본 연구는 산업화 유망 식물인 회화나무의 이차대사산물 대량생산용 캘러스 확보에 필요한 기초조건을 확인하고자 수행하였다. 기내 배양한 회화나무 하배축을 2.0 mg·L-1 NAA + 0.1 mg·L-1 TDZ 배지에서 배양하였을 때 유백색의 부드러운 캘러스가 형성되었고, 캘러스 형성률 100±0.0%, 캘러스 형성에 걸리는 기간 7.1±0.03일, 캘러스 무게 249.8±12.73 mg으로 가장 효과적임을 확인하였다. 또한, 하배축에서 유도한 캘러스는 백색광 조건의 1.0 mg·L-1 IBA + 0.1 mg·L-1 TDZ 처리 배지에서 배양하였을 때 연노란색의 단단한 캘러스가 다량으로 형성되었고, 캘러스 생체중 186±5.4 mg, 면적 40.6±1.6 mm2으로 가장 무겁고, 크기가 우수한 것을 확인하였다. 기내 배양한 캘러스 소재 추출물의 추출수율은 50% 에탄올 추출 시 59%, 물 추출 시 54%로 확인하였고, 추출물 내 유효성분으로 마키아인 함량은 1.68 mg·g-1으로 검출되었다. 본 연구의 결과는 산업화 식물로써 유망있는 수종인 회화나무의 기내 대량증식과 이차대사산물 생산성을 향상할 수 있는 위한 기초자료로 활용할 수 있을 것이다.

Tomatoes in greenhouse are a widely cultivated horticultural crop worldwide, accounting for high production and production value. When greenhouse ventilation is minimized during low temperature periods, CO2 enrichment is often used to increase tomato photosynthetic rate and yield. Plant-induced electrical signal (PIES) can be used as a technology to monitor changes in the biological response of crops due to environmental changes by using the principle of measuring the resistance value, or impedance, within the crop. This study was conducted to investigate the relationship between tomato growth data, vital response, and PIES resulting from CO2 enrichment in greenhouse tomatoes. The growth of tomato treated with CO2 enrichment in the morning was significantly better in all items except stem diameter compared to the control, and PIES values were also higher. The growth of tomato continuously applied with CO2 was better in the treatment groups than control, and there was no significant difference in chlorophyll fluorescence and photosynthesis. However, PIES and SPAD values were higher in the CO2 treatment group than control. CO2 enrichment have a direct relationship with PIES, growth increased, and transpiration increased due to the increased leaf area, resulting in increased water absorption, which appears to be reflected in PIES, which measures vascular impedance. Through this, this study suggests that PIES can be used to monitor crops due to environmental changes, and that PIES is a useful method for non-destructively and continuously monitoring changes of crops.

This study was conducted to determine the optimal dipping time and concentration of gibberellin for improving the growth and quality of domestic cultivar 'Seolhyang' strawberry when using runner plants. Strawberry runner plants were collected on November 10th and soaked in GA3 concentrations of 50, 100, and 150 mg·L-1 for 30 and 60 minutes, respectively. After 75 days of planting, the growth results showed that in the 30-minute, 50 mg·L-1 treatment, the crown diameter was thicker and the T/R ratio was lower, indicating better plant vitality. Runner length increased with lower gibberellin concentrations, particularly promoting vegetative growth. Photosynthetic efficiency was more influenced by gibberellin concentration than dipping time, and using concentrations above a certain threshold acted as a stress factor for runner plants, leading to decreased photosynthetic efficiency. For enhancing seedling growth, soaking with 50 mg·L-1 of gibberellin for 30 minutes was found to be optimal. This study verified the effects of gibberellin treatment on strawberry runner plants to improve plant growth and quality, providing useful basic data for using gibberellin.

This study was conducted to investigate the growth characteristics of cucumber (Cucumis sativus L. ‘Joeunbaekdadagi’) and tomato (Solanum lycopersicum L. ‘Dotaerang Dia’) seedlings by light intensities and CO2 concentrations in a closed-type plant production system (CPPS). Cucumber and tomato seeds were sown in 50-cell trays and germinated in CPPS at air temperature 25 ± 1°C and relative humidity 50 ± 10% for 4 days. After germination, the CO2 concentrations and light intensity treatment were treated at 500 (ambient), 1,000, and 1,500 μmol·mol-1 and 100, 200, and 300 μmol·m-2·s-1 photosynthetic photon flux density (PPFD), respectively. The leaf area of cucumber showed the highest value in CO2 1,500 μmol·mol-1. However, the leaf area of the tomato had no significant difference in CO2 concentrations and light intensities treatments. In cucumber and tomato both seedlings, the growth and quality such as compactness and leaf area rate were increased with the increase of light intensity, and there were highest in 300 μmol·m-2·s-1. The root surface and number of root tips of cucumber and tomato seedlings were significantly increased with the increase in light intensity. In conclusion, the regulation of the CO2 concentrations and light intensity can control the growth and quality of cucumber and tomato seedlings in CPPS, especially, increasing the light intensity can improve more significantly the growth and quality of seedlings.

