Pseudomonas aeruginosa is a ubiquitous gram-negative bacterium causing serious infections. The P. aeruginosa T3SS is a syringe-like apparatus on the bacterial surface, with 4 effector toxins: ExoS, ExoT, ExoY, and ExoU. Here, we investigated the effect of ExoS and ExoT of the T3SS of P. aeruginosa K strain (PAK). The type three secretion system (T3SS) is a major virulence system of Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa). The effector protein Exotoxin S (ExoS) produced by P. aeruginosa is secreted into the host cells via the T3SS. For the purpose of screening the inhibitors with regard to ExoS secretion, we developed the sandwich-type enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) system. PAK clinical strains induce proinflammatory cytokine production through the T3SS, and this involves NF-κB activation in pneumonia mouse models. We tried to confirm the role of the NF-κB transcription factor in ExoS- and ExoT-induced pneumonia mouse models. pro-inflammatory cytokines induction in response to ExoS and ExoT infection relied on NF-κB activation. Our findings highlight the roles of natural poduct in inhibiting proinflammatory cytokine expression during ExoS and ExoT exposure in PAK infections, paving the way for a novel therapeutic approach for the treatment of pulmonary infections.

In December 2019, the COVID-19 epidemic was discovered in Wuhan, China, and since has disseminated around the world impacting human health for millions. Herein, in-silico drug discovery approaches were utilized to identify potential candidates as Severe Acute Respiratory Syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) main protease (M^pro) inhibitors. We investigated several databases including natural and natural-like products (>100,000 molecules), DrugBank database (10,036 drugs), major metabolites isolated from daily used spices (32 molecules), and current clinical drug candidates for the treatment of COVID-19 (18 drugs). All tested compounds were prepared and screened using molecular docking techniques. Based on the calculated docking scores, the top ones from each project under investigation were selected and subjected to molecular dynamics (MD) simulations followed by molecular mechanics-generalized Born surface area (MM-GBSA) binding energy calculations. Combined long MD simulations and MM-GBSA calculations revealed the potent compounds with prospective binding affinities against M^pro. Structural and energetic analyses over the simulated time demonstrated the high stabilities of the selected compounds. Our results showed that 4-bis([1,3]dioxolo)pyran-5-carboxamide derivatives (natural and natural-like products database), DB02388 and Cobicistat (DB09065) (DrugBank database), salvianolic acid A (spices secondary metabolites) and TMC-310911 (clinical-trial drugs database) exhibited high binding affinities with SARS-CoV-2 M^pro. In conclusion, these compounds are up-and-coming anti-COVID-19 drug candidates that warrant further detailed in vitro and in vivo experimental estimations.

In an internal document, CORONA-VIRUS DISEASE 2019 (COVID-19) PLAN, release developed stated that "on January 22, 2020, Palau Ministry of Health activated its emergency operations center, and since then has prepared and put in place measures in response to this global pandemic." The actions eventually led to the closure of most flights coming into Palau as a method to protect its population. The population of is at high risk with COVID19 due to the very elevated rate of NCD's, as well as the limited access to proper testing and treatment facilities. Increased use of traditional medicines in the population has reduced the co-morbidities by reducing risk factors. Furthermore, the expansion of tradtional NCD therapies, especially that of DAK reduce pressure due to obesity and diabetes therefore allowing for unimpaired immune systems to combat deadly infectious diseases such as COVID19.

Cancer is the second leading cause of death in the world. According to the 2018 reports, one in six people worldwide is reported to die as a result of cancer. The discovery of anticancer drugs has been utilized extensively, but there has been no report on excellent selective activity in cancer cells. The discovery of bioactive substances from marine sponges has been the limelight in the pharmaceutical field over the past decade owing to the production of many bioactive compounds from the sponges to protect themselves against the environment. On top of that, marine sponges also produced cytotoxic compounds such as terpenoids, alkaloids, steroids, and peptides which suggests that marine sponges have high potential in the development of anticancer drugs. Thus, this study aimed to obtain new cytotoxic compounds from S. siphonella in Egypt and Arenoscelra sp. and Gelliodes sp. in Vietnam, and further investigation of the extract from these marine sponges led to isolation of ten new compounds and 21 known compounds. Chapter 1 will discuss about the isolation and structure elucidation of eight new polyacetylene derivatives from S. siphonella and their cytotoxic activities. The isolation and structural elucidation of one new polybrominated iododiphenyl ether from Arenosoclea sp. as well as cytotoxic activities of the isolated compounds will be reported in chapter 2. Finally, isolation and structure elucidation of new compounds from the marine sponge Gelliodes sp. and their cytotoxic activities will be discussed in chapter 3.

In this study, we aimed to study carnation italian ringspot virus (CIRV) in Erigeron annuus (L.) Pers. in Bonghwa County, Korea. The collected samples showed mosaic and malformation symptoms. To identify the virus species, we performed high-throughput sequencing, reverse transcription polymerase chain reaction, and cloning. The virus was confirmed to be an unreported species, and therefore we performed genome sequencing of the samples. The complete genome was 4,746 nucleotides in length. The CIRV contained five open reading frames (ORFs), and it showed the typical features of members of the genus Tombusvirus. Phylogenetic analyses revealed that ClRV isolates had the highest nucleotide identities with the CZ isolate (95.89%) from Korea. In recent years, these viruses have sporadically been reported in floral scent and medicinal plants. This research found the first natural host infected with CIRV, and provides baseline information to determine the correlation between weeds and crops.

Fire blight, caused by Erwinia amylovora(Burrill), is a destructive disease of apple that damages blossoms, shoots, and woody plant organs. The fire blight disease is a worldwide problem for pome fruit growers because all popular apple cultivars are susceptible to the disease. Recently, fire blight of apple rootstocks has become a serious economic problem in high-density orchard systems in korea. The most commonly used dwarfing root stocks, M.9 and M.26, are highly susceptible to E. amylovora. The objective of the apple rootstock-breeding program has been to develop pomologically excellent rootstocks with resistance to abiotic and biotic stresses, including fire blight. Budagovsky 9 (B.9) apple rootstock is reported to be highly susceptible when inoculated with E. amylovora, although results from multiple trials showed that B.9 is resistant to rootstock blight infection in field plantings. So we tried to collect the apple rootstocks traits of fire blight resistance. The apple genotype Malus Robusta 5 (MR5) represents an ideal donor for fire blight resistance because it was described as resistant to all currently known European strains of the pathogen. The PCR for detecting the MR5 gene using the primers Md_MR5_FL_F/Md_MR5_FL_R. The results of these experiments confirmed some apple rootstocks traits of fire blight resistance showed the MR5. Furthermore, this gene is confirmed to be the resistance determinant of Mr5 as the transformed lines undergo the same gene-for-gene interaction in the host-pathogen relationship MR5-E. amylovora.

본 연구는 호랑버들과 갯버들 교잡종의 잎 형태적 특성을 국내 자생종인 호랑버들, 갯버들과 비교하였다. 호랑버들 35개체, 갯버들 35개체, 교잡종 100개체에서 잎을 채취하여 잎의 길이와 너비, 엽저와 엽두 각도, 잎자루 길이와 너비, 탁엽의 길이와 너비, 잎 두께 등 총 17개의 잎 형태적 특성을 분석한 결과, 엽두 각도와 탁엽의 길이를 제외한 15개의 특성에서 세 분류군이 유의한 차이를 나타내었다. 교잡종의 잎 길이와 너비의 비는 갯버들, 교잡종, 호랑버들 순으로 크게 나타나 교잡종의 잎의 형태는 피침형인 갯버들과 타원형인 호랑버들 사이 중간 형태로 나타났다. 교잡종의 잎의 너비, 엽저 각도, 잎자루의 길이와 너비, 탁엽의 길이와 너비는 호랑버들과 갯버들의 중간 형태를 나타내었으며, 탁엽의 거치 개수는 교잡종이 호랑버들과 갯버들보다 많은 특성이 나타났다. 잎 뒷면 단위면적당 털의 개수 또한 교잡종이 호랑버들과 갯버들보다 많은 특성을 나타냈다. 세 분류군 간 잎 형태적 차이를 구명하기 위해 유의한 차이를 보인 15개의 변수를 이용하여 주성분분석을 실시한 결과 고유값이 1 이상인 제 1, 2, 3, 4주성분이 전체 분산의 68.2%를 설명하였다. 제 1주성분은 잎의 너비, 잎의 1/3 아랫부분 너비, 잎의 1/3 윗부분 너비, 잎자루의 길이, 잎의 길이로 잎의 크기와 관련이 있는 특성들이 높은 상관관계를 나타내었고, 제 2주성분은 엽맥의 수, 잎자루의 너비와 높은 상관관계를 나타내었다. 제 3주성분은 탁엽의 거치 개수, 탁엽의 너비로 탁엽의 특성과 관련이 있는 특성들이 높은 상관관계를 나타내었으며, 제 4주성분은 잎의 두께와 높은 상관관계를 나타내었다. 주성분분석 결과 호랑버들과 갯버들 교잡종의 잎 특성은 호랑버들보다 갯버들과 가까운 것으로 나타났다. 잎의 형태적 특성으로 세 분류군을 구별하기 위해 정량형질을 이용한 판별분석 결과 교잡종 중 대부분(93.3%)이 호랑버들, 갯버들과 구별되었다. 일부 교잡종 개체(6.7%)가 갯버들로 오분류되었지만, 잎의 정성적 특성인 잎의 거치와 측맥의 특성을 고려한 결과 모든 개체가 교잡종으로 구분되었다. 따라서 호랑버들과 갯버들의 교잡종은 잎의 형태적 특성이 부모종인 호랑버들, 갯버들과 다른 독특한 형태를 가진 것으로 나타났다.

