Schlumbergera truncata absorbs CO2 through its mature phylloclades during the night, and can use a substantial amount of CO2 without requiring ventilation. This study investigated the growth and photosynthetic responses of S. truncata ‘Red Candle’ at two CO2 levels—ambient (≈ 400 μmol･mol-1) and elevated (≈ 1000 μmol･mol-1). At 0–8 weeks after treatment (WAT), width and length of mature phylloclade and length of immature phylloclade did not differ significantly among the CO2 treatments. At 4–8 WAT, number of branches and phylloclades were significantly greater in plants grown under ambient CO2 than those under elevated CO2. Net CO2 uptake was highest in mature phylloclades of plants grown under ambient and elevated CO2 regimes at night, at 2.51 and 1.30 μmol·CO2·m-2·s-1, respectively. However, no statistically significant variation was observed at 6 WAT, and stomatal conductance was significantly affected only by CO2 uptake time at 6 and 8 WAT. Water-use efficiency of mature and immature phylloclades at night increased with increase in CO2 levels (r = 0.7462 and 0.9312, respectively). At 123 days after treatment, plants grown under elevated CO2 had 82.7 floral buds, compared to 72.1 buds in those under ambient CO2. However, this difference was not statistically significant. Moreover, S. truncata grown under elevated CO2 exhibited decreased growth and photosynthesis, whereas the number of floral buds did not exhibit any significant differences among the treatments.

단단한 자구를 가진 적색 비모란선인장 ‘Gangjeok’ 품종 은 ‘Isaek’품종을 모본으로, ‘Suyeon’ 품종을 부본으로 하여 2018년에 교배하여 육성하였다. 교배 후 획득한 종자는 조직 배양실에서 기내파종하여 획득한 유묘를 기내에서 삼각주선 인장에 접목하여 ‘1802001’ 등 20계통을 양성하였다. 2019 년에 기내에서 양성한 20계통을 온실에서 삼각주선인장 대목 에 접목하여 재배하면서 ‘1812005’ 계통을 1차 선발하였다. 2020년부터 2022년까지 3차에 걸쳐서 특성을 검정한 후, 농 산물직무육성품종 심의회에서 최종 선발하여 ‘Gangjeok’으 로 명명하였다.‘Gangjeok’ 품종은 편원형의 적색 구를 가진 다. 혹(tubercle)이 돌출된 형태의 모구는 8.4개의 능(rip)을 가지며, 3.5mm 짧은 회색 가시가 발생한다. 정식 10개월 후 ‘Gangjeok’ 품종의 직경은 46.1mm이며, 자구는 평균 18.3 개 발생한다. 2022년 육성계통 평가회에서 ‘Gangjeok’ 품종 은 높은 기호도 점수 4.0을 받았다.

접목선인장은 수출 화훼류 중 중요한 부분을 차지하는 품목 으로 품종 육성과 재배 기술의 개발이 꾸준히 요구된다. 품종 육성은 접목선인장에서 적색 외에도 다양한 색상의 품종이 요 구되어 접목선인장의 품종 개발에 대한 요구를 충족하고자 밝 은 분홍색이 선명하고, 기호도가 좋은 ‘연실(YeonSil)’ 품종을 육성하였다. 접목선인장 ‘연실’은 국립원예특작과학원에서 구 의 색상이 흑·분홍색인 ‘0105057’계통을 모본으로 하고 같은 흑·분홍색인 ‘BP72’를 부본으로 교배하여 얻은 실생 품종(등 록번호 제 3920호)이다. ‘연실(YeonSil)’은 편원형으로 구색 은 분홍색(RP N66B)에 돌출된 결각(tubercle)이 있는 모양 으로 대조구 ‘연시’보다 높은 기호도를 가졌다. 재배 방법을 달리하여 육성된 ‘연실’ 품종을 토경과 양액재배(저면매트를 활용한 양액급액)방법으로 재배 후 생육 특성을 검토하였다. 접목선인장 재배방법에 따른 토양재배와 양액재배 방법 간 생 육에 다소 차이를 보였으며, 양액재배에서 우수한 경향을 보 였다. 생육 중 저면 매트를 활용한 양액재배가 토경재배보다 생체중, 구폭, 구고, 구중이 증가하는 것으로 나타났다. 접목 선인장 재배에서 토양재배는 뿌리썩음병 등의 병 발생 문제가 심각하여 저면매트를 활용한 양액재배가 토양재배를 대신하 는 효율적인 방법으로 생각된다. 본 연구는 접목선인장에서 품종 개발과 함께 재배방법에 대한 일괄적인 연구가 필요한 것으로 판단된다.