본 연구에서는 영종도에 위치한 인천과학고등학교 주변에 서식하는 개미와 개미집 근권토양을 두 차례에 걸쳐 채취한 것을 활용하여 토양미생물 순수분리 및 동정을 진행하였다. 채취된 개미의 더듬이의 모양, 털의 위치 및 분포 등의 형태학적 동정 및 DNA extraction을 통한 분자생물학적 동정을 통하여 채취한 개미를 Camponotus japonicus으로 결론하였다. 토양미생물을 연속희석법을 이용하여 확인한 결과 채취한 개미집 세 곳에서 각각 12, 18, 10개의 종이 동정되었다. 개미집 근권토양의 비옥도가 상대적으로 높다는 선행연구를 바탕 으로 ‘분리한 토양미생물이 다양한 유기물 분해 효소활성을 보일 것’이라는 가설을 세웠고, 이를 확인하기 위해 분별배지를 제작하여 디스크 확산법을 진행하였다. 실험 결과 개미집 근권 토양에서 분리된 균주가 일반 토양에 서 분리된 균주에 비해 높은 효소활성을 보임을 확인하였으며 개미집 근권 토양 미생물의 불용성인산 가용화능 이 우수함을 확인하였다. 이후 위 실험들을 바탕으로 개미집 근권 토양 미생물이 식물 생장을 촉진시켜 미생물을 접종한 토양에서의 식물의 건조 질량이 증가하였음을 확인하였다.

Silicon (Si) has the potential to improve plant growth and stress tolerance. The study aimed to explore Si-involving plant responses and molecular characterization of different Si-responsive genes in alfalfa. In this study, the exogenous supplementation of Si enhanced plant growth, and biomass yield. Si-acquisition in alfalfa root and shoot was higher in Si-supplemented compared to silicon deficient (-Si) plants, implying Si-acquisition has beneficial on alfalfa plants. As a consequence, the quantum efficiency of photosystem II (Fv/Fm) was significantly increased in silicon-sufficient (+Si) plants. The quantitative gene expression analysis exhibited a significant upregulation of the Lsi1, Lsi2, Lsi3, NIP5;1, and NIP6;1 genes in alfalfa roots, while BOR1, BOR4, NIP2, and NIP3 showed no significant variation in their expression. The MEME results further noticed the association of four motifs related to the major intrinsic protein (MIP). The interaction analysis revealed that NIP5;1 and Lsi1 showed a shared gene network with NIP2, BOR1, and BOR4, and Lsi2, Lsi3 and NIP3-1, respectively. These results suggest that members of the major intrinsic proteins (MIPs) family especially Lsi1, Lsi2, Lsi3, NIP5;1, and NIP6;1 genes helped to pass water and other neutral solutes through the cell membrane and those played significant roles in Si uptake and transport in plants. Together, these insights might be useful for alfalfa breeding and genome editing approaches for alfalfa improvement.

본 연구는 퍼레니얼 라이그래스에서 생장조정제 trienexapacethyl과 prohexadione-calcium을 처리하였을 때 생육 시기별 잔디 품질과 생육 억제 효과를 조사하였다. 처리구는 대조구 (Control), TE 처리구(0.01 a.i. g·m-2·100mL-1) 및 PC 처리구 (0.01 a.i. g·m-2·100mL-1)으로 설정하였다. 생장조정제 처리 후 퍼레니얼 라이그래스의 엽색 지수 및 엽록소 함량은 대조 구와 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았다. TE와 PC 처리구에서 잔디의 초장은 각각 8.9－12.4%와 6.7－13.6% 씩 감소하였고, 잔디 예지물량은 44.4－45.8%와 40.6－ 40.9%씩 감소하였다. 생장조정제 처리 후 경과 일수와 초장 의 변화를 이용하여 약효 지속 기간을 조사하였을 때, TE와PC 처리구는 1차 조사(7월 29일－8월 26일)에서 각각 43.6일과 37.9일, 2차 조사(9월 30일－10월 28일)에서는 38.3일과 39.5일이었다. 상기 결과들을 종합할 때, TE와 PC의 처리는 퍼레니얼 라이그래스의 초장 및 생육을 억제하였고, 약효 지 속 기간은 약 40 ±3일 정도를 나타냈다. 또한 생장조정제 처리 시 계절별 잔디 생육과 품질에 영향을 미치지 않았으며, 약해 는 발생하지 않았다.