기후변화의 영향으로 자생지에서 고사하고 있는 구상나무 유묘의 대기온도와 연령에 따라 건전도를 파악하고자 지리산 구상나무 실생묘를 대상으로 엽록소형광을 측정하였다. 2020년 7, 8, 9월에 걸쳐 월별 1회씩 연생별(1, 2, 3, 5, 6년생) 20개체를 대상으로 13시, 19시에 개체당 3회 반복 측정하였다. 측정 당시 평균대기온도는 24.6, 26.9, 20.6℃이었으며 잎을 20분간 광을 차단 후 Fv/Fm값을 측정하였다. Fo는 식물이 암적응 된 상태에서 포화광을 조사하기 직전의 형광 초기값이며, Fm은 식물이 암적응 된 상태에서 포화광을 통해 유도된 최대 형광수치를 의미한다. Fv는 Fm-Fo이며, 광화학 반응의 최대 양자수율로 식물의 잎이 광합성을 수행할 수 있는 잠재력을 의미하고 식물의 광합성 활성과 건전도에 대한 지표로 사용된다. 일반적으로 건강한 잎의 Fv/Fm값이 0.8을 기준으로 낮은 값은 광계II의 반응 중심이 손상을 잎은 경우이거나 스트레스 환경에 있는 경우이다. 13시 측정 결과 8월 측정값 중 1년생과 3년생이 0.8 이하로 측정되었고 그 외에는 전부 0.8 보다 높게 나타났다. 19시 측정 결과 8월에 1, 2, 3년생이 0.8 이하로 측정되었으며, 9월에는 1년생의 경우를 제외하고 모두 0.8 보다 높게 나타났다. 1, 2, 3년생은 8월의 높은 온도에 영향을 받아 고산지대에 자생하는 구상나무의 특성상 고온에 대한 스트레스를 받은 것으로 판단되며, 연령이 비교적 높은 5, 6년생은 온도변화에 비교적 안정적인 것으로 나타났다. 따라서 엽록소형광 측정의 결과를 근거로 3년생 이하의 개체는 온도변화에 민감하게 반응하는 반면, 5년생 이상의 개체는 비교적 안정적으로 건전도가 유지된 것으로 판단되었다.

콩의 원산지는 만주를 중심으로한 동북아시아를 원산지로 추정하고 있으며, 동아시아인 한국, 중국, 일본의 주요 식재료로 다양하게 이용되어왔다. 콩은 단백질과 지방의 공급원으로서 뿐 아니라 최근에는 콩의 생리활성 물질이 항암효과, 골다공증, 신장질환과 같은 질병예방에도 효과가 있는 것으로 알려지면서 활용가능성이 높아지고 있다. 본 연구는 유전자원센터에 보존 중인 콩 수집단에서 농업형질, 기초정보 등을 토대로 핵심집단을 작성하고 그 중 한국, 중국, 일본 수집단 각 425, 93, 42자원의 개화일수, 생육일수, 주당협수, 100립중, 주당수량과 같은 양적형질을 비교하였다. 개화일수와 생육일수는 중국수집 자원에서 평균38일, 107일로 가장 빠르며, 한국수집 자원은 평균 53일, 127일로 가장 늦었다. 협당립수는 중국수집 자원에서 협당 평균3립으로 가장 많았으며, 한국과 일본 수집자원은 각 2.3과 2.4립으로 유사하였다. 주당협수는 한국 수집자원에서 주당 평균 327.4개로 가장 많고 일본이 248.0개 중국이 224.4순으로 조사되었다. 100립중은 일본 수집 자원이 평균 33.6g으로 대립이 많고 한국 26.5g , 중국 21.1g 이었다. 주당수량은 한국 수집자원이 평균 119.8g, 일본 84.2g, 중국 76.8g순이었다. 이들 5개 양적형질을 토대로 군집분석한 결과 한국 자원은 대다수가 C3 그룹에 속하고, C1 그룹에 일부가 속하였으며, 일본 자원은 C3 그룹과 C2 그룹에, 중국 자원은 C2 그룹에 속하여 한국과 일본자원이 유사하고 중국자원과는 차이를 보이는 것으로 나타났다. 이러한 특성조사 결과는 자원의 수집, 도입시 다양성 확보를 위한 기초정보로 이용할 수 있다.

병아리콩은 두류 중 콩, 땅콩, 강낭콩, 완두 다음으로 중요한 작물로 chickpea, garbanzo bean 이라고도 불리며, 원산지는 터키 동남부와 시리아로 알려져 있다. 병아리콩은 전세계 50개국 이상에서 재배되며, 인도에서 전세계 생산량의 66%가 재배되고 있다. 병아리콩은 Desi (microsperma)와 Kabuli (macrosperma)의 두가지 형태로 구분된다, Desi형은 꽃색이 분홍색, 종피가 두껍고 종피색이 유색이 특징, Kabuli형은 백색꽃에, 백색이나 미색 종피 양머리 종자형태를 보인다. Desi 형은 아시아와 아프리카, Kabuli 형은 서아시아, 북아프리카, 남미와 유럽 등지에서 주로 재배된다. 본 연구에서는 인도, 미얀마, 우즈벡, 조지아, 불가리아, 우크라이나 등 6개국에서 수집한 자원의 농업형질을 평가하고 비교하여 활용을 위한 정보를 제공하고자 수행하였다. 꽃색의 분포는 분홍색이 백색보다 2배 많았으며 조지아, 인도와 미얀마 수집 자원은 80% 이상이 분홍색, 우크라이나, 우즈베키스탄에서는 백색이 최소 75%이상으로 조사되었다. 소엽의 크기는 종자의 크기와 밀접한 관련이 있으며 인도와 미얀마, 불가리아에서는 소립종, 조지아, 우크라이나에서는 중립종의 비율이 높았다. 개화기는 6월 상중순에 집중되었으며 인도와 미얀마 수집자원의 개화기가 6월 상순 이전으로 빠르고 우크라이나 자원이 6월 하순과 7월 상순으로 늦은 경향을 보였다. 올해는 6월 중순부터 지속된 강우로 개화 후 정상적인 결실이 어려웠으나 6월 하순부터 성숙하기 시작하였고, 인도와 미얀마 수집자원은 주로 7월 상순에 나머지 수집 국가들은 7월 하순 이후에 성숙하였다. 올해의 기상이변으로 보다 정확한 평가를 위하여 차년도에 재평가를 수행하고자 하나 올해의 양적, 질적 형질의 경향치를 이용하여 수집국간의 농업형질을 비교하고, 식품소재의 다양화 다변화 추세에 맞추어 도입작물 활용을 위한 기초자료로 제공하고자 한다.