Crassulacean acid metabolism (CAM) plants use surplus CO2 generated by cooling and heating at night when ventilation is not needed in a greenhouse. Schlumbergera truncata ‘Pink Dew’ is a multi–flowering cactus that needs more phylloclades for high–quality production. This study examined photosynthetic characteristics by the phylloclade levels of S. truncata in a growth chamber and a greenhouse for use of night CO2 enrichment. The CO2 uptake rate of the S. truncata’s top phylloclade in a growth chamber exhibited a C3 pattern, and the second phylloclade exhibited a C3 –CAM pattern. The CO2 uptake rate of the top phylloclade in a greenhouse showed a negative value both day and night, but those of the second phylloclade exhibited a CAM pattern. The stomatal conductance and water–use efficiency (WUE) of S. truncata at both the top and second phylloclades were higher in a growth chamber than in a greenhouse. The WUE of S. truncata in a growth chamber and a greenhouse was higher at the second phylloclade, which is a CAM pattern compared with those of the top phylloclade. The daily total net CO2 uptake of S. truncata was higher in a growth chamber than in a greenhouse. The daily total net CO2 uptake of S. truncata at the second phylloclade had the highest value of 155 mmol·m–2·d–1 in a growth chamber. The night total CO2 uptake of S. truncata at the second phylloclade was 3–fold higher in a growth chamber than in a greenhouse. S. truncata’s second phylloclade exhibited a CAM pattern that uptake CO2 at night, and the second phylloclade, was more mature than the top phylloclade. A multi–flowering cactus S. truncata ‘Pink Dew’ efficiently uptake night surplus CO2 in the proper environmental condition with matured phylloclade.

접목선인장은 우리나라 주요 수출 화훼 작목 중 하나이다. 접목선인장은 대부분 선박으로 수출되며 작은 병징만 나타나도 수출에 제약이 많고 경제적 손실도 발생하므로, 접목 과정에서 철저한 소독 과정이 요구된다. 현재 농가에서는 접목 칼을 토치로 소독하고 있으나, 유해가스로 인한 신체적 피해가 발생하고 있어 이를 대체할 소독 방식이 필요하다. 첫번째로 2번의 박테리아 검정 결과, 열탕 15초 소독이 가장 효과적으로 박테리아 증식을 억제하였다. R2A배지 검정 결과, 열탕 15 초 이상부터는 검출되지 않았으며, petrifilm에 분주하였을 때 는 0.33±1.29 CFU/mL이 발생하였다. 두번째로 모의 수송 과정 중 생체중 변화량의 경우, 분홍색 자구의 경우 무처리는 73.07b, 토치 소독은 92.18a, 열탕 15초 소독은 93.29a% initial 로 나타났다(p≤0.05). 세번째로 구경 변화량의 경우, 토치 소독과 열탕 15초 소독 모두 무처리보다 감소폭이 적어 품질 유지를 위해선 소독 과정이 반드시 필요하다고 판단된다. 마지막으로 소독 방식에 따른 최종 부패율은 무처리, 토치 소독, 열탕 15초 소독 각각 27.5±9.01, 28.33±11.55, 16.67±5.77% 가 나타났으므로 열탕 15초 소독이 가장 효과적이다. 따라서 열탕 15초 소독은 관행 소독 방식의 문제점을 해결할 수 있고, 접목 선인장의 품질 향상 및 부패 감소로 농가의 경제적인 이득 또한 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.

비모란 선인장 ‘Ahwang’ 품종이 2016년에 국립원예특작과 학원에서 육성되었다. 증식력이 우수한 밝은 황색 ‘Ahwang’ 품종 육성을 위해서, 황색 ‘Hwangun’품종을 모본으로, 황색 ‘0930001’ 계통을 부본으로 하여 2012년 6월 25일에 교배하였다. 어린 비모란 선인장을 2014년 이전에 삼각주에 2번 접목하여 계통을 양성하였으며 2014년부터 2016년까지 총 3회에 걸쳐 생육특성을 조사하였다. ‘Ahwang’ 품종의 모구는 편원형 모양에 황색 구색(Y9A)이다. 모구는 평균 8.6개의 능(rip)과 2.7mm의 짧은 직립형 회색 가시를 가지고 있고 혹(tubercle)이 돌출된 형태를 띠고 있다. 10개월 재배 후 ‘Ahwang’ 품종의 구직경은 44.5mm였으며 자구는 평균 26.9개가 생성되었다. ‘Ahwang’ 품종은 모구 능마다 황색의 자구가 3-4개가 착생되었다. 2016년 육성계통 평가회에서 ‘Ahwang’ 품종은 기호도 점수 3.9을 받았다. 이 품종은 2018년 5월 16일 국립종자원에 등록되었으며 식물신품종보호법에 의해 품종보호(등록번호 7193)를 받게 되었다.

