Potato is an important cash crop of Pakistan and widely cultivated in plains and mountains of Punjab. Khyber Pakhtun Khawa Gilgit Baltistan, on an area of 0.313 million hectares in summer, autumn and spring with an annual production of 07.9 million tons. In Pakistan potato yield is 25.2 tons per hectare, which is although above the world average but comparatively low as compare to the potential and other advance potato growing countries because of several reasons. Availability of healthy seeds and advance production technology are the major constraints to achieve the higher potato production goals. It is very alarming that in spite of good position in potato growing countries, we are unable to produce good quality seed. In Pakistan >01% quality seed is available against the seed demand around 0.5-0.7 million tons per annum and mostly depend upon the imported seed 15000-20000 tons per annum. Tissue culture industry has been a proven global technology in potato seed production, so it is dire need of the growing population and climatic change to adopt these modern technologies of potato production for sustainable and higher production and income to contribute potato growing farmers of Pakistan. It is possible with the commercial use of tissue culture and allied techniques as aeroponic potato seed production along with good management and plant protection measures to provide indigenous high vigor and high yield potential potato seed. Pakistan Agricultural Research Council has established Aeroponic Potato Seed Production facility at National Agricultural Research Center with the collaboration of Korean Govt RDA-KOPIA Pakistan. The Aeroponics is a modern technology for growing plants by providing a nutrient solution in the air without soil. Plants grow rapidly in the growth chamber under the aseptic environment, balanced nutrition and sufficient oxygen availability that improves potatoes production in the aeroponic system. This can produce 10 times more yield than conventional production systems. Aeroponics techniques are credited for making potato yield more efficient, and can reduce the number of steps in the potato seed multiplication. Through tissue culture and aeroponics facilities development in Pakistan, first ever more than 200,000 nucleus mini harvested at NARC from the autumn 2021 and spring 2022 planation at KOPIA screen houses. Further seed multiplication from the harvest is under progress at up hills and more than 500,000 tubers (G1) are expected to be harvested during October-November 2022. It is very encouraging, impressive and successful venture of KOPIA at Pakistan for the potato seed production and self-sufficiency to insure food security in the country.

고구마 바이러스 무병묘의 기내급속증식을 위한 적정 생장 조절물질 및 sucrose 농도, 최소생장 기내보존(15°C)에 미치는 광의 영향과 생존율 및 기내생장 특성 등을 조사하였다. 고구마 무병묘의 마디배양은 0.2mg·L-1 BA 첨가배지에서 줄기신장, 줄기직경, 잎수, 뿌리수, 생체중 및 건물중 등이 가장 양호하였다. 배양부위 및 배지물리성에 따른 적정 sucrose 농도는 마디배양은 5% sucrose를 첨가한 고체배지에서, 정단배양은 3% sucrose를 첨가한 액체배지에서 줄기두께, 잎수, 뿌리수, 뿌리길이, 생체중 및 건물중 등의 생육에 가장 효과적이었다. 15°C 저온항온기에서 고구마 무병묘의 최소생장 기내보존은 암상태에서는 3개월 내에 모두 고사하였으나, 적색:청색(7:3) 혼합 LED (150±5μmol·m-2·s-1 PPFD)에서는 5개월까지 100% 생존하였다. 따라서 고구마 무병묘의 최소생장 기내보존에는 광이 필요하며, 샬레에 밀식(10 개체/샬레)할 경우, 좁은 공간에서 대량보존이 가능하였다.