본 실험은 다양한 생리활성이 보고되어 약용으로 널리 쓰이는 개똥쑥(Artemisia annua L.) 종자의 온도에 따른 발아 특성을 조사하기 위해 진행하였다. 미세온도구배 발아기를 이용하여 낮과 밤의 온도를 각각 5 ~ 35℃ 범위에서 낮과 밤의 시간을 12시간으로 고정하고, 낮 온도가 밤 온도보다 크거나 같은 조건을 설정하여 총 27개의 온도조건으로 개똥쑥 종자의 최종 발아율 및 발아율과의 관계를 분석하였다. 실험결과, 개똥쑥 종자는 실험에 사용한 모든 온도조건에서 발아가 가능한 것으로 나타났으며, 25/10℃(낮/밤) 조건에서 90%로 가장 높게 조사되었다. 또한, 발아율 조사결과를 통해 일평균온도뿐만 아니라 일교차온도도 발아율에 영향을 미치는 것으로 판단되어 일평균온도와 일교차온도로 나누어 발아율과의 관계를 분석하였다. 온도조건과 발아율과의 연속적인 발아특성을 분석하기 위해 다중회귀분석과 비선형 회귀분석을 이용하여 온도 조건과 상대적 발아율의 관계를 수식으로 표현하였다. 일평균온도를 기준으로 발아율과의 관계를 분석한 결과, 5 ~ 35℃의 모든 일평균 온도범위에서 유의성이 나타났으며 5, 7.5, 32.5, 35℃는 상대적인 음의 영향력을, 나머지 조건에서는 상대적인 양의 영향력을 가진 것으로 분석되었다. 일교차온도를 기준으로 발아율과의 관계를 분석한 결과, 0 ~ 25℃의 모든 일교차 온도범위에서 양의 영향력을 가진 것으로 분석되었다. 일평균온도는 19.3℃에 가까울수록, 일교차온도는 14.9℃에 가까울수록 발아에 대한 영향력이 큰 것으로 조사되었다. 각 수식을 통해 도출된 수치화된 온도에 따른 개똥쑥 종자의 일일누적 온도 영향력을 temperature score(TS)로 설정하였다. 본 연구에서 도출된 수식을 통해 누적 TS를 계산한 결과, 14.9 TS가 누적되었을 때 발아율이 85% 이상으로 나타날 것으로 예측되었다.

지구온난화에 따라 농업부문 신재생에너지의 중요성이 증대되고 있으며, 화본과 식물은 바이오에너지작물의 중요한 소재를 제공하고 있다. 화본과 식물의 기내대량증식연구의 일환으로 홍띠식물의 기내 재생 식물체의 유전적 안정성에 대한 기초자료를 제공할 목적으로 기내배양으로 재분화시킨 홍띠(Imperata cylindrica 'Rubra') 재분화 식물체 중 녹색체 재생식물체를 대상으로 ISSR 표지를 사용하여 유전적 안정성을 조사하였다. 재분화식물체는 MS (Murashige and Skoog, 1962)배지에 생장조절제를 첨가한 배지에서 배양하였다. 생장점 부위를 적출하여 캘러스를 유도하고(0.1 mg/L 2,4-D와 2 mg/L BA), 캘러스 증식(0.1 mg/L 2,4-D와 0.05 mg/L BA), 신초 재분화( 0.01 mg/L NAA와 2 mg/L BA) 후 MS배지에서 식물체를 양성하고 순화시켰다. 배양은 26±2℃, 25 µmol/m²/s, 14h/10h (day/night) 광조건 하에서 실시하였다. 재분화식물체는 홍띠 및 녹색 재분화식물체 2 종류로 나타났는데, 이는 생장점에서는 홍띠가 분화되었음에도 불구하고 생장점 주변조직에서 유래한 녹새체가 분화된 후 우세하게 자라서 녹색재생체가 우점하는 것으로 추정된다. ISSR 분석은 대조구로 모식물체 홍띠를(8개체), 재분화식물체는 녹색체 중, 1년간 노지포장에서 재배중인 녹색체(10개체)와 실험실내 화분에서 재배중인 시료를(10개체) 사용하였다. ISSR 밴드패턴을 비교한 결과, 재분화체는 실내포트 재배식물체 10.3%, 노지1년 재배식물체 8.3%로 대조구의 4.1%보다 유전적 다형성 비율이 2배 이상 높게 나타났다. 또한 재분화식물체들의 유전적 유사도를 평가하고 군집분석을 실시하였다.

뫼제비꽃(Viola selkirkii)의 엽록체 DNA 염기서열을 차세대염기서열분석법(NGS)을 이용하여 분석하였다. 재료는 강원도 화천군 일산과 제주도 한라산의 2개체를 사용하였다. 분석결과, 염기서열의 길이는 일산의 뫼제비꽃이 156,774 bp (GC content: 36.30%), 한라산의 뫼제비꽃이 157,451 bp(GC content: 36.30%)로 한라산 개체가 길게 분석되었다. 구간별로 LSC(Large single copy)지역은 한라산 개체(85,950 bp)가 일산 개체(85,930 bp)보다 20 bp 길었으며, SSC(Small single copy)지역은 한라산 개체(17,261 bp)보다 일산 개체가 17,982 bp로 길게 분석되었다. IR(Inverted repeat)지역은 한라산 개체가 27,120 bp로 일산 개체(26,431 bp)보다 길게 분석되었다. 이러한 염기서열 길이의 차이는 종내 개체 간 빈번하게 발생하는 현상으로 IGS와 intron 구간에서 확인 된 단순반복서열의 일부 누락과 IR지역 내의 수축과 확장에 의한 것으로 판단된다. 뫼제비꽃 2개체의 엽록체 게놈을 구성하는 유전자 수는 총 111개로 동일하였으며, protein coding gene 77개, tRNA(transfer RNA) gene 30개, 그리고 rRNA (ribosomal RNA) gene 4개로 구성되어 있었다. 이는 기 발표된 엽록체 DNA 전체 염기서열이 밝혀진 제비꽃속 (Viola) 종류들과 동일한 결과이다.

감초는 다년생 콩과(Leguminocae) 식물로 국내에서 시중가격이 높은 만주감초가 일부 재배되고 있다. 우리나라에서 감초 재배법이 불완전한 상황에서 한반도의 기후변화에 의한 온도 상승은 약용작물의 생산 및 품질에 많은 영향을 미칠 것으로 예상되므로 본 연구에서는 재배환경 중 온도 조건만 조절할 수 있는 온도구배터널(temperature gradient tunnel system)을 이용하여 4개의 T1(외기온도+0.5~1.3℃), T2(+1.3~2.2℃), T3(+2.2~3.2℃), T4(+3.2~4.0℃) 처리로 온도구배 하여 4년생 만주감초(Glycyrrhiza uralensis F.)를 재배하였다. 지하부가 오래된 모주와 신초1의 경우 저온(T1)과 중간구간(T2, T3)에서 초장과 총화수가 우세하였고, 번식이 가장 늦은 신초2의 경우 중간구간(T2, T3)에서의 생육 및 개화반응이 뚜렷했다. 각 온도처리구마다 3개의 감초 개체를 선발하여 모주의 정단으로부터 5개의 성엽을 채취하였다. Reverse transcription quantitative PCR (RT-qPCR)은 AccuPower® GreenStar^TM RT-qPCR Master Mix (Bioneer, Korea)를 이용하여 진행되었다. Primer 디자인은 NCBI Primer-blast 프로그램을 사용해 제작하였고 ABI StepOne real time system (Applied Biosystem)의 melting curve analysis에서 one-peak test를 통해 gene specific primer임을 확인하였다. 각 온도처리구의 감초 잎에서 RNA를 추출하였고, RT-qPCR을 통해 감초의 유전자 발현양상을 비교, 분석하였다. Phytochrome interacting factor 4 (PIF4)는 식물 호르몬을 유발하는 전사조절을 조정함으로써 고온 신호전달에 핵심적인 역할을 수행한다. 활성화된 Phytochrome B(PhyB)는 PIF4의 활성을 억제한다고 알려졌다. Eukaryotic initiation factors(eIFs)는 mRNA 번역 개시인자로 유전자 발현과 특정 단백질 생산을 조절하는 역할을 한다. 본 결과는 온도조건에서 반응하는 생리적 변화를 전사체 수준에서 조사 분석하여 생리해석의 기초자료로 활용, 국내 감초 재배를 위한 환경조건 구명 및 적지 선정 기초자료로서 활용을 기대한다.