농가 선호도가 높은 진적색 비모란 선인장 ‘Aul’(Gymnocalycium mihanovichii ‘Aul’) 품종은 황적색 ‘0809067’계통을 모본으로, 진적색 ‘0828039’ 계통을 부본으로 하여 2012년 7월 7일에 계통간 교배하여 육성된 교배종이다. 어린 비모란 선인장을 2013년까지 삼각주에 2번 접목하여 계통을 양성하였으며 2014년부터 2016년까지 총 3회에 걸쳐 생육특성을 조사하였다. ‘Aul’ 품종의 모구는 편원형 모양과 적색 구색(R44A)이다. 모구는 평균 9.7개의 능(rip), 3.0mm의 짧은 직립형 회색 가시, 혹(tubercle)이 돌출된 형태였다. 10개월 후 ‘Aul’ 품종의 구직경은 46.9mm였으며 황적색(R44A+Y9A) 자구는 평균 16.4개가 생성되었다. ‘Aul’ 품종 모구의 능마다 황적색의 자구가 1~2개가 착생되며, 형태적으로 균형미가 있다. 2016년 육성계통 평가회에서 ‘Aul’ 품종은 기호도 점수 3.8을 받았다. 2018년 5월 16일에 이 품종은 국립종자원에 등록되었으며 종 자산업법에 의해 품종보호(등록번호 7195)를 받는다.

농가 선호도가 높은 분홍색 비모란 선인장 ‘Yeonbit’는 분홍색 품종 ‘Yeonsi’을 모본으로, 분홍색 ‘Yeonsil’ 품종을 부본으로 하여 2011년에 교배하여 육성된 교배종이다. 종자를 70% C2H5OH와 2% NaOCl로 멸균처리한 후, 100mL 삼각플라스크 0.1% 활성탄이 첨가된 Kyoto 배지에 파종하였다. 발아된 유묘는 기저부를 잘라 기배계대 배양된 어린 삼각주에 접목한 후 동일한 배지가 첨가된 시험관에 치상하였다. 6개월 재배 후 온실로 옮겨서 순화과정을 거쳤으며, 기외에서 매년 접목을 하였으며 총 4번을 접목하여 2013년부터 2015년까지 총 3회에 걸쳐 생육특성을 조사하였다. ‘Yeonbit’ 품종은 편원형 모양과 분홍색 구색을 가지고 있다. 그리고 7~9개, 평균 8.0개의 능(rip), 갈색의 직립형 짧은 가시, 그리고 혹(tubercle)이 돌출된 형태로, 모구가 구성되어 있다. 정식 10개월 후 ‘Yeonbit’ 품종의 구직경은 34.5mm였으며 자구는 모구와 같은 분홍색으로 평균 15.4개가 생성되었다. 2015년 육성계통 평가회에서 ‘Yeonbit’ 품종은 기호도 점수 3.7을 받았다. 2017년 6월 12일에 이 품종은 국립종자원에 등록되었으며 종자산업법에 의해 품종보호(등록번호 6752)를 받게 되었다.

There are studies on the assessment of non-edible transgenic plants on soil microbial communities. In this research we evaluated the effect of virus-resistant trigonal cactus on soil microbial communities of the rhizosphere. Soil samples are collected and compared in genetically modified (GM) and non-GM trigonal cactus cultivation fields during vegetative growth period and post-harvest period. Biolog EcoplateTM was used to evaluate the functional diversity of soil microbial communities. There were no significant differences between the GM and non-GM soil samples collected during the vegetative growth period. However, we observed temporary difference in carbon substrate utilization. Principal component analysis showed that soil microbiota was influenced not by presence of GM or non-GM trigonal cacti, but rather by the cultivation period. Denaturing gradient gel electrophoresis fingerprinting revealed that virus-resistant trigonal cactus cultivation had insignificant effect on soil microbial communities including dominant rhizosphere bacteria, actinomycetes, and fungi. We found no clear evidence of GM trigonal cactus cultivation affecting the functional diversity of soil microbial communities.

The National Institute of Horticultural & Herbal Science achieved the breeding of the moon cactus cultivar ‘Hahong’ with dark red color in 2013. Initially, the red dark colored 'Seolhong' and 'Gohong' cultivars were crossed in 2009. Their seeds were harvested after 2 months, sterilized by C2H5OH 70% and NaOCl 2%, and then sowed in 100 mL flasks filled with Kyoto medium + Charcoal 0.1%. The bottom of the germinated shoot was cut, grafted in vitro into a young vine cactus, Hylocereus trigonus, and then planted in a test tube with the same medium. After 6 months, the young grafted cactus was moved into the greenhouse and hardened for 7 days. The cactus was grafted in vivo once a year for four years, the characteristics of growth were surveyed three times from 2011 to 2013, according to the guidelines for the conduct of tests for distinctness, uniformity and stability of Gymnocalycium mihanovichii. ‘Hahong’ has a flat round shape, dark red skin color (R 46B), an average of 8.3 ribs (8 – 10 ribs) similar to ‘Seolhong’. The spine on the body has gray and brown colors and grows up to 4.1 mm in average in a straight shape. The tubercle on the rib is projecting, with a diameter of 39.6 mm, and produces 14.2 offsets in average at 10 months from planting. The preference score for this cactus is 4.2 on a five-point scale. On June 1, 2015, ‘Hahong’ was registered (registration No. 5561) and is now protected by Korean Seed Industry Law.

