Background: Brassica oleracea var. italica (broccoli), a rich source of antioxidants, can prevent various diseases and improve human health. In this study, we investigated the antioxidative effects of broccoli sprout extract on oxidative stress induced by lipopolysaccharide and cisplatin in cell and organ tissue models. Methods: Antioxidative effect of BSE was evaluated using DPPH and ABTS in RAW 364.7 cells, and effects of BSE on testes were investigated using Cisplatin-induced testicular damage model with an in vitro organ culture system. Results: The DPPH assay showed that the antioxidant activity of the alcoholic broccoli sprout extract was higher than that of the water extract. Additionally, the expression levels of antioxidation-related genes, Nrf2 , Gsr , HO-1, and catalase , were significantly increased in broccoli sprout extract-treated RAW 264.7 cells, and the extract suppressed lipopolysaccharide-induced mitochondrial dysfunction. Based on the results in the RAW 264.7 cell culture, the antioxidative effects of the extracts were investigated in a mouse testis fragment culture. The expression of Nrf2 , HO-1 , and Ddx4 was clearly decreased in cisplatin-treated mouse testis fragments and not in both broccoli sprout extract- and cisplatin-treated mouse testis fragments. In addition, the oxidative marker O-HdG was strongly detected in cisplatin-treated mouse testis fragments, and these signals were reduced by broccoli sprout extract treatment. Conclusions: The results of this study show that broccoli sprout extracts could serve as potential nutraceutical agents as they possess antioxidant effects in the testes.

고품질, 고기능성 조 생산을 위한 파종시기를 설정하고자 조 품종 및 파종시기에 따른 이화학 특성과 항산화 특성을 분석하였다. 황금조의 단백질 함량은 1~3차에서, 삼다메는 1차에서 높았으며, 황금조의 탄수화물 함량은 4~5차에서, 삼다메는 5차에서 높게 나타났다. 황금조의 명도와 황색도는 파종시기가 늦어질수록 증가하는 경향을 보였으며, 삼다메는 감소하는 경향을 보였다. 적색도는 전반적으로 파종시기가 늦어질수록 감소하는 경향을 보였다. 조의 팽윤력은 대체적으로 파종시기가 늦어질수록 증가하는 경향을 보였다. 품종 및 파종시기에 따른 조의 총 폴리페놀 함량은 황금조와 삼다메에서 각각 298.68~315.13 및 288.84~297.73 mg GAE/100 g으로 황금조는 파종시기가 늦어질수록 감소하는 경향을 보였고, 삼다메는 2~3차 파종에서 높게 나타났다. 전반적으로 총 폴리페놀 함량은 1~3차 파종 시료에서 유의적으로 높은 함량을 보였다. 품종 및 파종시기에 따른 조의 DPPH 라디칼 소거활성은 황금조와 삼다메에서 각각 104.70~126.89 및 111.75~136.92 mg TE/100 g, ABTS 라디칼 소거활성은 각각 88.69~114.64 및 69.80~100.09 mg TE/100 g으로 유의적인 차이를 보였다. 이상의 결과, 품종과 재배시기에 따라 폴리페놀 성분의 함량과 라디칼 소거활성이 차이를 보이는 것으로 나타나, 조의 품종과 재배지역을 고려하여 적정 파종시기를 설정할 필요가 있을 것으로 보인다.