본 연구는 국내 자생 방향성 식물의 자원발굴과 증식, DB 구축을 위하여 수행되었다. 배초향은 꿀풀과에 속하는 다년생 식물로 대표적인 한국의 방향식물이다. 한의학에서는 배초향의 지상부를 곽향이라 하여 음식으로 인한 체증, 오한, 복통 등을 치료하는 한약재로 사용되며 그 밖의 관상용, 밀원용, 식품용, 향신료 등 다양한 산업제품의 원료로 사용되고 있다. 배초향의 유전형질 특성 및 정유성분 조사를 위하여 국립농업유전자원센터로부터 배초향 종자(30자원)를 분양받아 발아시킨 후 시험연구포장에 증식하였다. 증식된 배초향을 대상으로 개화기, 식물 및 꽃의 색, 잎의 모양 등 개체별 형질특성을 조사하였으며 일정시기에 일시 수확하여 정유추출 후 GC/MS 분석을 통하여 정유의 화학성분을 분석하였다. 배초향의 개화시기는 6월 10일 경~7월 29일 경이었고 초장은 약 80cm~186cm이었다. 잎의 모양은 30자원 중 광난형 12자원, 피침형 10자원, 난형 8자원의 분포였고 식물체의 색은 green과 red-purple 계열이 각각 22자원과 8자원이었다. 배초향 꽃의 색깔은 RHS Colour chart 참조하여 149P 10P 8/4, 129B 10P 7/8, 37V 2.5RP 4/12의 색으로 분류하여 조사하였다. 129B 10P 7/8에 해당하는 자원이 18자원으로 가장 많은 분포를 차지하였다. 배초향의 정유성분 분석 결과, 정유수율은 0.11%~0.44%이었고 정유성분은 estragole, methyl eugenol, menthone 등이었다. 배초향의 주성분으로 알려진 estragole은 30자원 중 13자원의 주요정유성분인 것으로 나타났다.

Xanthoceras sorbifolium Bunge (yellowhorn) is a woody tree in the soapberry family, Sapindaceae, native to northern China. This species has been identified as a major woody bioenergy plant for bio-diesel production because of high oil content in seed. But the flowers do not bear fruit well while the many flowers blooming. This study was performed to regenerate in vitro plantlet using adventitious shoot formation. To establish the protocol of plant regeneration, adventitious shoots formation rate in the culture of cotyledon of immature zygotic embryos was 68.6% in 1/2 MS medium with 0.5 mg l-1 BA and 3% sucrose (w/v). In the culture of cotyledons of mature zygotic embryos, induction of adventitious shoots was needed to contain high sucrose in pre-culture medium and the frequency of shoot induction was 64.4%. Multiple shoots were induced in 0.5 mg l-1 TDZ, and rooting of shoot was induced 4.0 mg l-1 IBA. Flow cytometry analysis revealed that all the regenerated plantlets were diploid.

Salix gracilistyla has a characteristic of fast growth especially in the river side or infertile soil, showing a lot of lateral branches and a strong root system among the Salix. spp. On the basis of results observed, we provide several growth characteristics of S. gracilistyla among some selected provenances. In two-year results, root collar diameter ranged from 33.5 mm to 56.7 mm. Taeback showed the lowest value, and Jeongseon and Hoengseong were higher than the other areas in the traits above. Height growth was the lowest in Samcheok and the highest in Wonju. To examine growth and development of lateral branches is important because S. gracilistyla has a lot of lateral branches which account for high biomass production. Length of lateral branch showed high variation, in which the highest number was observed in Yeongwol and the lowest in Samcheok. Many lateral branches were shown in Wonju. Preliminary study on biomass resources evaluation, we analyzed correlation between volume and length, and volume and root diameter. High correlation was observed between root diameter and plant volume. And we compared the observed volume with the caculated volume by regression formula. To evaluate Salix species as biomass resources, it is needed to survey growth characteristics continuously and adopt selection of individuals or families of high biomass and caloric values by reliable data. In addition, Salix spp. can be also applicable to selection breeding regime because of feasible propagation and fast growth.

To establish in vitro axillary bud culture conditions of Echinosophora koreensis Nakai, one of Korean endemic endangered species famous for beautiful flowers, we tested the influence of plant growth regulators (PGRs) in shooting and rooting stage from in vitro plants. In shoot multiplication, addition of 6-benzylaminopurine (BA) to the media induced 2.5 to 3 shoots per bud during 4 weeks of culture. And media including 0.5 mg L^-1 thidiazuron (TDZ) produced 3 to 4 shoots per bud. However, zeatin and isopentenyl adenine (2-ip) were not successful to increase shoot number, and the combination treatments of BA with other PGRs were also not effective. Shoots were smaller than 2 cm in length, in most of the treatments. In rooting, naphthalene acetic acid (NAA) treatments in the range of 0.5 to 4.0 mg L^-1 appeared to increase rooting rate by 10% to 60% approximately when compared with the control but roots developed with callus clusters. Indole butyric acid (IBA) addition had little effect on rooting (below 10%), while some roots were longer than in NAA treatments and some shoots were longer on high IBA concentrations (4.0 to 8.0 mg L^-1). It is suggested that micropropagation is a highly applicable and promising to multiplication and conservation of rare and endangered endemic species.

This experiment was carried out using artificial bed soil and LED in the plastic film house(irradiation time: 07:00-17:00/day). Seedlings(n=63 per 3.3 m²) of ginseng was planted on May 17, 2018. LED was combined with red and blue light in a 3:1 ratio and irradiated with different light intensity(40-160 µmol/m²/s). Average air temperature from April to September according to the light intensity test was 20.4℃-20.9℃. Average artificial bed soil temperature was 20.1℃-21.7℃. The test area where fluorescent lamp was irradiated tended to be somewhat lower than the LED irradiation area. The chemical properties of the test soil was as follows. pH levels was 6.6-6.7, EC levels 0.9-1.3 dS/m and OM levels 30.6-32.0%. The available P₂O₅ contents was 73.3-302.3 mg/kg. Exchangeable cations K and Ca contents were higher than the allowable ranges and mg content was high in the fluorescent lamp treatment. The photometric characteristics of LED light intensity are as follows. The greater the light intensity, the higher the PPFD(Photosynthetic Photon Flux Density) value, illuminance and solar irradiation. Fluorescent lamp treatment had high illuminance value, but PPFD and solar irradiation were lower than LED intensity 40 µmol/m²/s treatment. The photosynthetic rate increased(2.0-3.8 µmolCO²/m²/s) as the amount of light intensity increased, peaking at 120 µmol/m²/s, and then decreasing. The SPAD (chlorophyll content) value decreased as the amount of light intensity increased, and was the highest at 36.1 in fluorescent lamp treatment. Ginseng germination started on April 5 and took 14-17 days to germinate. The overall germination rate was 68.8-73.6%. The growth of aerial parts(plant height etc.) were generally excellent in the treatment of light intensity of 120-160 µmol/m²/s. The plant height was 41.9 cm, stem length was 24.1 cm, leaf length was 9.8 cm and stem diameter was 5.6 mm. The growth of underground part (root length etc.) was the best in the treatment with 120 µmol/m²/s of light intensity. Due to the root length was long(24.8 cm) and diameter of taproot was thick(18.7 mm), the fresh root weight was the heaviest at 24.8 g. There were no disease incidence such as Alternaria blight, Gray mold and Anthracnose. Disease of Damping-off caused by Rhizoctonia solani occurred 0.6-1.5% and incidence ratio of rusty root ginseng was 30.8-62.3%. It is believed that the reason for the high incidence of rusty root ginseng is that the amount of field moisture capacity of artificial bed soil is larger than the soil. Leaf discoloration rate was 13.7-32.3%.