본 연구는 DFT 재배 시스템을 이용한 밀폐형 식물생산시스 템에 MB처리 유무에 따른 상추(Lactuca sativa L.)와 배초향 (Agastache rugosa Kuntze)의 생육과 양액 특성을 조사하기 위해 수행되었다. 상추와 배초향은 밀폐형 식물생산시스템에 서 23일간 재배되었다. MB는 매일 9시, 13시, 17시에 5분씩 16일간 처리하였다. 상추와 배초향의 엽장, 엽폭, 엽면적, 생 체중 및 건물중은 MB처리구에서 대조구에 비해 유의하게 낮 았다. 상추와 배초향의 총 뿌리길이, 뿌리 표면적, 근단 수도 MB처리구에서 유의적으로 낮게 나타났다. 평균 뿌리 직경의 경우, 상추는 처리 간에 차이가 없었으나, 배초향은 MB처리 구에서 유의적으로 굵어 종 간에 차이가 있음을 확인하였다. 본 연구 결과, DFT 방식으로 상추와 배초향을 재배할 때 MB 처리는 비생물적 스트레스를 유발하여 생육을 억제하는 것으 로 나타났다.

부추속은 수선화과에 속하며 약 1000여종에 이른다. 좀부 추는 자생 부추속에 속하며 식용이 가능하고 크기가 작아 분 화식물로 적합하다. 이에 따라 본 연구는 좀부추를 분화 소재 로서 개발하기 위하여 식물의 측지성장을 촉진하고 꽃의 품질 을 향상시키기 위해 수행되었다. 이를 위하여 좀부추의 구근 을 생장조절제(GA3, BA, 에테폰, TDZ)에 다른 시간(1, 5시 간)동안 침지처리했을 때 식물의 생장과 꽃에 어떤 영향을 주 는지 조사하였다. GA3 처리구는 엽수와 자구의 수가 증가해 증식을 촉진시키는 효과가 있었다. 게다가 GA3는 화수의 증 가와 조기개화를 유도했다. 그러나 엽폭과 화경의 폭은 감소 하였다. 에테폰은 좀부추의 초장과 초폭에서 영향을 주지 않 았으나 1h에서 자구의 수가 증가하였다. 에테폰은 화서 발생 을 억제하여 화경의 수가 감소하였다. BA는 식물의 생장과 개 화 특성에 유의적인 영향을 보이지 않았다. TDZ처리한 식물 은 왜화되고 생육상태가 불량하였으며, 식물을 고사시켰다.

This study aims to select eggplant cultivars adaptive to the hot temperature period greenhouse climate by water consumption, and growth performance of plants and fruits of different European eggplant cultivars, including ‘Bartok (BA)’, ‘Bowie (BO)’, ‘Black Pearl (BP)’, ‘Ishbilia (I)’, ‘Mabel (M)’, ‘Vestale (VE)’ and ‘Velia (VL)’, in substrate hydroponic cultivation under hot and humid greenhouse conditions. On the 118 DAT, the leaf number and stem dry weight were highest in ‘VL’, followed by ‘M’, and there was no significant difference in leaf dry weight among cultivars. The marketable fruit number per plant was 16.4 for ‘M’, which was higher than other cultivars, and ‘VE’ and ‘VL’ were 8.5 and 8.8, respectively. The weight per fruit was low for ‘M’ at 136 g, and the highest in ‘VE’ and ‘VL’ at 332 and 281 g, respectively. There was no significant difference in fruit production per plant. In this study, ‘M’, which has high water use efficiency and a large number of fruits, and ‘VL’, which required less quantity to water consumption for producing 200 g of fruit and had a high product weight, will have excellent adaptability in the UAE greenhouse condition.

