최근 지구온난화에 의한 이상기상으로 겨울철 한파와 봄철 저온에 의한 농작물 피해가 심각하게 발생하고 있다. 특히 과수의 개화기 저온피해는 꽃눈의 생육단계에 따라 차이가 있으며 발육이 진전될수록 내한성이 약해져 개화 직전부터 낙화 후 1주까지 한계온도가 다르게 발생한다. 따라서 개화기가 빠른 사과 ‘홍로’가 ‘후지’보다 피해가 심각한 것이 일반적이나 2020년 4월 저온피해는 개화기가 늦은 ‘후지’의 피해가 심하게 발생하여 그 원인을 분석하고자 본 연구를 수행하였다. 충북 보은군 사과나무 ‘후지’와 ‘홍로’를 동시에 재배하는 2농가를 대상으로 품종 간 피해율 실태조사를 실시하였다. 또한 정확한 품종 간 비교 분석을 위하여 생육단계가 동일한 시료를 선택하여 인위적으로 저온처리(－2.0℃, －4.0℃)를 하여 피해 정도를 조사하고, 원인 분석을 위해 조직 내 유리당과 호르몬 함량을 분석하였다. 실태조사 결과 2농가 모두 ‘후지’가 ‘홍로’보다 피해율이 높았으며, 특히 B농가(저지대, 평지) ‘후지’의 경우 피해율이 60.5%로 가장 높았다. 또한 동일한 생육 단계의 시료를 사용한 인위적 저온 처리 시험결과에서도 ‘후 지’와 ‘홍로’ 품종 간 피해율에 유의한 차이가 있었다. 유리당 함량은 저온 피해율이 낮았던 ‘홍로’가‘후지’보다 높았으며, 호르몬 분석 결과 정상 꽃눈보다 손상된 조직에서 ABA, IAA 와 SA 함량이 높게 나타났다. 따라서 본 연구 결과 조직내 유리당 함량이 높으면 저온 피해율이 낮은 것을 확인할 수 있었으며, 특히 저온 피해율은 sorbitol 함량과 부의 상관관계를 이루고 있다.

머리뿔가위벌을 사과에 더욱 효과적으로 사용하기 위하여 중생종 ‘홍로’와 만생종 ‘후지’에서 머리뿔가위벌의 영소활동과 화분매개효과를 조사하였다. 그 결과, ‘후지’에서의 영소활동이 ‘홍로’보다 2.5배 많았다. 영소율과 증식률에서 ‘후지’가 ‘홍로’ 보다 각각 1.5배, 3.8배 높았다. 품종 에 따른 화분매개효과를 조사한 결과, 중심화결실률에서 ‘후지’가 ‘홍로’보다 1.6배 높았다. 과실의 품질에서 사축과율은 ‘후지’가 ‘홍로’보다 2.5배 낮았고, 사과종자의 수는 1.9배 많았다. 이에 대한 원인을 밝히기 위해 개화기 기상환경과 머리뿔가위벌의 활동량에 대한 상관관계를 분석한 결과, 머리뿔가위벌의 활동에 영향을 미치는 주된 요소는 온도로 나타났다 (R2 = 0.578). ‘후지’(평균 17.4 ~ 최고 24.1°C)의 개화기 기온은 ‘홍로’(평균 12.5 ~ 최고 20.2°C)보다 4 ~ 5°C 높았기 때문에 ‘후지’에서 영소활동과 화분매개효과가 ‘홍로’보다 큰 것으로 생각된다. 따라서 조생종 ‘홍로’에서는 머리뿔가위벌보다 기상환경에 영향을 적게받는 뒤영벌과 같은 화분매개곤충을 사용하는 것이 권장되며, 만생종 ‘후지’에서는 머리뿔가위벌의 사용이 가능할 것으로 판단된다. 본 연구는 사과 재배 농가에게 사과의 안정적인 생산을 위한 중요한 정보로 사용될 수 있다. 아울러 기후변화에 인하여 머리뿔가위벌의 화분매개활동이나 증식률이 변할 수 있다는 결론은 식생과 곤충상에 변화에 대한 근거로 활용할 수 있을 것이다.