Ginseng is a shade-plant cultivated using shading facilities. However, at too low light levels, root growth is poor, and at high light levels, the destruction of chlorophyll reduces the photosynthesis efficiency due to leaf burn and early fall leaves. The ginseng has a lightsaturation point of 12,000~15,000 lux when grown at 15 to 20℃ and 9,500 lux at 25℃. This study was conducted to select the optimal light intensity of 3-year-old ginseng grown in blue-white film plastic house. The seeds were planted in the blue-white film plastic house with different light receiving rate (March 17, 2020). Between April and September, the average air temperature in the house was 20.4-20.7℃. Average soil temperature was 18.3℃-18.5℃. The chemical properties of the test soil was as follows. The pH level was 7.0-7.4, EC was 0.5-0.6 dS/m, OM was at the levels of 33.6-37.7 g/kg, P₂O₅ was 513.0-590.8 mg/kg, slightly higher than the allowable 400 mg/kg. The amount of light intensity, illuminance, and solar radiation in the blue-white film house was increased as the light-receiving rate increased and the amount of light intensity was found to be 9-14% compared to the open field, 8-13% illuminance and 9-14% solar irradiation respectively. The photosynthesis rate was the lowest at 3.1 µmolCO²/m²/s in the 9% light blue-white plastic house and 4.2 and 4.0 µmolCO²/m²/s in the 12% and 14% light blue-white plastic house, respectively. These results generally indicate that the photosynthesis of plants increases with the amount of light, but the ginseng has a lower light saturation point at high temperatures, and the higher the amount of light, the lower the photosynthetic efficiency. The SPAD (chlorophyll content) value decreased as the increase of light-receiving rate, and was the highest at 32.7 in 9% light blue-white plastic house. Ginseng germination started on April 11 and took 13-15 days to germinate. The overall germination rate was 82.9-85.8%. The plant height and length of stem were long in the 9% light-receiving plastic house. The diameter of stem was thick in the 12-14% light-receiving plastic house. In the 12% and 14% light-receiving plastic house, the length and diameter of taproot was long and thick, so the fresh weight of root per plant was 20 g or more, which was heavier than 16.9 g of the 9% light-receiving plastic house. The disease incidence (Alternaria blight, Gray mold and Damping-off etc.) rate were 0.9-2.7%. The incidence of Sclerotinia rot disease was 7.5-8.4%, and root rot was 0-20.0%. The incidence ratio of rusty root ginseng was 34.4-38.7% level, which was an increase from the previous year's 15% level.

Rice stripe virus (RSV) disease is one of the major constraints in rice production, transmitted by the small brown planthopper (SBPH; Laodelphax striatellus). Upon RSV infection, plants develop typical symptoms, which include chlorosis and weakness of newly emerged leaves, white and yellow spots, stripe on leaves, and necrotic and wilting leaves, resulting in plant growth inhibition, oxidative damage that may culminate in programmed cell death (PCD) and plant death in severe epidemics. Although RSV-resistant quantitative trait loci (QTLs), Stv-a, Stv-b, and Stv-bi, were mapped using various resistant varieties, one RSV-resistant gene, OsSOT1, has been identified so far. In this study, we used the rice cultivar Zenith, known to carry Stv-b, to investigate novel RSV-genes through fine mapping. Therefore, we crossed Zenith (Donor parent, RSV resistant) with Ilpum (Recurrent parent, RSV susceptible) to fine-map using a BC₂F₂ population of 2100 plants. Chromosome segment introgression lines that were heterozygous at a different region were selected, two types of heterozygous lines showed an heterozygous genotype between Sid2 and Sid75 to Indel9 and RM6680. Interestingly, we identified qSTV11^Z region harboring Stv-b, covering about 171-kb region between the InDel markers Sid75 and Indel8. The localization of qSTV11^Z provides useful information that could be used for marker-assisted selection and determination of genetic resources in rice breeding.

Bakanae disease, caused by several Fusarium species, imposes serious limitations to the productivity of rice across the globe. The incidence of this disease has been shown to increase, particularly in major rice-growing countries. Thus, the use of high resistant rice cultivars offers a comparative advantage, such as being cost effective, and could be preferred to the use of fungicides. In this research, we used a tropical japonica rice variety, Zenith, a bakanae disease resistant line selected as donor parent. A RIL population (F_8:9) composed of 180 lines generated from a cross between Ilpum and Zenith was used. In primary mapping, a QTL was detected on the short arm of chromosome 1, covering about 3.5 Mb region flanked by RM1331 and RM3530 markers. The resistance QTL, qBK1^Z, explained about 30.93% of the total phenotype variation (PVE, logarith of the odds (LOD) of 13.43). Location of qBK1^Z was further narrowed down to 730 kb through fine mapping using additional RM markers, including those previously reported and developed by Sid markers. Furthermore, there is a growing need to improving resistance to bakanae disease and promoting breeding efficiency using MAS from qBK1^Z region. The new QTL, qBK1^Z, developed by the current study is expected to be used as foundation to promoting breeding efficiency with an enhanced resistance against bakanae disease. Moreover, this study provides useful information for developing resistant rice lines carrying single or multiple major QTLs using gene pyramiding approach and marker-assisted breeding.

Bakanae disease, caused by Gibberella fujikuroi, is one of the most devastating diseases threatening rice production in Korea. In recent years, the incidence of bakanae disease became alarming due to the mechanical transplanting practice where the spread of bakanae can be amplified during accelerating seeds growth, due to the use of seeding boxes. The development of resistant rice cultivars could be the primary and effective method for controlling bakanae disease. However, the effects of individual resistance genes are relatively small. Therefore, pyramiding of bakane R genes in rice breeding is a promising strategy having a high potential to mitigate the advert effects of bakanae disease. This study employed a gene pyramiding approach to develop bakanae disease resistant rice lines carrying qBK1, qFfR1 introduced from rice line MY299BK and cv. Nampyeong, respectively. The MY299BK carries qBK1 introduced from cv. Shingwang, which was found to have a high resistance compare to Nampyeong. In addition, the pyramiding effect of the qBK1 and qFfR1 resistance genes were investigated, and the presence or absence of these genes helped us investigate their interaction through bioassay method and MAS. Furthermore, the distribution of resistance in the population showed a biased distribution toward resistance in the F6:7 populutions. However, we could not confirm the accumulation effect of the resistance gene, but the difference between the two genes by the SN2 marker was confirmed. Therefore, the qBK1 gene harbored by MY299BK appears to be different from the qFfR1 carried by Nampyeong, suspected to possess a different bakanae disease resistant gene different from those found in MY299BK and Nampyeong.

쌈채소나 산나물로 알려진 곤달비(Ligularia stenocephala)의 종자나 종묘는 시장 거래가격이 높게 형성되어 재배농가의 경영비 증가로 이어지고 있다. 또한, 곤달비의 종자는 대개 농가 자가 채종으로 생산되며, 채종재배에 대한 체계가 정립되어 있지 않다. 이에 본시험은 곤달비의 우량종자 생산을 위한 종자결실률 향상 재배조건과 채종적기를 구명하고자 하였다. 전북 남원시 허브산채시험장에서 2018년 10월에 2년생 곤달비 종묘를 포장에 정식하여 시험을 실시하였다. 적정 채종 재배조건을 구명하기 위해 2019년 노지, 하우스, 55% 차광막을 설치한 노지포장에서 곤달비의 개화시기, 개화율, 생육특성, 결실률 등을 조사하였다. 더불어 채종적기를 설정하기 위해서 곤달비 개화 후 50일~100일 동안 7일 간격으로 채종하여 결실률, 채종량, 종자 발아율을 조사하였다. 곤달비의 개화는 하우스재배, 노지재배의 경우 7월 하순, 차광재배는 8월 초순 개화가 시작되었으며, 개화 최성기도 하우스재배와 노지재배가 차광재배와 비교해 15일 정도 일렀다. 하지만 개화 종료 시기는 노지재배가 가장 빨랐으며 하우스재배가 가장 늦었다. 개화율은 하우스재배, 차광재배, 노지재배 순으로 높았다. 개화기 생육특성는 차광재배일 때 초장과 화경장이 가장 컸으며, 화서수와 자방수는 하우스재배가 타 재배방법에 비해 다소 많았다. 곤달비 재배방법에 따른 결실률은 차광재배가 70.1%, 노지재배가 21.9%, 하우스재배가 15.8%이었으며, 채종량은 차광재배의 경우 10a당 39.6kg, 노지재배 4.9kg, 하우스재배 4.6kg이었다. 백립중과 종자길이, 종자너비 또한 차광재배가 타 재배방법에 비해 양호하였다. 채종시기에 따른 결실률은 채종시기가 늦어질수록 높은 값을 가졌으나, 화경당 채종량은 개화 후 70일에 85일 사이에 가장 많았다. 발아율은 노지재배의 경우 개화 후 70일 이후부터 90% 이상으로 높은 발아율을 보였고, 차광재배는 개화 후 65일부터 95% 이상의 발아율을 나타냈으나 하우스재배의 경우에는 개화 후 80일 이후부터 85% 이상으로 발아율이 양호하였다. 따라서 곤달비의 우량종자를 생산하기 위해서는 55% 차광막을 설치한 노지에서 재배하여 개화 후 65일 이후부터 종자가 비산하기 전까지 채종해야 할 것으로 여겨진다.