This study was aimed to determine the effects of grow media on the mineral contents of the leaves and growth characteristics of strawberry grown under aquaponics system in a plant factory. For aquaculture, 12 fish (Cyprinus carpio) (total weight, 2.0 kg) were raised in an aquaponics tank (W 0.7 m × L 1.5 m × H 0.45 m, 472.5 L) filled with 367.5 L of water at a density of 5.44 kg·m-3 and total 34 of strawberry seedlings were transplanted in the pots filed with 200 g of orchid stone, hydroball or polyurethane sponge in the growing bed (W 0.7 m × L 1.5 m × H 0.22 m) laid out with holly acrylic sheet (140×60 mm, Ø80) on the top of the system. The pH and EC of the aquaponic solution was ranged from 7.6 to 4.9 and 0.24－0.91 dS·m-1, respectively. The concentration of NO3-N was about 28% lower than that of the hydroponic standard solution, and K, Fe and B were 10, 27 and 3.8 times lower, respectively; however, the mineral contents of strawberry leaves were in the appropriate ranges with lower contents in the leaves grown with sponge media. The organic content (OM), nitrogen (N), phosphorus (P), and potassium (K) of the sludge were 61.5, 5.72, 8.92, and 0.24%, respectively. The leaf area, leaf number, and dry and fresh weights of shoot at 81 DAT were significantly higher in the hydroball, and the average number of fruits per plant was significantly higher in both the orchid stone and hydroball. There was no significant difference in the fresh and dry weights of fruits. Integrated all the results suggest that the orchid stone and hydroball media are more effective to utilize nutrients in solid particles of aquaponic solution, compared to the polyurethane sponge.

본 연구는 절화용 튤립(Tulipa spp.) 4품종을 대상으로 재 식밀도에 따른 생장과 발육 특성을 알아보고 광이용효율을 분 석하여 우리나라에서 튤립 촉성재배시 필요한 기초자료를 얻 고자 실시되었다. 절화용 튤립 ‘Novi Sun’, ‘Timeless’, ‘Il de France’, ‘Dow Jones’ 4품종을 대상으로 구근용 재배 상자 (가로×세로×높이; 60cm×40cm×20cm)에 상자당 48, 70, 96개의 구근을 정식하여 저온처리 이후 비닐하우스로 운반되 었다. 그 결과, ‘Novi Sun’과 ‘Timeless’는 온실 이식 이후 35 일 만에 수확되었으며 ‘Il de France’와 ‘Dow Jones’는 그보 다 빠른 30일 만에 수확되었다. 모든 품종에서 재식밀도가 증 가할수록 생체중, 줄기 직경, 엽면적이 감소하였다. 정상개화 율은 96bulbs/box 처리에서 특히‘Novi Sun’ 32.7%과 ‘Timeless’ 4.7%로 감소하였으며 이 두 품종에서 줄기와 꽃의 건물중이 크게 감소하는 것으로 나타났다. 광이용 효율과 밀접 한 지표인 엽면적지수는 재식밀도가 높아질수록 증가하였다. 광합성 효율은 ‘Novi Sun’과 ‘Timeless’의 경우 저광도에서 재식밀도에 따라 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 엽면적 감 소와 형태적인 변화가 작은 ‘Il de France’과 ‘Dow Jones’에 서 광합성 효율이 크게 변화하였다. 재식밀도에 따라 다양한 생육 반응은 유사한 경향은 있으나 품종에 따라 광합성 효율과 동화산물의 분배가 크게 달라지는 것으로 나타났다. 튤립 촉성 재배 시 정상적인 꽃의 발달과 생육 확보를 위해서는 충분한 재식 간격을 확보할 수 있는 재식밀도로 정식해야 한다.

Growth modeling in plant factories can not only control stable production and yield, but also control environmental conditions by considering the relationship between environmental factors and plant growth rate. In this study, using the expolinear function, we modeled perilla [Perilla frutescens (L.) Britt.] cultivated in a plant factory. Perilla growth was investigated 12 times until flower bud differentiation occurred after planting under light intensity, photoperiod, and the ratio of mixed light conditions of 130 μmol·m-2·s-1, 12/12 h, red:green:blue (7:1:2), respectively. Additionally, modeling was performed to predict dry and fresh weights using the expolinear function. Fresh and dry weights were strongly positively correlated (r = 0.996). Except for dry weight, fresh weight showed a high positive correlation with leaf area, followed by plant height, number of leaves, number of nodes, leaf length, and leaf width. When the number of days after transplanting, leaf area, and plant height were used as independent variables for growth prediction, leaf area was found to be an appropriate independent variable for growth prediction. However, additional destructive or non-destructive methods for predicting growth should be considered. In this study, we created a growth model formula to predict perilla growth in plant factories.