점박이응애는 광식성 초식자로서, 사과의 주요 해충 중 하나이다. 사과 품종에 따라 점박이응애의 밀도 형성이나 피해 규모가 다르게 나타난다. 세 가지 품종, 쓰가루, 홍로, 후지의 잎에 대한 점박이응애의 이동 선호성, 발육속도, 그리고 산란능력이 다른지를 시험하였다. 잎 절편을 이용한 실험 결과, 이동 선호성은 쓰가루나 홍로보다 후지 잎에서 높았다. 알에서 성충까지 발육기간은 후지 잎에서 가장 짧았고 홍로에서 가장 길었다. 암컷 성충 수명은 후지에서 가장 짧았다. 암컷의 총산란수는 사과 품종에 따라 다르지 않았지만, 일 평균 산란수는 후지에서 높았다. 생명표 분석 결과 홍로 잎에서 점박이응애의 적합도가 가장 낮게 나타났다. 이상의 결과는 사과원에서 품종에 따른 점박이응애 발생 양상의 차이를 설명 해주고 있으며, 향후 다양한 사과 품종에 대한 평가를 통해, 품종별 응애류 관리 전략 개발에 기초 자료가 될 것이다.

본 연구는 ‘후지/M.9’와 ‘홍로/M.9’가 재식된 사과원에 바람이나 우박을 막기 위해 사용되는 망(구멍 크기 : 2×2mm)을 수관상부에 색상별로 백색과 청색을 나누어 설치한 후 햇빛의 차광정도 및 생육환경 차이 등에 따른 과실품질 변화를 조사 하였다. ‘후지’ 사과의 경우 대기온도 34.8℃인 오후 2~3시경의 과실표면 온도를 측정한 결과, 무처리는 40.0℃로 가장 높았고, 청색 방풍망과 백색 방풍망 처리구는 각각 34.9℃, 36.6℃로 크게 낮았다. ‘홍로’에서는 무처리구가 44.2℃일 때, 청색 방풍망 처리구는 38.3℃, 백색 방풍망 처리구는 38.5℃를 기록하여 ‘후지’와 마찬가지로 온도 경감효과를 보였다. ‘후지’의 과피색차를 조사한 결과, 과피적색도(a*)는 무처리구가 16.5, 청색 방풍망 처리구는 18.0였으나, 백색 방풍망 처리구는 19.3으로 가장 높은 값을 보였다. ‘홍로’에서도 백색 방풍망 처리구가 적색도가 34.9로 무처리구 28.1에 비해 유의하게 높은 적색도 발현을 보였다. 일소피해 조사결과, ‘후지’에서 청색 방풍망 처리구 3.8%, 백색 방풍망 처리구 4.2%로 무처리구 9.4%에 비하여 크게 경감되었고, ‘홍로’의 경우는 청색 방풍망 처리구는 8.8%, 백색 방풍망 처리구는 12.4%로 무처리구 28.8%에 비하여 일소발생이 현저히 감소하였다. 이같은 결과는 처리별 자외선 수치를 측정하였을 때 무처리 구간의 자외선 값에 비해 청색 방풍망 처리구에서 유의하게 낮아 방풍망 처리에 의한 자외선 차단 효과에 의한 것을 확인할 수 있었다.