멜론(Cucumis melo L. cv. Reticulatus)은 다른 과채류에 비해 재배기간이 짧고 수확 시 노동력이 덜 필요로 하는 작물로 고품질 멜론 생산 시 판로 및 가격이 높게 형성되어 농가소득 향상에 적합한 작물이다. 멜론의 국내 시장규모는 1,000억원 정도이며, 일본의 멜론 시장은 4조원으로 40배 정도 큰 시장을 형성하고 있으므로, 수출을 위한 고품질 재배기술 개발이 필요하다. 따라서, 본 연구는 충청북도농업기술원 시험연구포장에서 고온기 근권 환경 최적화를 위한 멀칭 방법을 구명하기 위해 수행하였다. 멜론은 얼스마운틴 PMR 품종을 4월 29일에 120 × 50 cm 로 정식하였으며, 멀칭 처리는 녹색비닐, 검정부직포, 종이멀칭지를 난괴법 3반복으로 각각 피복하였다. 멀칭자재별 생육특성 중 초장은 녹색비닐과 종이멀칭 피복처리에서 각각 148.1 cm, 144.8cm 로 우수하였으며, 엽폭 및 엽장은 유의성 있는 차이가 나타나지 않았다. 생체중은 종이멀칭지로 피복한 처리에서 716.7 g plant^-1 로 가장 우수하게 나타났다. 과특성 중 과직경은 녹색비닐과 종이멀칭 피복처리에서 각각 16.1 cm로 우수하였으며, 과중은 종이멀칭지로 피복한 처리에서 2,235 g plant^-1 로 가장 우수하게 나타났다. 이처럼 멀칭재료에 따른 생육특성 차이를 확인하였으며, 이러한 적정 멀칭자재 선발을 통해 여름철 고온기 근권 환경 최적화를 통한 멜론 수량 및 품질향상에 기여할 것으로 판단된다.

최근 기후온난화 및 다문화 가정 증가에 따라 아열대작물 재배 및 수요가 증가하고 있다. 차요테(Sechium edule (Jacq.) Sw.)는 멕시코 남부와 중앙아메리카가 원산인 아열대 채소로 박과에 속하는 다년생 덩굴식물이다. 차요테는 아삭아삭한 식감에 가벼운 단맛을 가지고 있으며, 그 맛이 오이, 무와 비슷하다. 라틴아메리카에서는 튀김, 샐러드, 수플레로 필리핀에서는 수프과 볶음의 재료로 활용한다. 국내에서는 식감이 좋아 열매를 장아찌 용으로 이용하거나 어린순과 잎을 무침용으로 이용하기도 한다. 차요테는 매우 낮은 칼로리를 지녔으며 포화지방이나 콜레스테롤을 함유하지 않아 다이어트 식품으로 알맞은 채소이다. 또한 비타민 C와 E, K가 풍부하여 피로 해소, 면역력 개선, 피부 미용, 감기 예방, 골다공증이나 암 예방, 동맥경화 방지는 물론 신경전달물질인 세로토닌과 멜라토닌 형성에도 도움을 준다. 그밖에 칼륨, 마그네슘, 망간, 구리, 아연 등의 미네랄이 함유되어 있어 세포의 성장과 분열, 면역체계의 활성화, 심장과 근육 기능 유지 등에 기본적인 도움을 준다. 따라서, 본 연구는 차요테의 가공식품 소재화를 위해 부위별 유용성분 함량 분석을 통한 차요테 이용 확대를 위해 수행하였다. 차요테는 잎에서 열매와 어린순에 비해 지방, 단백질, 탄수화물, 식이섬유 등이 높게 나타났으며, 비타민 C, E 및 칼슘과 철분도 높은 함량을 나타내었다. 또한 장에 존재하여 다당류를 단당류로 분해하는 효소인 Alpha-Glucosidase의 활성을 억제하여 탄수화물 흡수를 지연시켜 체내 혈당을 낮추는 효과를 나타내는 AGI 활성은 열매 부위에 가장 높게 나타났다.

소엽(Perilla frutescens var. acuta)은 흔히 차조기, 자소엽 등으로 불리며, 식재료나 약재로 이용된다. 최근 들어 자소엽을 향장 원료로 활용하고자 하는 시도가 이루어지고 있다. 따라서 유기자재 처리를 통해 향장원료 자소엽의 고품질 생산을 위하여 본 시험을 실시하였다. 전북 농업기술원 허브산채시험장에서 육묘한 종묘를 2020년 5월 노지 포장에 주간 간격 50cm 한줄 재배로 정식하였다. 처리는 규산염(성분량 20%), 키토산(성분량 5%)가 함유된 자재를 각각 500배, 1,000배 희석하여 6월 21일, 8월 3일, 8월 23일 총 3회에 걸쳐 압축 분무기를 이용해 작물이 충분히 적셔지도록 살포하였으며, 무처리구는 물을 살포하였다. 초장, 초폭, SPAD, 생체중, 건물중을 조사하였으며 잎과 꽃의 총 폴리페놀 함량, 총 플라보노이드 함량, FRAP(철환원 항산화력) 활성 ABTS+ 라디칼 저해활성을 측정하였다. 생육특성 중 초장과 초폭은 처리간 유의성은 없었으나 무처리, 규산염 500배, 키토산 1,000배 처리에서 대체로 높았으며, SPAD는 키토산 1,000배가 가장 양호하였다. 수량성은 모든 자재 처리구가 무처리구보다 많았으며, 지상부 생체중은 무처리 대비 키토산 1,000배는 14.1%, 건물중은 무처리 대비 11.9%로 키토산 1,000배 처리가 수량성이 가장 많았다. 총 폴리페놀 함량은 꽃보다 잎에서 더 높은 수치로 나타났으며, 잎의 폴리페놀 함량은 규산염 500배 처리에서 가장 많았다. 꽃은 1,000배 처리에서 가장 높았다. 총 플라보노이드 함량은 꽃이 잎보다 높았으며, 잎은 규산염 500배 처리, 꽃은 키토산 1,000배 처리에서 함량이 가장 많았다. FRAP 활성은 잎의 경우 규산염 500배 처리에서 높았으며, 꽃의 FRAP 활성은 키토산 1,000배에서 좋았으나 처리 간의 차이는 크지 않았다. 자소엽 잎의 ABTS+ 라디칼 저해 활성은 규산염 500배 처리에서 가장 높았으며, 꽃은 경우 무처리에 비하여 자재 처리가 높았으며, 500배보다 1,000배 처리에서 높은 라디칼 저해 활성을 보였다. 이상의 결과, 자소엽 유기자재 처리는 무처리보다 대체로 수량성과 항산화 활성이 높았으나 추가적으로 적정농도 구명 후 경제성 분석이 필요할 것으로 판단된다.