남부지역에서 고구마 바이러스 무병묘의 정식시기 및 재배 기간에 따른 괴근 수량 및 씨고구마 생산량을 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 바이러스 무병묘 정식시기에 따라 씨고구마로 사용하기에 알맞은 100~300 g 크기의 괴근 생산량은 6월 중순 정식 재배에서 ‘신율미’ 2,364 kg/10a, ‘풍원미’ 2,625 kg/10a 수준이었다. 2. 바이러스 무병묘를 7월 상순에 정식하여 재배하여도 씨고구마로 사용하기에 알맞은 100~300 g 크기의 괴근 수량은 ‘신율미’ 2,043, ‘진홍미’ 1,799, ‘다호미’ 1,390, ‘풍원미’ 1,985 kg/10a 정도가 생산되었다. 3. 고구마 바이러스 무병묘 정식 후 110일, 120일, 그리고 130 일 재배 시 씨고구마 수량은 ‘풍원미’ 1,605, 1,907, 1,834 kg/ 10a, ‘호감미’ 1,816, 1,771, 2,137 kg/10a 수준으로 생산되었다. 4. 수확 전 채취한 고구마 잎에서 SPLCV, SPFMV, SPVG, SPLV 등 4종 바이러스 이병 정도를 검정한 결과 정식시기, 재배기간 등 품종에 따라 약간 차이는 있으나 낮게 검출되어 다음해 씨고구마 종자로 문제가 없다고 판단하였다. 5. 바이러스 무병묘 대량 증식에는 시설과 노력이 많이 소요되고 증식량이 적어 면적 확대에 어려움이 있기 때문에 무병씨고구마를 생산하면 면적 확대에 유리하다. 무병묘가 소량 일 경우는 계속 증식하면서 7월 상순까지 본밭에 정식하여도 씨고구마 생산이 가능하였다. 금후에는 무병묘로 생산한 연차 간 씨고구마에 대해 품종별 수량과 품질 평가 후 씨고구마의 적정 갱신 주기를 설정하고자 한다.

This research project provides the opportunity of foundation for Ministry of Agriculture y Ganaderia (MAG), University of El Savador (UES), and Centro Nacional de Tecnología Agropecuaria y Forestal (CENTA) and potato farmers of El Salvador to implement to achieve the project goal of poverty alleviation, nutrition improvement, and income increase of farmers through the establishment of sustainable self dependent national infrastructure for seed potato production and supply system and organized network of production of farmers. Kangwon National University has been designated by KOICA to implement the APP Track-II Project from April, 2015 to March, 2016. The support activities and research result include 'virus-free seed potato production facilities and laboratory equipment' provided to UES and CENTA, 'technology transfer of virus free seed potato production' such as making substrate, tissue culture, pathology test, subculture, mini tuber production, and some joint research result achievement, and various technological training conducted for participating researchers and local potato farmers for the virus-free seed potato production, table potato and seed potato cultivation technology, and the standard farming technology as well.

The most common method of vegetative propagation of virus free plantlets is the use of shoots meristem culture in solid medium culture. This study was to investigate the effect on liquid medium culture for the growth of virus-free sweetpotato plantlets. Single-nodes derived from meristem culture of sweetpotato was examined in this experiment and three sweetpotato varieties ‘Singeonmi’, ‘Sinhwangmi’, and ‘Sinjami’ was used. The growth of plnatlets was greater in liquid medium culture than that of solid medium culture after longer incubation in 3 varieties. The total fresh weight of 5 week old plantlets after planting in solid culture were 2.17 g (‘Singeonmi’), 2.49 g (‘Sinhwangmi’), and 2.18 g (‘Sinjami’), but the fresh weight in liquid medium culture was 3.87, 3.88, and 3.35 g, respectively. Leaf number of ‘Singeonmi’ and ‘Sinjami’ plantlets after 5 weeks of liquid medium culture was 21.1 and 22.6, respectively and liquid medium culture showed 3 and 6.2 more leaf number than that of solid medium culture. Plant height of ‘Sinhwangmi’ and ‘Sinjami’ plantlets after 3 weeks of liquid medium culture was 4.1 cm and 3.4 cm, respectively, and liquid medium culture showed 1.1 cm longer stem length than solid medium. Overall, liquid medium culture of sweetpotato plantlets was more effective than solid medium in terms of leaf and stem growth.