본 연구는 새만금 간척지에서 비닐하우스 작물 재배 가능성 검토를 위해 녹색꽃양배추를 대상으로 일일 관수량을 달리하여 관수량에 따른 토양 염농도 및 생육특성 등을 조사하여 관수량에 의한 재염화 억제효과를 알아보고자 수행하였다. 수확기의 표토의 평균 토양 EC 는 1.5 및 3.0mm·day-1 처리구에서 각각 10.9 및 11.5dS·m-1 였으며 6.0mm·day-1 처리구에서 5.1dS·m-1로 1.5 및 3.0mm·day-1 처리구보다 52~56% 낮게 나타나 점적관수 량에 따른 제염효과를 확인할 수 있었다. 화뢰의 무게는 6.0mm·day-1 처리구에서 주당 371.3g으로 1.5 및 3.0mm·day-1 처리구의 60.9g 및 129.1g보다 높은 값을 나타냈다. 50%의 수량감소를 보이는 토양 EC는 7.6dS·m-1였으며 점적관수에 의한 토양 제염효과는 6.0mm·day-1 처리에서 30~40cm 깊이까지 나타났다. 따라서 새만금간척지에서 녹색꽃양배추 재배시 점적관수에 의한 토양 재염화 억제를 위해서는 6.0mm·day-1 수준의 관수량으로 총 422mm의 물량이 필요할 것으로 예측된다. 그러나 염류의 이동은 토양 이화학적 특성 및 계절적 요인 등 여러 가지 환경요인에 영향을 받으므로 간척지 비닐하우스에서 점적관수에 따른 염류의 이동특성에 관한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

Alcoholic fatty liver disorder has become a frequent health concern worldwide. To investigate the effects of Brassica oleracea (B. oleracea) sprout extract (BOE), the present study was designed with alcoholic fatty liver in the rat. Initially, the effects of BOE on liver parameters were examined. Male rats were divided into five groups. The normal control group was fed the normal diet, and the BOE group was fed the high fat diet and ethanol with/without BOE for 4 weeks. After 4 weeks feeding period, rats were sacrificed and their livers and blood were used for fatty liver-related biomarkers analyses. As a result, BOE ameliorated fatty liver-related enzymes profiles in liver tissues and also reduced blood alcohol concentration in rat model. We demonstrated that BOE protected the high fat diet and alcohol-induced fatty liver in rat model. Furthermore, BOE increased detoxificative abilities against alcohol.

‘Daname’ is a foxtail millet(Setaria italica Beauv.) variety developed and registered by Department of Southern Area Crop Science, NICS, RDA in 2014. This variety which collected from IT252182 was developed through pure line selection. ‘Daname’ is a early-maturing variety having 100 days of growth period from seeding to harvesting in Milyang of Korea. The culm length is about 97 cm which is 20cm shorter culm length than standard variety ‘Hwanggeumjo’, and it showed tolerant to lodging in field. The panicle shape is a cylindrical and the length is about 19cm. According to the grain, seed color and dehusked grain colors are orange and yellow and endosperm characteristic is non-glutinous. The yield performance of this variety was about 3.81 t ha-1 in local adaptability test from 2013 to 2014 and it showed similar with standard variety ‘Hwanggeumjo’. As the addition amount of ‘Daname’ in rice increased from 0% to 30% and 100%, the antioxidant ability of ‘Daname’ added rice and hardness/stickiness balances were increased. But we could not find out the difference of hardness/stickiness balances between 0%and 10% addition. So, 10% addition amount was concluded to increase antioxidant ability regardless eating quality of cooked rice. (Variety registration No. 6243)

This study was conducted to evaluate effects of seeding rate and depth during broadcast sowing on growth and yield of foxtail millet and proso millet over 2 years. The rate of sowing seeds was adjusted to 5, 7, 10 and 20 kg per ha on foxtail millet, and 5, 10, 15 and 30 kg per ha for proso millet. Sowing depth was 0.5, 1, 3, 5, 7, and 10 cm used tractor rotary attachment for shallow-tilling. The rate of seedlings standing when foxtail millet and proso millet were sowed to a depth of 0.5~5 cm was 72.0~78.0% and 73.0~80.5%, respectively. Plant height and weight at the three-leaf stage after emergence was highest for the treatment with 3 cm rotary depth. As the rate of broadcast seed sowing increased, plant length, diameter, seed length, and seeds on the panicle decreased. The grain yield of foxtail millet was highest with broadcast seed sowing of 10 kg per ha (3652, 3977 kg ha-1) and proso millet was highest at broadcast seed sowing of 15 kg per ha (2226, 2052 kg ha-1) in 2012 and 2013, respectively. Therefore, the optimum rate of sowed seeds under broadcast cultivation was 10 kg ha-1 for foxtail millet and 15 kg per ha-1 for proso millet. Optimum sowing depth for foxtail and proso millet under broadcast cultivation was 3 cm, using a rotary tractor attachment for shallow-tilling.

