로, 그 외 7개 약제는 2령약충을 대상으로 살충률을 확인하였다. 높은 살충력을 보인 약제는 아버멕틴, 밀베마 이신계, 스피노신계, METI살충제, 디아마이드계 약제이다. 아버멕틴, 밀베마이신계는 권장사용농도로 처리 시 최소 84.5%, 최대 100% 살충률을 보였다. 스피노신계는 최소 86.3%, 최대 90.6% 살충률을 보였으나 천안, 파주, 사천에서 각각 59.7%, 66.6%, 79%로 다른 지역에 비해 상대적으로 낮은 살충률을 보였다. METI살충제는 최소 81.1%, 최대 98% 살충률을 보였으나 나주, 예천, 천안, 사천이 각각 61.6%, 68.8%, 68.9%, 69.2%의 상대적으로 낮은 살충률을 보였다. 디아마이드계는 최소 83.9%, 최대 91.9% 살충률을 보였으나 천안과 구미가 각각 56.6%, 59.8%로 상대적으로 낮은 살충률을 보였다. 낮은 살충력을 보인 약제는 네오니코티노이드계, 설폭시민계, 테트 론산 및 테트람산 유도체, 피리프록시펜계 약제이다. 네오니코티노이드계는 최소 14.1%, 최대 41.9% 살충률을 보였다. 설폭시민계는 최소 17%, 최대 42.8% 살충률을 보였다. 테트론산 및 테트람산 유도체는 최소 30.5%, 최대 54.9% 살충률을 보였으나 천안이 14.4%로 특히 낮은 살충률을 보였다. 피리프록시펜계는 최소 55.3%, 최대 64.3% 살충률을 보였으나 횡성이 72.2%로 상대적으로 높은 살충률을 보였으며, 파주가 35%로 상대적으로 낮은 살충률을 보였다. 실험 결과를 통해 살충제 별 살충력의 차이와 지역별로 살충률의 차이를 확인하였다. 본 연구결 과를 통해 효과적인 약제 추천과 지역에 따라 다른 방제 전략 제시에 도움이 되고자 한다.

The World Vegetable Center (WorldVeg) maintains the world’s largest public vegetable germplasm collection. The Genebank contains over 65,000 accessions and consists of more than 130 genera and 330 species. It includes around 12,000 accessions of indigenous vegetables. The WorldVeg Korea Office (WKO) has been conducting regional adaptability evaluations in the fields of the National Institute of Horticultural and Herbal Science (NIHHS), with a focus on major solanaceous vegetable crops such as tomato, chili, and bell pepper. As climate change significantly affects vegetable crop productivity, the development of high-performing cultivars, tolerant to various abiotic and biotic stresses with enriched nutrients inside, is essential to enhance agricultural sustainability and human health. In this regard, the evaluation of growth and horticultural characteristics of pepper and tomato accessions from the WorldVeg will help contribute to the generation of new and improved cultivars, to address global challenges that affect food security, sustainability, and adaptation to climate change. Here, we summarize our activities and the results of the regional adaptability evaluation using the WorldVeg accessions of pepper and tomato germplasms.

In this study, we analyzed the effect of storage conditions on the survival of fungi in red pepper powder. Red pepper powder was inoculated with a total of six fungal species, namely Aspergillus terreus, Aspergillus flavus, Rhizopus microsporus, Aspergillus fumigatus, Aspergillus niger, and Aspergillus ochraceus at a final cell count of 4–6 log CFU/g. After inoculating the sterilized red pepper powder with fungi, we dried the powder on a clean bench and packaged it in zipper bags. Following drying, the water activity was 0.502±0.001. Subsequently, the red pepper powder inoculated with fungi was stored at -20oC, 5oC, 15oC, and 25oC. All six species of fungi perished the quickest at 25oC and survived for the longest (168 days) at -20oC. In summary, this study showed that fungi survive for an extended period in red pepper powder at -20oC and 5oC compared to 15oC and 25oC. Therefore, to prevent fungal contamination, red pepper powder should have a water activity below 0.6 and be stored in a zipper bag at room temperature.