고구마 바이러스 무병묘 재배에 따른 세대 간 수량변 이를 구명하기 위하여, ‘안노베니’, ‘연황미’, ‘맛나미’ 등 3품종의 무병묘 세대(TC0, TC2, TC3) 삽수를 75×25cm 로 정식하여 흑색비닐로 멀칭재배하였다. 정식 30일째 줄기신장은 대조구인 농가묘보다 무병묘 세대에서 유의 한 증가를 보였으며, TC0에서 가장 왕성하였다. 120일째 수확기 생육은 줄기길이, 원줄기 마디수와 곁가지수는 농가묘보다 무병묘 세대에서 높았으나, 통계적 유의성은 없었다. 무병묘 세대의 지상부 생체중이 농가묘보다 유의하게 증가하였으나, 무병묘 세대간 그리고 품종간에는 유의한 차이가 없었다. 주당괴근수와 평균괴근중은 농가 묘보다 TC0와 TC1 세대에서 유의한 증가를 보였으나, TC2 세대에서는 농가묘와 차이가 없었다. 무병묘 세대의 주당괴근중은 농가묘보다 유의하게 증가하였고, 무병묘 세대간에는 TC0에서 가장 높았다. 무병묘 세대의 평균 상저수량, 상저비율과 소형 고구마(40-200g) 비율도 농가묘보다 유의한 증가를 보였다. 300g 이상 괴근비율은 TC0 세대에서 가장 낮았다. TC2 세대의 상저수량은 TC0 세대보다 유의하게 낮았고, 농가묘와도 유의한 차이가 없었다. 품종간 상저수량은 ‘맛나미’에서 가장 높았으며, ‘안노베니’, ‘연황미’ 순이었다. 따라서 무병주의 수량과 품질 유지를 위해서 농가는 3년 주기로 교체하는 것이 필요하다. 다만 교체주기는 바이러스 재감염 정도에 따 라 2-3년 주기로 실시하는 것이 바람직할 것이다.

고구마 재배농가에서 무병묘를 손쉽게 자가증식할 수 있는 간편한 수경재배 시스템을 도입하기 위하여, 점적호스를 이용한 순환식 자루재배 시스템을 시설하여 배지 혼합비율 및 삽수종류에 따른 무병묘의 생육을 조사하였다. 연황미와 맛나미 모두 15일경까지는 배지 종류에 따른 생육에 유의한 차이를 보이지 않았으나, 20일경부터는 원예용상토(TKS-2)와 펄라이트 함량이 높은 혼합배지(코코피트 : 펄라이트, 3 : 7 v/v)에서 생육이 양호하였다. 품종 간에는 연황미의 생육이 맛나미보다 양호하였으며, 1마디 삽수보다 정단 삽수로 증식하는 것이 효과적이었다. 연황미와 맛나미의 줄기생육은 정단 삽식에서 1마디 삽식보다 10cm 및 2cm 이상 신장하였으며, 코코피트와 펄라이트 3 : 7(v/v) 혼합배지에서의 건물중과 생체중은 원예용 상토 또는 코코피트와 펄라이트 7 : 3(v/v) 혼합배지에서보다 유의한 증가를 보였다. 따라서 코코피트와 펄라이트(3 : 7, v/v) 혼합배지를 이용한 자루재배는 고구마 무병묘 증식에 성공적으로 적용할 수 있었으며, 고구마 종순농가에서도 큰 경제적 부담없이 적용할 수 있을 것으로 기대되었다.

Freesia is one of the most popular flowers over the world including Korea, due to the fragrance and beauty of the plant flower. The first domestic freesia cultivar ‘Shiny Gold’ was developed by NIHHS, RDA, in 2003, which has yellow double and large petals and strong fragrance. Ten years have passed since ‘Shiny Gold’ was cultivated at floral farms, and the deterioration of cut flower quality and yield are reported from the farms. Virus infection causes a reduction in the quantity and quality of the cut freesia flowers and is one of the most serious problems in Korea. Virus detection was carried by reverse transcription polymer chain reaction (RT-PCR) for FreMV, FreSV, BYMV, CMV, and TRV, as known to infect freesia. FreMV, FreSV, BYMV, and TRV were detected single or multiply, and CMV was not found in the freesia leaves collected from the farms. To produce virus-free freesia, meristem culture of ‘Shiny Gold’ was conducted in MS medium added ribavirin at different concentration. As the increased of ribavirin concentration, the growth of ‘Shiny Gold’ plantlets was inhibited in freesia’Shiny Gold’. The plantlets produced by meristem culture in ‘Shiny Gold’ were virus free at the enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) level.