참취(Aster scaber)는 국화과에 속하는 여러해살이식물로 취나물로 분류되어 전국에서 재배되고 있으며 최근 성인병 예방 효과와 무공해 건강식품으로 연중 소비가 증대되고 있으며, 주로 시설재배 작형으로 많이 재배하고 있다. 참취 시설재배지는 양분의 과다투입에 의한 염류집적과 잦은 관수로 물리성이 악화 되어 참취의 생육이 저하되어 수량이 감소하여 통상 3년 마다 종묘 갱신이 이루어지고 있다. 본 연구는 토양개량제 처리에 따른 토양 물리화학성과 참취의 생육에 미치는 영향을 검토하여 참취 시설재배 농가에 활용할 수 있는 방안을 개발하고자 시험을 수행하였다. 2018년 4월부터 2020년 11월까지 전라북도 농업기술원 허브산채시험장에서 참취 시설재배를 대상으로 무처리, 볏짚, 왕겨숯, 야자섬유 등을 10a당 1,000kg 처리하여 시기별 토양 이화학성, 생육특성을 조사하였다. 자재 처리 후 토양물리성의 변화는 볏짚 시용에서 가장 낮은 용적밀도 1.35g/cm³와 가장 높은 공극률 49.04%을 보였다. 토양 삼상 중 고상은 왕겨숯에서 52.82%로, 액상은 왕겨숯에서 30.28%로, 기상은 볏짚에서 22.45%로 가장 높았다. 토양 화학적 특성을 조사한 결과 모든 처리구에서 토양유기물 함량은 증가하였고, 유효인산은 함량은 440~487mg/kg로 낮아지는 경향을 보였다. 칼륨은 0.77~0.88cmol_c/kg로 낮아졌고, 칼슘과 11.56~14.09cmol_c/kg, 마그네슘은 2.93~3.22cmol_c/kg로 증가하였다. 생육특성은 볏짚 처리구에서 초장 26.4cm, 엽장 8.7cm, 엽폭 6.7cm, 줄기수 7.2주로 다른 처리구에 비해 좋은 생육이 좋았으며, 수량 또한 볏짚 처리구에서 1,554.3kg/10a로 가장 높았다. 지하부 생육특성은 볏짚 처리구에서 근중 83.7g/주, 근장 28.2cm, 근직경mm로 다른 처리구에 비해 생육이 양호하였다. 참취 다년재배지 정신 전 볏짚을 시용함으로써 토양의 유기물함량 증가와 용적밀도 감소, 공극율 증가 등 토양의 물리화학성을 개선하여 참취 수량성 증대효과가 있는 것으로 판단된다.

산채는 사람에 의하여 개량 육성되어 논밭에서 재배하고 있는 농작물과 달리 자연 그대로 산야에서 자생하는 식물 중 식용으로 가능한 것을 말한다. 산채류의 이용형태별 생산가능시기는 3~5월의 생채 생산과 6~7월의 건채 생산으로 소비자의 기호에 부합하는 신선 생채의 소비한계는 제한되어 있기 때문에 재배유형별 생채 수량검정을 통해 수확시기 연장 및 재배품목을 다양화 시킬 필요 있다. 따라서 본 시험은 재배가능한 산채류를 수집하고 기능성 분류를 통한 꾸러미 산채 조합을 구성하였고 조합된 산채류 들에 대한 생산성 검정을 위해 해발 500m의 전라북도 농업기술원 허브산채시험장에서 2018년 5월 말 갯기름나물 등 15 종을 정식하여 각 작물의 생육특성, 수확한계기 등을 조사하였다. 기능성 분류 결과 항당뇨, 항고지혈증, 항비만, 항혈전, 항염증 총 5가지 조합을 구성하였다. 산채류별 광합성특성 조사결과 돌단풍, 개미취, 섬쑥부쟁이, 질경이, 갯기름나물, 참취의 적정광량은 600~800 μmole/m²/s이였고 눈개승마, 어수리, 참당귀는 400~500 μmole/m²/s, 곤달비, 곰취, 단풍취는 200~300 μmole/m²/s이였다. 기능성 꾸러미 산채류 지상부 생육특성 결과 갯기름나물, 질경이, 참취, 곤달비 섬쑥부쟁이 등이 생육이 우수하였다. 수량성은 섬쑥부쟁이 1,694.6kg/10a로 가장 높았으며, 갯기름나물 1,673.4kg/10a, 참취 1,521.3kg/10a, 질경이 1,398.3kg/10a, 곤달비 1,300.6kg/10a 등이 높았다. 반면 돌단풍 111.8kg/10a, 단풍취 69.5kg/10a, 우산나물 25.4kg/10a로 아주 낮은 수량성을 보였다. 산채류 출현기는 산마늘이 2월 7일로 가장 빨랐으며 대부분 산채류들이 2월 11일에서 2월 25일에 출현하였고 단풍취, 우산나물이 3월 6일로 늦은 출현기를 보였다. 기능성 꾸러미 생채 수확가능 시기는 3월 상순부터 6월 하순까지 가능하였고 수확기간은 섬쑥부쟁이 117일, 두메부추 109일, 어수리 102일, 참당귀 102일로 길었고 돌단풍, 산마늘, 눈개승마, 우산나물은 생채 수확가능 시기가 짧았다. 건나물 수확기간은 돌단풍, 눈개승마는 3월부터 6월까지 가능하였고, 대부분의 산채류들이 5월부터 10월까지고 산마늘과 우산나물은 건나물을 생산할 수 없었다. 산채류 기능성 꾸러미별 생채 조합 가능 시기는 항당뇨는 3월 중하순, 항고지혈증은 3월 중순, 항비만은 3월 하순, 항혈전 3월 하순, 항염증은 3월 중하순으로 조사되었다.

곤달비(Ligularia stenocephala)는 쌍떡잎식물, 국화과의 다년생 초본식물로서 한국·일본·타이완·중국 등에 분포하며, 우리나라에는 전남 홍도가 특산 자생지라고 하며 주로 강원도, 경북 경주, 전북 남원 등지에서 재배되고 있다. 곤달비는 어린 부분을 생채, 데친 나물, 국거리, 튀김, 묵나물로 식용한다. 특수 성분으로는 Isopropenyl, dimethoxybenzofuran, Liguhodgsonal, Ligujapon, Ligularinone A, Ligularinone B 등이며 신경을 안정시키는 진정작용, 진통억제, 정기를 보익하고 허약함을 보하는 기능이 있고, 한방에서는 뿌리가 신경통, 유종(乳腫) 등에 쓰인다. 곤달비는 주로 시설하우스나 노동력이 많이 드는 임간에서 재배되어 생산 단가가 높아 소비활성화를 위한 가공제품을 생산하기가 힘들다. 본 연구는 곤달비를 저비용 대량 생산을 위한 노지재배 생력화 재배기술을 확립하고자 시험을 수행하였다. 2019년 4월부터 2020년 11월까지 전라북도 농업기술원 허브산채시험장(해발 500m)에서 곤달비 노지재배를 대상으로 이랑폭 90cm, 120cm, 180cm 3처리구로 하여 시기별 생육특성, 수량성, 생리장해 등을 조사하였다. 2019년 4월 정식 후 활착률은 180cm 처리구에서 92.1%로 가장 높았고 120cm 처리에서 90.2%로 가장 낮았으며, 생존율 또한 180cm 처리구에서 87.2%로 가장 높았고 120cm 처리에서 84.4%로 가장 낮았다. 생육특성 결과 1차년도에는 초장, 엽장, 엽폭은 생육 초기부터 후기까지 90cm 처리구에서 가장 높았고, 엽수는 120cm 처리구에서 가장 많았다. 2차년에는 180cm 처리구에서 초장 61.2cm, 엽장 32.6cm, 엽폭 31.3cm, 엽수 12.7개/주로 다른 처리구에 비해 좋은 생육상태를 보였다. 이랑폭별 수확량은 180cm에서 1,073.7kg/10a로 120cm 955.7kg/10a, 90cm 923.3/kg/10a 비해 높은 수량성을 보였다. 생리장해는 2020년 3월 저온으로 인한 냉해를 출현 초기에 모든 처리구에서 받았다. 곤달비 노지재배 발생하는 병해충은 나비·나방류, 노린재류 3종류이며 그 중 점무늬병은 모든 처리구에서 30% 이상 피해가 나타났다.

Toona sinensis (TS) leaf is known to antinociceptive, antioxidative stress and skin moisturizing effects. Acnes vulgaris is a chronic skin disease with various symptoms including itchiness, pain and interruption of normal skin function. Propionibacterium acnes (P. acnes) is a major factor in the occurrence of inflammatory acnes. This study evaluated the antioxidant and anti-inflammation effects by TS extract from adventitious shoots. TS extract showed anti-inflammatory activities by suppression of pro-inflammation mediators (iNOS and COX-2) in LPS-stimulated RAW264.7 cells. TS extract also has anti-inflammatory activities by inhibiting the secretion of pro-inflammatory cytokines on P. acnes-stimulated HaCaT cells. These effects were regulated by MAPK signaling pathway. Therefore, we suggest that TS extract from adventitious shoots might have applications as a medicine for treating P. acnes-induced skin diseases.