본 연구는 사과나무 ‘홍로’와 ‘후지’의 내재휴면 기간 중 휴면타파에 유효한 한계온도 범위를 알아보고자 수행 하였다. 저온 축적에 의한 내재휴면 타파 여부를 확인하기 위하여 온도 처리구별로 발아율을 조사한 결과 ‘홍로’ -5℃ 처리구를 제외한 모든 처리구에서 발아율이 50% 이상으로 나타났다. 또한 ‘후지’의 온도 처리구별 발아율은 -5℃ 처리구에서도 86.3%로 휴면이 타파되었다. 탄수화물과 무기성분의 변화는 처리간 유의한 차이는 있었으나 일정한 경향이나 특이한 변화를 나타내지 않았다. 그러나 유리당 분석 결과 sorbitol 함량은 휴면 타파 여부에 따라 휴면이 타파되지 않은 ‘홍로’-5℃ 처리구의 경우 29.62mg/g으로 높게 나타났으며, 휴면이 타파된 것 으로 판단되는 처리구는 낮은 수준이였다. 호르몬 분석 결과 휴면이 타파되지 않은 ‘홍로’ -5℃ 처리구의 경우 ABA (abscisic acid)와 JA (jasmonic acid)는 각각 176.48, 15.72ng/g으로 높게 나타났으며, 모든 처리구에서 휴면이 타파된 것으로 나타난‘후지’의 경우 ABA, JA, SA(salicylic acid) 함량이 ‘홍로’ 품종보다 유의하게 낮게 나타났다. 본 연구 결과 휴면 타파에 유효한 한계 온도 범위는 품종에 따라 다르며 ‘홍로’는 -5℃에서 발아율이 30.3%로 휴면이 타파되지 않은 것으로 나타났으 며, ‘후지’는 0℃ 이하인 -5℃에서도 86.3%로 높게 나타나 저온 축적의 효과가 있는 것으로 판단된다.

사과 표면의 온도 측정 결과, ‘후지’ 품종에서 무처리구가 44oC로 가장 높게 나왔으며, 미세살수 처리구가 35oC로 가장 낮아 사과의 표면온도를 직접적으로 낮추는데 가장 효과적이었고, ‘홍로’ 품종에서는 방풍망 처리구가 무처리구에 비해 약 9oC의 온도하강 효과를 나타내었다. 조도 및 광량은 방풍망 처리구가 53.263lx로 무처리구의 90.283lx에 비하여 유의하게 낮은 결과를 보였다. 그리고 오후 시간의 햇볕은 파장이 긴 적색광으로 과실의 품온이 증가하고 광합성량이 증가되는 반면 과실의 호흡량이 증가하여 색소 발현 및 저장양분의 축적에 저해요인으로 작용하는 것으로 판단되었다. 또한, 방풍망을 이용한 차광으로 빛의 강도와 온도를 인위적으로 낮추어 광포화점이 발생하지 않는 정도에서 충분한 채광시간과 효율적인 광합성작용을 유도 하는 것이 과실품질을 향상시킬 수 있는 방법으로 판단되었다. ‘후지’와 ‘홍로’의 최대양자수율 Fv/Fm 값이 다른 처리들보다 무처리구에서 0.74로 가장 낮은 것으로 조사되었는데 이는 미세살수, 방풍망 처리구가 무 처리구에 비해 높은 광합성 효율을 나타내고 있음을 시사하였다. ‘후지’의 일소피해 조사결과 미세살수 처리구는 5%, 방풍망 처리구는 7%로 무처리구에 비하여 일소발생이 약 15% 경감되었고 ‘홍로’의 경우는 미세살수 처리구는 22%, 방풍망 처리구는 25%로 무처리구에 비하여 일소발생이 약 7% 감소하였다. ‘홍로’의 일소피해 발생이 ‘후지’ 에 비해서 높았던 이유는 ‘홍로’가 ‘후지’보다 비대 속도가 빠르며 광을 받는 과실 표면의 면적이 상대적으로 컸기 때문으로 판단되었다. 착색지수 중 적색도(a*)의 경우 ‘후지’ 품종에서 무처 리구에 비하여 미세살수와 방풍망 처리구가 각각 26% 및 34%로 착색향상을 개선할 수 있었다. 이상의 결과를 종합하면, 사과 주요 품종에 대한 미세살수 및 방풍망 처리는 추후 기후변화로 인인 사과생육기 고온증상으로 발생할 수 있는 과실일소 및 착색불량 등 과실품질저해 요인을 저감할 수 있는 현장적용이 가능한 기술로 판단 되었고, 또한 이로 인한 상품성 증가로 농가 소득증대에 기여할 것으로 판단되었다.

The changes in the aroma and spoilage odor emitted from eleven ‘Hongro’ apples during ten weeks’ storage were investigated using six types of metal oxide semiconductor gas sensor arrays. The gas sensors used in the evaluation were sensitive to apple-emitted aroma or spoilage odor, and a high reproducibility of 5% relative standard deviation or less was confirmed. Significantly, the change in apple-emitted aroma or spoilage odor was easily distinguished by the optimal gas sensor and a significant correlation (r=0.992) between decay rate and sensitivity change was observed. The results of a principal component analysis of the signal patterns obtained by data standardization using the optimal gas sensor showed a clear classification between decayed sampler groups and undecayed sampler groups.