To analysis of virus free sweetpotato effect, 5 virus free sweetpotato and virus normal sweetpotato varieties were planted in 5 different regions at 2010 year. The average yields of virus free sweetpotato are showed different results according to regions. Sinjami which cultivated at Iksan were increased maximum 68% compare to normal. However, Sinjami which cultivated in Hamyang were decreased yield 11% compare to normal. Analysis of tuber formation ratio of Sinjami, Yenhwangmi, Singeonmi which cultivated in Nonsan were decreased tuber number compare to normal. However, 3 varieties were all increased on Average storage root weight and yield of marketable storage root. In the results of analysis of marketable storage root according to cultivated regions and varieties, all varieties except Sinjami which cultivated in Hamyang were increased yield. Also, quality of virus free sweetpotato were enhanced 7 to 9 compare to virus infected sweet potato which showing average 3. Contents of starch between virus free and virus infected sweetpotato were not affected by virus. Virus free sweetpotato were more increased starch products according to increased total production yield. Also, Brix° (%) was not showing difference between virus free and virus infected sweetpotatoes. In this experiment, Virus free sweetpotato are enhanced production yields and quality. Therefore, we suggested that virus free sweetpotato is one of the methods to reduce damage by sweetpotato virus.

본 연구는 바이러스 무병묘의 대량 증식을 위한 기초 자료를 얻고자 포도 '자랑' 품종의 신초와 뿌리의 형성 및 생장에 미치는 배지조성물질과 생장조절제의 영향을 구명하고자 수행되었다. 배지의 무기염 농도가 낮을수록 신초의 형성은 많아지는 경향으로, 특히 1/2MS배지에서 신초의 형성 및 생장이 가장 양호하였다. 부정근의 형성은 무기염의 농도가 높아질수록 양호하여 2MS배지에서 부정근의 수가 2.1개로 가장 많았다. Sucrose의 경우, 신초의 형성은 1%, 부정근의 형성은 3%, 생장은 1% 농도구에서 가장 좋았다. 활성탄의 0.05% 첨가에 의해 신초의 생장은 양호했으며, 특히, 부정근의 형성 및 생장에 효과적이었다. '자랑'의 대량 증식을 위한 배지의 pH는 6.8이 가장 적합하여 신초의 마디수와 길이가 각각 3.9개와 1.3 cm로 가장 좋았다. 기내 대량증식에 미치는 생장조절제의 영향으로 BA 1.0 mg/L에서 신초의 생장이 가장 왕성하였으며, NAA 1.0 mg/L에서 절편체당 16.9개의 신초가 형성되어 양호한 결과를 얻었다.

바이러스 무병묘의 만기재배를 통한 우량 씨고구마의 안정적 생산과 적응품종 선발을 위하여, 9 품종의 바이러스 무병묘와 농가묘를 7월 10일 75 × 25 cm로 정식하여 흑색비닐로 멀칭재배를 한 다음, 생육특성 및 수량 등을 조사하였다.1. 정식 30일째의 초기생육은 농가묘보다 무병묘에서 줄기 길이, 줄기 직경, 마디수, 곁가지수 등이 유의하게증가하였고, 품종 간에도 유의한 차이를 보였으며, ‘고건미’, ‘신천미’, ‘신황미’, ‘신율미’, ‘연황미’ 등에서 초기생육이 양호하였다. 2. 정식 110일째의 지상부 생육에서 줄기 길이, 줄기 직경, 마디수, 분지수 및 생체중 등은 품종간에 유의한차이를 보였으나, 무병묘와 농가묘간에는 마디수 외에다른 형질들은 유의한 차이를 보이지 않았다.3. 만기재배에 따른 무병묘 수량은 품종에 따라 농가묘보다 12-49% 증수되었으며, 무병묘와 농가묘간 평균수량은각각 1,625 kg/10a과 1,230 kg/10a 으로 무병묘에서 유의하게 증가하였다.4. 씨고구마로 이용할 수 있는 40 g 이상의 상저비율은 무병묘 65.6%, 농가묘 57.8%로 무병묘에서 유의하게 증가하였으며, 무병묘와 농가묘간 상저수량은 각각 1,067 kg/10a과710 kg/10a 이었다.5. 공시된 9품종 중에서 1,300 kg/10a 이상의 상저수량을보인 ‘신자미’, ‘신천미’, ‘신율미’ 등 3품종의 만기재배적응성이 높았다.

