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.

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.

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.

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.

A total of 40 Korean rice cultivars were exposed to high temperature during grain filling stage in the greenhouse condition and changes in head rice ratio of brown rice, whiteness of milled rice, amylose and protein contents were investigated in comparison with field-grown plants. Testing cultivars were categorized into four groups according to maturation period and accumulated temperature was 1216.4～1775.8oC in the field condition and 1275.8～ 1893.7oC in the greenhouse condition during grain filling stage. Reduction ratio of head rice and whiteness under high temperature in the four groups were 23.6, 17.7, 13.0, 8.7% and 12.7, 12.3, 9.5, 6.0%, respectively, in which early-maturing group showed more severe deterioration due to the early exposure to high temperature. Rice cultivar Dongan and Daeya were the most tolerant to high temperature among the tested cultivars showing 0.5 and 6.6% of the head rice reduction ratio and 0 and 1.2% of whiteness reduction ratio under high temperature, respectively. Amylose contents of the four groups were reduced by 11.7, 11.3, 8.8, 8.5% under high temperature in group Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ, respectively, whereas protein contents were increased by 14.2, 6.3, 4.4, 4.4% in the four groups, respectively.

Indica×Japonica품종에 있어서 온도처리가 등숙에 미치는 영향을 구명하고자 phytotron을 이용하여 Indica×Japonica품종(수원 264, 수원 258, 밀양 29) Indica 품종(IR 36. Lengkwang) Japonica 품종(진흥)을 공시 시험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 등숙기에 있어서 입중증가를 위한 최적온도는 주야온도 26/18℃ 였고, 일평균온도 13℃ 에서 28℃ 까지의 범위에서는 온도를 높임에 따라 등숙기간이 짧아졌다. 2. 온도조건(32/24℃) 에서의 상위부 영화(Special)의 개화후 입중이 최대가 되기까지에는 IR36 13일, 진흥 23일, Indica×Japonica품종(수원 264, 수원 258, 밀양 29) 18일 및 Lengkwang 23일이 요구되었다. 3. Lengkwang의 경우 주야온도 32/24℃,29/21℃,26/18℃ 의 3개 처리온도 범위에서는 개화후 입중의 최대시기가 동시에 나타났다. 4. 저온조건 (17/9℃) 에서 등숙기간이 진흥 68일, Lengkwang 53일의 장기간이 소요되었다. 5. 일수가 완전히 등숙하는데는 상위부 영화들의 등숙보다 하위부 영화의 등숙은 15일정도 늦어졌다. 6. 저온조건하에서 (17/9℃,20/12℃) IR36은 개화후 15일 이내에 고사되었으나 Indica×Japonica 품종들은 17/9℃ 에서만 고사되고 20/12℃ 에서는 초기등숙이 정체되었다가 2주일후부터 등숙이 서서히 시작되었다. 7. 온도조건에 따른 복백미의 형성은 최적온도(26/18℃) 로부터 최저나 최고조건에서 많았고 사미 및 적미도 같은 경향으로 나타났다. 8. 현미립의 길이 및 두께 폭에 대한 영향을 보면 저온조건(17/9℃20/12℃) 에서 짧거나, 얇고, 좁은 편이었다. 9. 온도별 립중분포의 빈도를 보면 IR36은 최고온도조건이나 (32/24℃) 최저온도(23/13℃) 에서 동일한 립중분포를 보였고 최적온도조건에서는 (26/18℃ 높은 립중분포를 보였고 진흥은 최고, 최저, 최적온도 순으로 립중증가의 빈도를 보였으며 Indica×Japonica 품종들은 진흥과 IR36품종의 중간 영역에 머물고 있었다.

수도 Indica Japonica 품종을 중심으로 유형이 다른 품종을 공시 저온에 민감한 시기를 외적으로 손쉽게 판별할 수 있는 방법과 감수분열기에 있어서 저온의 영향을 구명하고자 phytotron을 이용하여 정밀시험을 시도한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 수도생육기간중에서 저온에 가장 민감한 Tetrad phase는 엽이간장이 진흥은 -12cm, IR 36 -3cm 수원 26004 -9cm, 수원 258호 -3cm, 밀양 29호 -6cm, Lengkwang+1cm 였다. 2. 본시험결과 Tetrad phase는 모든 품종에서 내영(palea)의 길이가 최대에 달하는 개화기를 100로 하였을 때의 50-60% 신장되었을 때 나타나고 있었다. 3. 저온에 의한 영화의 퇴화율은 15℃ 에서 통일품종 및 인도형품종에서는 대단히 높았으나 Japonica품종(진흥)과 Indica품종(Lengkwang)에서는 비교적 낮었다. 4. 수도감수분열기에 있어서 계속 15℃ 로 7일이상 저온처리는 수도의 저온에 한계온도를 넘어서 내냉성의 품종간 차이를 구별하기 어려웠으나 4일간의 저온처리에서는 품종간 차이가 뚜렷하여 불완율이 진흥; 46.8%, IR 36; 67.6% 수원 26004 ; 60.9% 수원 258 ; 60.0% 밀양 29호 ; 62.2%, Lengkang 27.3%였다. 5. 하분모세포의 발육단계의 Tetrad-1st contraction phase에서의 저온은 임실율을 가장 낮게 하였으며 이 시기를 전후로 멀어질수록 임실율은 높아졌다. 6. 내영의 길이는 영화분화에서 개화기까지 직선적으로 신장하였고 엽이간장의 신장과는 정의 상관관계가 인정되었다.