The aim of this work was to select suitable fermentation treatments for the efficient bioconversion of cactus (Opuntia humifusa Raf.) bioactive components with an improved radical scavenging activity for use as a nutraceutical. To obtain microorganisms for the microbial conversion of cactus, Leuconostoc mesenteroides ATCC8294, Lactobacillus plantarum KCTC 3099, Lactobacillus plantarum KERI 236 and Monascus pilosus KCCM 60029 (ATCC 22080) were used for fermentation. Fermentation by Lac. plantarum KCTC 3099 was the most effective at scavenging 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl hydrate (DPPH) and 2,2-azino-bis-(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS) radicals and reducing iron ( ). In particular, uronic acid levels showed a remarkable increase in fermentation. The polyphenol and quercetin content of the fermented cactus showed large increases from 108.65 μg/mL and 2.71 μg/mL to 227.83 μg/mL and 9.73 μg/mL, respectively, showing a maximum level at 36 h of fermentation with Lac. plantarum KCTC 3099. Thus, cactus fermentation with Lac. plantarum is an useful process for the enhancement of antioxidant contents and activity of fresh cactus.

해외 수출용 비모란 선인장 ‘Isaek’ 품종이 2012년 국립원예특작과학원에서 육성되었다. 황적색 계통 ‘line21’을 모본으로, 분홍색의 ‘Yeonhwa’ 품종이 부본으로 하여2008년에 교배되었다. 수확된 종자는 활성탄이 첨가된Kyoto 배지의 100mL 삼각플라스크에 파종하였으며, 발아된 유묘를 기내에서 접목하여 시험관에서 6개월 동안재배하였다. 포장에서 4회에 걸쳐 접목을 다시 하여 재배하였으며, 2010년부터 2012년까지 총 3회에 걸쳐 생육특성을 조사하였다. ‘Isaek’ 품종은 편원형의 모양과 적황색의 구색을 가지고 있다. 그리고 모구에는 8~10개,평균 9.0개의 능과 회갈색의 직립형 짧은 가시가 있다.능에 있는 혹(tubercle)은 돌출된 모양을 가지고 있다. 정식 10개월 후 ‘Isaek’ 품종의 구직경은 40.7mm로 대조품종 ‘Honjo’에 비해 작은 편이었다. 자구는 모구와 같은 황적색으로 10개월 동안 평균 10.5개가 생성되었다.2014년 2월 14일에 ‘Isaek’ 품종은 종자원에 등록되었으며 종자산업법에 의해 품종보호를 받게 되었다.

진적색을 가진 비모란 선인장 품종을 개발하기 위해서 진적색을 가진 ‘설홍’ 품종을 모본으로 하고 진적색의 ‘후홍’ 품종을 부본으로 하여 2008년에 국립원예특작과학 원 선인장 온실에서 교배하였다. 기내에서, 수확된 종자 는 100mL 삼각플라스크에 활성탄이 첨가된 Kyoto 배지 에 파종하였으며, 발아된 유묘를 어린 삼각주에 접목하 여 시험관에서 6개월 동안 재배하였다. 6개월 키운 유묘 를 2차로 접목하여 온실에 정식하여 2012년까지 비모란 선인장의 다양한 특징을 3회에 걸쳐 조사하였다. ‘일홍’ 품종은 편원형의 모양과 진적색의 구색을 가지고 있다. 또한, 8~10개의 결각과 회갈색의 직립형 짧은 가시를 가지고 있다. 정식 10개월 후 ‘일홍’ 품종의 구직경은 44.7mm로 ‘설홍’ 품종에 비해 큰 편이었다. 번식 수단이 되는 자구는 10개월 동안 평균 18.0개를 생산한다.

The quality characteristics of noodles made from domestic Korean wheat flour added with 0, 1, 3, 5% cactus Chounnyuncho (Opuntia humifusa) powder were investigated. The water absorption and peak time of dough, as determined by farinography, increased with higher cactus powder content. Stability and elasticity of dough decreased as fermentation proceeded. Cooking characteristics of noodles made from dough such as weight, water absorption, and volume decreased with higher cactus powder content. The turbidity of cooked water increased significantly with 5% cactus powder content. For color test, L-value decreased while a-value and b-value increased with higher cactus powder content. In texture analyses, hardness, adhesiveness, springiness, cohesiveness, and gumminess increased with higher cactus powder content. In the sensory test, noodles containing 3% cactus powder were the most preferred.