Understanding the genetic variation among landrace collections is important for crop improvement and utilization of valuable genetic resources. The present study was carried out to analyse the genetic diversity and associated population structure of 621 foxtail millet accessions of Korean landraces using 22 EST-SSR markers. A total of 121 alleles were detected from all accessions with an average of 5.5 alleles per microsatellite locus. The average values of gene diversity, polymorphism information content, and expected heterozygosity were 0.518, 0.594, and 0.034, respectively. Following the unweighted neighbor-joining method with arithmetic mean based clustering using binary data of polymorphic markers, the genotypes were grouped into 3 clusters, and population structure analysis also separated into 3 populations. Principal coordinate analysis (PCoA) explained a variation of 13.88% and 10.99% by first and second coordinates, respectively. However, in PCoA analysis, clear population-level clusters could not be found. This pattern of distribution might be the result of gene flow via germplasm exchanges in nearby regions. The results indicate that these Korean landraces of foxtail millet exhibit a moderate level of diversity. This study demonstrated that molecular marker strategies could contribute to a better understanding of the genetic structure in foxtail millet germplasm, and provides potentially useful information for developing conservation and breeding strategies.

This study was conducted to evaluate the effect of plant number per hill (PNH) on growth and yield of foxtail millet in drained paddy fields. Crop growth, development, and yield in the field were examined for 2 years to assess the efficiency of proposed cropping system. The greatest culm length of 138 and 148 cm in the first and the second year, respectively, at the harvest stage was observed in plots with one plant per hill. The greatest culm diameter of 7.79 and 7.67 mm in the first and second year, respectively, was measured in plots with one plant per hill. The greatest tiller number of foxtail millet in plots with one plant per hill was 2.9 and 2.7 in the first and the second year, respectively. However, there was no significant difference between plots with four and five plant per hill. Among the measured yield components, the spike length and seed number per spike were one plant per hill in both years. The highest grain yield of foxtail millet (324 kg ․ 10a -1 and 333 kg ․ 10a -1 in the first and second year, respectively) was obtained from plots with two plants por hill, followed by plots one, three, four, and five plants per hill.

Analyzing the 13 sort contents of broccoli leaves by using GC/MS, sulforaphane was found in 11 sort of broccoli leaves for the result. After being grinded by the blinder, amount of sulforaphane in broccoli leaves was rapidly raised after thirty minutes and maintained the amount till sixty minutes have passed. Among the parts of broccoli, the root had the most sulforaphane. In freezing temperature, biosythesized sulforaphane maintained longer than in room temperature. However, even in frozen condition, the amount of sulforaphane was reduced to half or less after 3 weeks.

‘삼다찰’은 제주도에서 수집된 재래조를 기본집단으로 하여 분리육종법을 통해 국립식량과학원 잡곡과에서 2011년 육성된 신품종으로 주요특성과 수량성을 요약하면 다음과 같다. 출수기는 표준품종인 황금조보다 보통기 재배에서는 20일 정도 늦은 중만생종으로 성숙일수는 60일 정도이며 감광성이 민감하고 기본영양생장기간은 길다. 간장은 128 cm 정도로 황금조에 비해 약간 크고, 경의 마디수는 14개로 많은 편이며 강도가 강하고 기부절간이 짧아 도복에 강한 특성을 나타낸다. 이삭은 원통형이며 낟알의 착립밀도가 조밀하고 이삭길이는 28 cm로 길다. 낟알은 청회색이며, 배유의 아밀로스 함량이 7.3%로 차조에 해당하며, 날알의 무기성분 중 칼슘 7.5mg/100g, 마그네슘 45.6 mg/100g 으로 비교적 함량이 높으며 항산화성분중 폴리페놀 함량도 높은 특성을 가지고 있다. 수량은 지역적응시험 보통기재배 평균 2.24 MT/ha로서 표준 품종 보다 8% 정도 증수되는 다수성이고, 기본영양생장 기간이 길기 때문에 중·남부 평야지역에 적응성이 높으며, 단간·내도복 직립 초형으로 기계화 재배에 유리한 우수한 품종이다.