본 연구는 플라즈마-촉매 및 오존 처리공정을 이용하여‘홍로’사과 저장과정에서 발생되는 에틸렌 을 제거하고자 하였다.‘홍로’사과는 저장온도가 증가할수록 호흡속도가 빨라져 산소농도는 급격히 감소하고 이산화탄소와 에틸렌 농도는 증가하였다. 특히, 저장온도 20℃에서 90시간 저장 후 산소가 모두 소모되었으며, 이산화탄소 농도는 약 20%로 증가하였다. 플라즈마-촉매와 오존 처리는 에틸렌 제거에 효과적인 것으로 나타났으나, 오존 처리의 경우 사과표면에 반점이 생기는 문제가 발생하였 다.‘홍로’사과의 품질 분석결과 가용성 고형분과 산도는 무 처리군에서 다소 높게 나타났으며, 경도 는 플라즈마-촉매 처리군와 오존 처리군에서 다소 높게 분석되었다. 하지만 유의적 차이는 나타내지 않았다.

식물 호르몬의 일종인 ABA의 처리가 사과 과피의 착색에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 착색이 시작되는 시기의 ‘Hongro’ 사과에 abscisic acid (ABA)와 ABA의 생합성 저해제인 fluridone (FD)을 처리한 뒤 과피의 색 변화를 관찰하였다. 실험 결과, ABA와 FD 처리에 의해 ‘Hongro’ 사과의 착색이 큰 영향을 받지 않았다. 과피의 붉은 색을 나타내는 hunter a값이 처리 7일 후까지 처리 간에 차이가 없었다. 실제 과피의 안토시아닌 함량은 과피의 hunter a값의 변화와 같은 경향을 보이며 증가하였으며, ABA나 FD의 처리가 과피의 안토시아닌 축적에 영향을 주지 않았다. ABA의 처리 직후 과피의 내생 ABA함량이 급격히 증가하였고 처리 종료 시까지 높게 유지되었다. FD 처리구의 과피 내 ABA함량은 처리 6시간 후부터 대조구보다 낮아지다가, 처리 4일 후까지 지속적으로 감소하였다. ABA의 처리에 의해서 과피의 MdNCED2 (ABA 생합성 유전자)의 발현량이 증가하였고, MdACO1 (ethlyene 생합성 유전자) 및 안토시아닌 생합성 유전자 중 MdCHS와 MdDFR의 발현량이 증가하였다. 하지만 MdUFGT의 발현량은 ABA 처리에 의해서 변화가 없었다.

고온은 사과(Malus domestica Borkh) 과실의 품질에 영향을 끼치는 가장 중요한 환경 요인 중 하나이다. 착색기의 ‘홍로’ 사과 과실을 3단계로 구분하여 Real-time PCR을 통해 온도조건에 따른 안토시아닌 합성과 당 축적 관련 유전자의 발현 차이를 조사하였다. 당 합성관련 유전자인 β-amylase(BMY)와 polygalacturonase(PG)의 발현은 변색 시작단계보다 마지막 단계에서 월등히 높았다. 과피의 착색과 관련있는 phenylalanine ammonia-lyase(PAL), chalcone synthase(CHS), flavanone 3-hydroxylase(F3H)와 malate dehydrogenase(MDH)유전자는 변색 초기작단계에서는 고온 처리 24시간후에 발현이 증가하는 경향을 보였으며 변색 중간단계에서는 점차 증가하는 경향을 보였다. 변색단계별로 보았을 때 25oC처리구가 다른 온도처리구보다 발현 정도가 더 높았으며, 변색 시작단계보다 마 지막 단계에서의 발현이 강하게 유도되었다. 본 연구의 결과로 착색 초기단계의 과실이 고온스트레스가 가장 영향을 끼치므로 착색초기단계의 과실을 이용하여 전사체를 분석하면 분자생물학적 수준에서 사과의 성숙대사에서 유용한 정보를 얻을 수 있을 것으로 사료된다.