고구마의 연작장해를 경감시키기 위하여, 연작지 토양과 심토반전 토양에서 농가묘와 바이러스 무병묘를 70×25cm 간격으로 재배하였다. 연작지 토양의 시비량은 N-P2O5-K2O = 55-63-156kgha1과 우분퇴비 10tonha1으로 표준시비를 하였고, 심토반전 토양은 질소비료와 퇴비만을 50% 증시하였다. 삽식 30, 120일째의 생육과 수량 및 품질특성을 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 삽식 30일경부터 농가묘에서는 바이러스 병징이 뚜렷하였으나, 무병묘에서는 나타나지 않았다. 2. 무병묘의 수량성은 농가묘보다 심토반전 토양 15.0%, 연작지 10.5%의 증가를 보였다. 3. 심토반전 토양에서의 수량성은 연작지보다 농가묘 8.8%, 무병묘 3.2%의 증가를 보였으며, 심토반전 토양에서 바이러스 무병묘 재배는 상저비율이 농가묘(60.1%) 대비 80%로 높아져 경제성이 있었다. 4. 무병묘에서 수확한 고구마의 품질은 농가묘보다 피색이 선명하고, 고구마 모양이 좋아져 외관 품질향상에도 유리하였다. 5. 심토반전 토양 및 무병묘에서 수량증가는 30일째 엽수와 120일째 분지수와 정의 상관관계(p=0.05)가 인정되었으며, 이는 고구마 괴근형성에 초기생육이 중요하다는 것을 보여주었다.

Sweetpotato fields in Korea are highly infected with virus and virus like diseases that greatly diminish both yield and quality as indicated by field observations and laboratory tests. In order to solve this problem, there is an urgent need to produce and mass propagate virus-free planting materials for distribution to the farmers. These experiments were conducted, firstly, to determine the most appropriate culture media, nutrient solution, and cutting intervals to maintain growth and vigor of tissue cultured plantleta as mother plants for propagation in insect-proof greenhouse. And as a labor saving method, the production efficiency of plug trays for rapid propagation of stem cuttings as a source of planting materials was likewise evaluated. Results showed that plants grown in medium B supplied with 0.5 and 1.0 strength of MS nutrients had high growth rate, and 20-day cutting interval was the best. 72-plug tray was better than 128-plug. Secondly, it was to develop a technique for the production of first-generation seed roots using hydroponics cultivation system. The yield of virus-free plants propagated in the non-insect proof and open-field cultivation was 2,402 kg/10a, 6% higher than those in the insect-proof cultivation, and the rate of virus re-infection was 18% higher compared to 3.3% with insect-proof cultivation. Lastly, it was to investigate the growth performance of virus free plants in farmers' field. Differences were existed in the yield depending on the variety used, but virus free plants showed an increase of 6~24% over virus infected plants.

본 연구에서는 카네이션과 고구마의 무병 종묘를 생산하고자 정단분열조직배양을 실시하였으며, 생산된 배양종묘의 바이러스 감염여부를 진단하기 위해 ELISA방법을 이용하여 주요 바이러스를 검정하였다. 카네이션의 정단분열조직 배양에 공시 한 'Roland' 등 4품종 중 투명화 현상이 없이 가장 정상적인 잎이 발생하고 절간신장이 이루어지며 뿌리의 발생도 양호한 생장반응을 보인 품종은 석죽계통인 'Giant Gipsy' 이었으며 MS기본배지에 NAA 0.05 ㎎/L와 BA 0.1㎎/L 혹은 kinetin 1.0㎎/L와 조합한 구에서 shoot의 재생이 양호하였다. 배양7주일 후에는 explant 1개체에서 평균 5-6개, 많은 것은 10개체 이상의 multiple shoot가 형성되었고 기내 마디삽목법에 의하여 대량증식할 수 있었다. 투명화현상이 심한 품종은 'Casha'와 'Desio'로 나타났는데 투명화 현상은 kinetin 첨가보다는 BA첨가구에서 현저하게 증가하였다. 카네이션 기내 배양종묘의 바이러스 감염여부는 ELISA방법을 이용하여 CarMV와 CarRSV를 신속하게 다량의 시료를 진단할 수 있었다. 그 결과 정단분열조직의 배양을 통해 65.2%에서 무병 주가 생산되었음을 확인할 수 있었다.