Foxtail millet (Setaria italica L.) is the second most widely cultivated species of millet, especially in East Asia and is a tractable experimental model crop for studying functional genomics of millets. However, insufficient researches had been conducted about the foxtail millet germplasm and is significantly impeding its genetic improvement. We attempted to develop EST-derived-SSR (eSSR) markers and utilize them in genetic comparison of germplasm and transferability. A total of 66,027 foxtail millet EST sequences and 42,754 genomic sequence were deduced transcriptom. Approximately 42,000 single tone contigs were generated using DNAstar 5.0 software for redundancy minimization. Nearly 33% of the 14,012 unigenes contained SSRs, but primers were designed for a total of 314 microsatellites concentrating with more than 24 bp of repeats. A total of 314 primers were successfully designed with more than 24 bp of repeats. From these microsatellites, 56 primer pairs were showed polymorphism with over than 15 bp differences among 96 accessions collected from different countries. Polymorphic information content (PIC) value ranged from 0.020 to 0.700 with an average of 0.381 indicating moderate level of informativeness within these EST-SSRs markers. The EST-SSR markers developed in this study will serve as a useful source for genetic studies, such as genetic variability, transferability, association mapping, and molecular breeding

본 연구에서는 조의 생산량 증대와 자급률 향상을 위한 체계적인 재배기술을 확립하기 위한 기초자료를 얻고자 재식밀도 및 PE 멀칭에 따른 생육 및 수량에 미치는 영향을 알아보았다. 1.PE 멀칭에 따른 간장에서 1년차 및 2년차 모두 PE 멀칭구에서 137 cm, 145 cm 길게 나타났으며 지상부생체중에서도 PE 멀칭구에서 높은 유의성을 보이며 무겁게 나타났다. 간경에서는 7.59 mm로 2년차 무멀칭구에서 굵게 나타났다. 2.재식밀도에 따른 간장은 재식밀도가 가장 높은 5 cm처리구에서 130 cm 가장 길었으며 10 cm처리구 > 15 cm처리구 순으로 나타났으나, 간경에서는 간장과 반대로 재식밀도가 낮을수록 굵어지는 것으로 나타났다. 지상부생체중은 10 cm처리구에서 1443, 2263 kg․10a-1으로 높은 값이 나타났다.3.수량구성요소를 보면 이삭장, 종실중 및 천립중 연차간 모두 PE 멀칭구에서 길거나 무겁게 나타났으며 유의성 차이가 있는 것으로 나타났으며 재식밀도에서는 이삭장 및 이삭당 종실중에서 재식밀도 낮을수록 길거나 무겁게 나타났다. 그러나 수량에서는 연차간 모두 10 cm처리구에서 298 kg 10a-1, 436 kg 10a-1 으로 가장 높게 나타났다.