생물환경조절학회지 31권 4호에 게재된 논문의 사사가 잘못 기재되어 있어 바로 잡습니다.

농업 재배지 토양으로부터 auxin 생성세균 KSD16, KSD33 그리고 KSD36를 분리하였다. 분리 균주 KSD16, KSD33 그리고 KSD36 는 16S rRNA 유전자 계통분석을 통해 Arthrobacter 속으로 분류되 었다. 이들 균주는 R2A배지에 0.1% L-tryptophan를 첨가한 배지에서 28℃, 48 시간 배양한 결과, auxin 의 일종인 indole-3-acetic acid (IAA)를 204.4 mg L-1 생성하는 것으로 확인되었다. IAA 생성세균의 녹 두종자 발아에 미치는 영향을 확인한 결과, Arthrobacter 속 균주 KSD16, KSD33 그리고 KSD36 는 대조 군에 비해 뿌리길이와 발근수가 증가하였다. Arthrobacter 속 균주의 녹두 성장촉진 효과를 확인한 결과, 녹두의 발아율이 대조군보다 73.4 % 증가하는 특징을 나타내었다.

음식물류폐기물 직매립, 해양투기 등이 금지됨에 따라 음식물류폐기물은 대부분 자원화를 통해 처리되며 퇴비화하여 생산한 음식물류혼합퇴비(이 하, 음폐퇴비)는 작물 생산성을 향상 등을 위하여 농경지에 퇴비로 사용한다. 하지만, 염분 집적에 의한 작물 생육이 우려되며 이에 따른 피해를 줄이기 위하여 음폐퇴비와 블랙카본, 유용 미생물을 함께 사용하면 염분에 의한 피해를 줄일 수 있을 것으로 기대된다. 이에 본 연구는 음폐퇴비와 바이오차의 한 종류인 블랙카본, 유용 미생물을 처리 시 상추의 수량과 토양 특성 변화를 알아보고자 하였다. 처리구는 무비구(NF), 무기질 비료 (NPK), 무기질 비료 + 음폐퇴비 (NPKF, 대조구), 무기질 비료 + 음폐퇴비 + 블랙 카본 (NPKFC), 무기질 비료 + 음폐퇴비 + 미생물 (NPKFB), 무기질 비료 + 음폐퇴비 + 블랙카본 + 미생물 (NPKFCB)이다. 상추 생육 조사 결과, 생육 후기인 21일째에 NPKFCB 처리구에서 엽장 20.7 cm, 엽폭 20.2 cm, SPAD-502 32.0으로 가장 생육이 좋았으며, 수량 조사 결과 또한 NPKFCB 처리구에서 주당 총 엽수가 28.8개로 가장 많았다. 수량지수는 무처리가 84.1로 가장 낮았고 NPKFCB 처리구에서 128.7로 가장 높았다. 이는 블랙카본에서 공급되는 K, P, Ca 등의 양분과 미생물 활성화가 작물 생산성 향상에 도움을 준 것으로 판단된다. 토양 화학성 분석 결과 pH는 NPKFB 처리구에서 6.9로 가장 높았으며, EC는 NPKF에서 1.7 dS m-1로 가장 높았다.

The objective of this experiment was to investigate the effect of drip irrigation volume on tomatoes (Solanum lycopersicum L.) grown in a greenhouse using perlite medium. Plants were treated by three different irrigation treatment I0, I25, and I50 (where irrigation volume of I25 and I50 was 25% and 50% higher than I0, having limited or no leaching). Growth characteristics of plants, yield and water use efficiency were measured. The result showed that plant height, leaf length and leaf width were lowest in the I0 treated plants. However, these parameters were not statistically significant differences between the plants that were grown in the I25 and I50 treatment. Soluble solids content, acidity and dry matter of 111th, 132nd, and 143rd days harvested tomato were higher in the plants irrigated with lowest volume (I0) than the higher volume (I25 or I50). In addition, water content was lower in the 111th and 132nd days of harvested tomatoes from the I0 treatment. The number of big-size tomatoes (>180 g) was significantly higher in the I25 irrigated plants. There was no significant difference in the total number of harvested fruits among the treatments. The average fruit weight and total yield of harvested tomatoes were lowest in the I0 treated plants. The water consumption of tomato was not significantly different amongst the treatments but water use efficiency was lowest in the I0 treatment. Principal component analysis revealed that total soluble solid and acidity of tomato showed a positive correlation between each other. These results suggest that I25 was the optimum irrigation treatment for tomato based on its measured growth characteristics, yield and water use efficiency.