본 연구는 AVG처리가 ‘홍로’사과 표피의 지질물질 변화량에 미치는 영향을 구명하고자 실시하였다. 수확 후 상온에서 저장한 ‘홍로’사과의 내생 에틸렌 농도는 220 mg • L−1 AVG처리구는 무처리구와 200 mL • L−1 Ethephon처리구에 비해 현저히 낮은 수준을 보였으며, 같은 기간 지질물질 발생량도 다른 처리구보다 낮은 수준을 유지하였다. 따라서 수확 2주전 220 mg • L−1 AVG처리는 내생 에틸렌 농도를 낮추어 과실의 노화를 지연시킬 뿐만 아니라 과실 표피의 지질물질 축적도 줄여줌으로써 상온유통이 되는 ‘홍로’ 사과의 과실품질 향상 및 유지에 효과적이다.

본 연구는 내륙 산간지방에서 고도별로(330m, 500m, 670m)‘홍로’사과의 품질특성, 기능성 물질 함량, 과피 세포층, 적숙기 등이 어떻게 변화하는지 조사하였다. 고도별‘홍로’사과 적숙기에 수확한 과실의 무게는 330m에서 375g으로 가장 무거웠고, 500m와 670m는 310g과 293g으로 고도가 높아질수록 가벼운 경향을 나타내었고, 당도, 산도, 그리고 경도는 고도가 올라갈수록 높아지는 결과를 보였다.‘홍로’ 사과의 Hunter value a값은 330m는 30.8, 500m는 32.7, 670m는 36.6으로 나타났다. 과실의 가용성 당 함량 중 유리당은 착색중기까지 함량이 증가하다가 착색후기에는 감소하는 경향이었으며, sorbitol 함량은 330m에서 2.39mg·mL-1로 가장 높았고, 670m에서는 1.95mg·mL-1로 가장 낮았다. 고도별‘홍로’사과의 과피 두께는 330m에서 9.8㎛, 500m에서 15.0㎛, 670m에서 17.6㎛로 나타나 고도가 높은 지역에서 통계적 유의성은 낮으나 두꺼운 경향이었다. 당산비(58.0)와 과피색을 기준으로(80%이상 착색된 경우)‘홍로’사과 적숙기를 평가한 결과, 330m에서는 9월 7일～10일, 500m에서는 9월 15일～18일, 그리고 670m에서는 9월 21～23일경이었으며, 재배고도가 100m 높아질수록 2∼5일정도 적숙기가 늦어졌다.

본 연구는 2년간 '홍로'/M.9 및 '후지'/M.9 품종의 적과를 위한 석회유황합제 및 어유와의 혼합처리 효과를 조사하기 위해 진행하였다. '후지' 1년 차에 있어, 만개 시 석회유황합제 1% 또는 2% 처리는 대조구에 비해 정과 및 액과의 유과수를 감소시켰다. 하지만 2차년도에는 석회유황합제 1% 또는 2% 단용처리에서는 정과 유과수의 차이를 나타내지 않았다. 다만 석회유황합제 1%의 3회 처리에서는 1차년도와 2차년도 모두 유의적인 적과효과를 나타내었다. 석회유황합제 1%의 다중처리는 '홍로'에서 가장 효율적인 적과효과를 나타내었다. 1차년도의 경우, 석회유황합제 1%의 2회 또는 3회 살포가 효과적인 적과효과를 보였으며, 2차년도에서는 석회유황합제 1% 1회처리를 제외하고는 모두 유의적인 적과효과를 나타내었다. 첨가된 어유의 경우 대부분의 경우 석회유황합제의 적과효과를 강화하지 않았다. 본 시험에 사용된 모든 처리구는 과실의 동녹 형성에 악영향을 미치지 않았으며, 또한 '후지' 및 '홍로'의 과실 중량, 경도, 가용성고형물 및 적정산도와 같은 과실품질에 영향을 미치지 않았다.