‘삼다메’는 국립식량과학원 기능성작물부에서 2010년도에 육성한 중생종이며 메성으로 혼반에 적합한 품종이다. ‘삼다 메’의 잎은 녹색이나, 생육후기에는 황록색을 띤다. 분얼경은 직립으로 도복에 강하다. 이삭의 형태는 원추형으로 이삭의 착립밀도가 조밀하고 탈립이 안되며 낟알은 황색으로 메성이 다. ‘삼다메’는 밀양, 원주, 신안의 보통기 표준재배에서 평균 출수기가 8월 10일로 ‘황금조’보다 12일 늦은 중생종이다. 생 육일수는 보통기 재배에서 101일로 ‘황금조’에 비하여 약13 일 길고, 성숙일수는 6일 정도 길다. 간장은 보통기 보비재배 에서 130 cm로 ‘황금조’에 비해 18 cm 정도 크고 현곡천립 중은 ‘황금조’와 같다. 포장에서의 조도열병, 세균성줄무늬병 은 ‘황금조’에 비해 강한 편이나 속깜부기병은 다소 높게 발 생하였다. 조명나방 및 노린재류의 해충에는 ‘황금조’와 같이 약한 반응을 보였다. ‘황금조’에 비하여 Ca 및 항산화활성이 높은 기능성을 가지고 있으며, 수량은 2.42 MT/ha로 ‘황금 조’에 비해 25% 증수하였다.

Totally, 26 collections, 17 from Korea and 9 from China, were investigated for their sequences of 5S rDNA, especially the non-transcribed spacers (NTSs). Sequences of 5S rDNA were isolated by PCR using the primers, 5s-rRNA1 and 5s-rRNA2. Genomic DNA PCR produced single amplification of 300, 330, or 350 base pair fragments. Sequence analysis revealed that all inserts contained the part of 5S rDNA gene sequence and the full length of the NTS region. Three different sizes of the fragments were confirmed due to different size of NTS and their length were 300bp, 330bp and 350bp, respectively. Among 17 Korean foxtail millets tested, 14 collections showed single 300bp amplification. Longest fragment amplification, 350bp, was obtained only from the foxtail millet from China origin, even though 2 of them include 300bp fragment. CLUSTALW multiple alignments of 26 foxtail millets clearly revealed 4 areas with certain degree of sequence heterogeneity (region I, II, III, IV). Among 4 boxed areas, foxtail millet genotypes from China have distinct insertion especially in region III. Five of them have extra insertion of sequence and their additional sequences were either 45 or 48 base pair. Three Korean foxtail millets have 32 bp insertion. Other 8 Korean collections have short insert sequences (6 to 8 bp), 3 with 8 bp and 5 with 6 bp. In addition to insert, deletion sequences were also confirmed as major deletion was observed in region II of Chinese collection. The size of deletion was 7 bp long. According to phylogenic tree constructed using MEGA4 program, clear grouping was not revealed. To obtain more convincing results various collections from many countries should be obtained and analyzed to distinguish different germplasm from different origin.

‘경관2호’는 국립식량과학원 기능성작물부에서 2008년 하계에 진주 재래조를 수집하여 2008/2009년 동계온실에서 두 번 집단을 양성하여 순계분리한 도복에 강하며 찰성의 특성을 지닌 혼반 및 경관용 품종으로 2009년에 육성되었다. ‘경관2호’의 잎은 녹색이나, 생육후기에는 자색으로 변하며, 분얼경은 직립으로 도복에 강하고 안토시안 색소 발현이 있다. 이삭의 형태는 원추형이며 이삭의 착립밀도는 ‘황금조’와 비슷하며 탈립이 잘되는 편이다. 낟알은 황색이며 찰성이 있다. ‘경관2호’의 생육일수는 보통기 표준재배에서 127일로 ‘황금조’보다 25일 늦고, 성숙일수는 11일 정도 길다. 간장은 보통기 표준재배에서 128 cm로 ‘황금조’에 비해 23 cm 정도 크나 포장 도복에 강하다. 현곡천립중은 2.1 g으로 ‘황금조’에 비해 가벼운 편이다. 포장에서의 조도열병과 세균성줄무늬병 및 벼줄무늬잎마름병 발생이 없었으나 조명나방 및 노린재류에는 약하다. 수량은 보통기 표준재배에서 2.00 MT/ha로 ‘황금조’에 비해 5% 정도 적다.