본 연구는 사과 홍로 품종의 고품질 과실 생산을 위한 최적 토양환경 요인을 구명하기 위해 수행되었다. 토양환경조건들은 전국의 사과 주산지 충주, 문경, 영주, 안동, 예산, 영천 지역에서 각각 농가당 10농가를 대상으로 총 60농가에서 토양 및 과실특성을 조사하였다. 과중에 영향을 미치는 토양환경요인은 포화수리전도도가 33.3%로 가장 기여도가 높았고, 양이온이 24.6% 기여하였다. 용적밀도, 토성 및 고상역시 비교적 높았다. 토양물리성요인이 화학성 요인보다는 과중에 영향을 주었다. 과실의 당도에 미치는 토양환경요인들에서는 토성이 21.9%로 가장 높은 기여도를 나타냈다. 양이온치환용량(CEC)와 용적밀도의 기여도가 매우 낮았다. 과실의 착색은 인산함량이 20.4%로 매우 높은 기여도를 나타냈다. 반면에 포화수리전도도와 유기물함량은 낮았다. 토양물리성 보다는 화학성이 크게 기여하였다. 최종적으로 과중, 당도, 과실착색을 종합적으로 고려한 과실품질에 대한 상대적 기여도에서는 작토층깊이 25.8%, 토성 22.2%, 토양산도 21.0%로 높았다. 고상 및 용적밀도는 낮았다. 사과 홍로 품종은 토양화학성과 매우 밀접한 관련이 있으며, 따라서 고품질의 과실을 생산하기 위해서는 과원의 배수관리 및 시비관리가 중요하다. 이 결과를 바탕으로 과원의 토양관리 요인들을 계량화 하여 과학적 토양관리 기초 자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

Hand leaf thinning for improvement of fruit coloration and quality is one of the most labor-consuming works in Korean apple cultivation. The study was aimed at investigating whether foliar application of two chelate compounds (Cu-EDTA, Fe-EDTA) could defoliate effectively ‘Hongro’/M.9 apple leaves and enhance fruit coloration and quality. At 30 days before harvest, foliar spray with two chelate compounds defoliated significantly the apple leaves. Chelate treatments did not affect the leaf chlorophyll content. High concentration of chelates decreased drastically photosynthetic rate of true leaves, and then it stayed in low levels, whereas low levels of chelates reduced sharply the photosynthetic rate but it was gradually restored over time. Cu-EDTA regardless of its concentration triggered higher defoliation compared to Fe-EDTA. Consequently, higher defoliation improved light interception of fruits and accumulated more anthocyanin. Particularly, Cu-EDTA could target mainly fruit cluster leaves which affect directly light interception of the fruits, i.e. more selective defoliants compared to Fe-EDTA. However, 3% Cu-EDTA rather defoliated excessively, accompanying with reduction of fruit weight and soluble solids. Therefore, our results suggest that 1% Cu-EDTA which defoliates properly the fruit cluster leaves could improve coloration and quality of ‘Hongro’/M.9 apple fruits.

사과 국내 육성 품종인 ‘홍로’의 형질전환 체계를 확립하고 칼슘이 강화된 ‘홍로’ 형질전환체를 육성하기 위하여 CAX1 유전자 전환을 실시하였다. 접종에 사용되는 절편체는 기내에서 증식 배양 중인 신초의 유엽을 사용하는 경우가 생육기 수체의 유엽을 사용하는 것보다 높은 재분화율을 보여 효과적이었다. 항생제가 첨가된 재분화 선발 배지에서 재분화된 신초들을 대상으로 PCR을 실시한 결과 5개체에서 유전자 도입을 확인할 수 있었고, 이들을 Southern b

홍로 (Hongro)'와 '감홍 (Gamhong)' 고품질 사과 품종의 저장 특성을 조사하기 위하여 미숙과와 적숙과에 대한 알맞은 수확시기 설정과 적정 저장온도, 저장방법 등에 따라 과실의 품질 변화에 미치는 영향에 대하여 수행하였다. 신육성 '홍로 및 감홍'은 상온 저장 상태에서 climacteric 호흡 경향을 보여 주었다. CA 저장이 실험한 저장 방법 중 선도 유지에 가장 우수하다는 결과를 얻었다. 3% 와 1% 의 CA 저장에 보관한