본 연구는 국내에서 재배되고 있는 조 품종의 도정수율 증진을 위한 도정방법 및 적정 수확시기를 검토한 결과를 요약하면 다음과 같다. 제현횟수와 도정시간에 따라 제현율과 완전미도정수율의 차이가 인정되었고, 이들의 상호작용에 있어서도 유의성이 인정되었다. 조의 완전미도정수율은 제현횟수를 2회, 도정시간을 1분 30초로 하였을 때 높았다. 출수 후 수확일수에 따른 현곡천립중, 제현율, 현곡의 경도, 도정율과 완전미도정수율의 차이가 인정되었고, 이들 요인간 상호작용에 있어서도 유의적인 상관이 인정되었다. 등숙율과 완전미도정수율 향상을 위해 조생종인 황금조는 출수 후 45일(적산온도 1,148℃ ), 중생종인 삼다메와 경관1호는 출수 후 50일(적산온도 1,150℃ ), 만생종인 삼다찰은 출수 후 55일(적산온도 1,168℃ )에 수확하는 것이 가장 적당하였다.

‘경관1호’는 국립식량과학원 기능성작물부에서 2009년도에 육성한 중생종이며 찰성으로 경관 및 혼반용에 적합한 품로 주요특성과 수량성을 요약하면 다음과 같다. ‘경관1호’의 잎은 녹색이나, 생육후기에는 자색으로 변하며, 분얼경은 반직립으로 도복에 강하고 안토시안 색소 발현이 있다. 이삭의 형태는 선단분지형으로 이삭의 착립밀도가 조밀하고 탈립이 안되며 낟알은 청회색으로 찰성이다. ‘경관1호’는 밀양,원주, 기장의 보통기 표준재배에서 평균 출수기가 7월 30일로 ‘황금조’보다 13일 늦은 중생종이다. 초기생육은 보통이며, 생육일수는 보통기 재배에서 135일로 ‘황금조’에 비하여약 33일 길고, 성숙일수는 20일 정도 길다. 간장은 보통기 보비재배에서 118 cm로 ‘황금조’에 비해 13 cm 정도 크고 현곡천립중은 가볍다. 포장에서는 조도열병과 세균성줄무늬병및 벼줄무늬잎마름병 발생이 없었으나 조명나방 및 노린재류에 약하다. 수량은 2.07 MT/ha로 ‘황금조’에 비해 2% 정도적다.

우리나라에서 수집한 재래종 조 26계통들에 대하여 9개의 AFLP primer조합을 사용하여 유전적 다양성 및 계통유연관계를 분석한 결과는 다음과 같다. 1. 분석에 이용한 9개의 AFLP primer조합들은 국내에서 수집한 조 26계통들에서 총 170개의 DNA단편을 나타내었고, 이중에서 145개의 단편(85.3%)들은 다형성을 나타내었다. 9개의 AFLP primer조합들에서 측정된 유전적 다양성 값(Hs)은 1.84에서 6.80의 범위로 나타나, 평균 3.85값을 나타내었다. 강원지역에서 수집한 조 계통(Group 1)들은 평균 3.39의 유전적 다양성 값을 나타내었고, 경기도 등 타 지역에서 수집한 조 계통들(Group 2)은 평균 2.99의 유전적 다양성 값을 나타내었다. 2. 국내에서 수집된 재래종 조 26계통들은 유전적 유사성 73% 수준에서 크게 두 개의 그룹으로 구분되었다. Group I은 유전적 유사성 76.8% 수준에서 강원도에서 수집한 13계통들과 경기도에서 수집한 1계통을 포함하고 있었으며, Group II는 유전적 유사성 78.9% 수준에서 강원도에서 수집한 2계통들과 타 지역에서 수집한 10계통들을 포함하고 있었다. 본 연구결과는 우리나라에서 수집한 재래종 조 계통들에 대한 유전적 다양성 및 계통유연관계 이해 그리고 이들 자원의 수집 및 보존 등에 유용한 정보를 제공할 것으로 기대된다.