고사리(Pteridium aquilinum Kuhn)는 고사리 속(Pteridium spp.)에 속하는 양치식물의 총칭으로서 우리나라에는 22과 70속 272종이 분포되어 있는 것으로 보고되었다. 고사리의 어린 순에는 가식부 100g 당 칼슘 15.0mg, 칼륨 185.0mg 등이 함유되어 있으며 골다공증, 심혈관 질환 등에 효과가 있고 식이섬유로 인해 변비 예방에도 유용한 것으로 알려져 있다. 우리나라의 고사리 재배면적은 2019년 기준 5,349ha 수준을 보이고 있으며 전체 산채류 재배면적에서 26%의 비중을 차지하고 있으나 재배면적의 증가에 따라 고사리 재배의 부가가치를 높일수 있는 방안이 요구되고 있는 실정으로 그 중 고사리 뿌리에서 추출한 전분은 중국 및 일본 등지에서 면류나 제과용으로 이용되고 있어 고사리 재배의 부가가치를 향상시킬 수 있는 방안으로 기대되고 있다. 본 연구에서는 고사리 뿌리의 채취시기에 따른 뿌리 전분의 생산성과 이화학적 특성을 조사하기 위해 2020년 3월 26일부터 10월 28일 까지 5회에 걸쳐 뿌리를 수확하여 세척한 후 고무망치로 파쇄하고 수침 방법을 이용해 추출한 전분의 추출수율과 이화학적 특성을 조사하였다. 채취시기별 고사리 뿌리의 생산성은 7월 27일 수확에서 3,783.3kg/10a로 유의하게 높은 수량을 보였다. 파쇄한 고사리 뿌리를 24시간 sodium metabisulfite 0.4% V/W 용액에 수침하여 전분을 추출한 후 24시간 간격으로 3회에 걸쳐 진탕, 침전과 세척의 과정을 거친 후 조사한 전분 추출 수율은 3월 26일 수확한 뿌리에서 7.6%로 가장 높았고 7월 27일과 9월 24일 채취한 경우에서는 전분이 검출되지 않았으며 10월 28일에는 4.9%의 유의하게 낮았다. 추출한 전분의 색도분석에서 L값은 채취시기가 늦어질수록 높아지는 경향을 보였고 a, b값은 낮아지는 경향을 보여 전분의 색도가 향상되는 경향을 보였으며, 신속점도측정기로 조사한 전분의 호화특성에서는 채취시기가 늦어질수록 전분의 최고점도는 높아졌으나 최저점도 및 최종점도는 낮아지는 경향을 나타냈다. 전분의 무기물 함량은 3월 26일과 5월 25일 채취하는 경우 Fe > Ca > Mg > K > P의 순으로 함량이 높았으나 10월 28일 채취한 경우에서는 Fe와 Ca이 감소되고 K 함량은 증가하여 Ca > Fe > Mg > K > P의 순으로 무기물 함량이 높게 나타났다.

여주(Momordica charantia L.)는 인도 동부와 남중국 등 열대 아시아 지역이 원산지로, 열대 및 아열대를 비롯하여 온대 지역까지 널리 재배되며, 열매를 식용으로 하여 주로 채소로 재배되고 있는데, 쓴맛 때문에 '쓴오이' 라고도 부르지만 당뇨와 고혈압 등 성인병과 장 기능 개선 성분을 함유하고 있다고 알려지는 등 건강기능성 작물로 국내에서도 전국적으로 재배가 되고 있어서, 국내 재배현황과 재배농가의 실태를 조사하여 재배 애로사항 및 발전과제를 도출코져 하였다. 여주의 국내 재배는 2012년 재배면적이 10ha에서 빠르게 증가하여 2017년 606농가 107.9ha로 정점을 이루고, 점차 감소하여 2019년 232농가 59.9ha에서 재배 하였으며, 2019년 재배면적이 많았던 시군은 함양, 강진, 양주, 천안 등 이었다. 여주의 재배작형은 보통재배(육묘후 노지재배) 농가가 가장 많고, 노지재배(직파), 반촉성재배(조숙재배), 촉성재배 형태의 농가가 있는데, 보통재배(육묘후 노지재배)는 3월 하순~4월 상순에 파종 및 육묘한 후 5월상순 노지에 정식하여, 6월 하순부터 가을에 서리가 내리기 전까지 수확한다. 농가의 재배품종은 일본 등 외국도입종의 종자를 종자회사로 부터 구입하여 재배하고 있으며, 재식방법, 시비관리, 줄기유인 등 표준재배법이 정립되지 못하여 농가별로 다양한 방법으로 재배하고 있는 실정이다. 수확은 열매가 완전히 익기전에 생여주 상태에서 수확하고 있으며, 일반 재배농가는 생여주 판매가 10~20%, 건여주 판매가 80~90% 비율이며, 생여주로 100% 건조업체에 판매하기도 하고, 건여주로 100% 건조하여 판매하는 농가도 있다. 국내재배 안전성 향상을 위하여 필요시 되는 기술개발 과제는 용도별 품종육성 및 종자생산 보급, 고품질 여주 생산을 위한 재배관리 기술, 지역별 생산 여주과실의 성분 품질관리 및 건조 가공기술, 여주의 건강기능성 식품 지정 고시 방안 등으로 전문기관에서의 연구개발이 필요하다.

최근 안전한 먹거리 생산과 치유, 교육 등 다양한 목적으로 도시농업에 참여하는 인구가 늘어남에 따라 도시텃밭의 농약, 비료 사용 등으로 인한 환경오염과 해충 피해, 농산물의 건강성 등 다양한 문제가 제기되고 있다. 따라서 도시텃밭 작물의 생육 증진, 잔류농약 문제 해결 등 농산물 안정성 증가에 기여하고자 식물추출물을 활용한 엇갈이 배추의 생육특성을 조사하였다. 선행연구 결과를 바탕으로 자원식물류 5종(쇠비름, 소리쟁이, 명아주, 박주가리, 환삼덩굴)과 허브류 5종(메리골드, 서던우드, 캐모마일, 애플민트, 로즈마리), 식용작물류 5종(양파, 마늘, 부추, 차즈기, 들깨) 등 추출 대상 식물 15종을 60℃에서 3일간 건조시켜 마쇄하였다. 이후 각 식물체 100g을 35% 에틸알코올 1,000ml에서 7일간 추출하였다. 추출물은 30%로 희석하여 주 2회씩 총 3주간 배추에 엽면살포하였다. 엽면적, 엽수, 지상부 및 지하부 생체중 등 생육특성을 7일 간격으로 조사하였으며 그 결과는 다음과 같다. 엽면적과 엽폭은 환삼덩굴 처리구에서 104.58cm²와 9.80cm로 가장 넓었고, 엽장은 박주가리 처리구에서 25.24cm로 가장 길었으며, 지하부 생체중은 메리골드 처리구에서 6.24g으로 가장 높았다. 엽수는 애플민트와 마늘 처리구에서 6.4개로 가장 많았고, 지상부 생체중과 엽록소는 집단 간 유의한 차이가 나타나지 않았다. 전반적으로 무처리 대비 엽면적 22%, 엽폭 18%의 유의한 생장 차이를 보인 환삼덩굴 추출물과 엽면적 12%, 엽장 17%의 생장 차이를 보인 박주가리 추출물, 엽면적 10%, 엽폭 9%의 생장 차이를 보인 양파 추출물이 엇갈이 배추 생육에 효과적인 것으로 나타났다. 본 연구결과 환삼덩굴, 박주가리, 양파 등 일부 식물추출물이 엇갈이 배추의 생육을 증진시킬 수 있는 것으로 나타나 주말농장 등 도시텃밭에 활용할 수 있을 것으로 사료되었다. 향후 식물추출물의 효과성을 증진시키기 위해 추출 방법과 적정 농도, 보관 시기 등에 대한 연구와 함께 도시텃밭 해충방제 효과를 알아보기 위한 약해검정과 살충효과를 분석할 필요성이 있다.

본 연구에서는 비트 새싹 추출물의 항산화 및 항염증 효능을 평가하기 위해 3가지 품종의 레드 비트(메를린, 우단, 디트로이트다크레드) 새싹을 60% 에탄올로 추출한 후 free radical 소거활성, 총 폴리페놀 함량을 측정하였다. 또한, LPS로 염증반응이 유도된 대식세포인 RAW264.7 세포에서 nitric oxide(NO) 생성억제 효과를 알아보았다. 메를린, 우단, 디트로이트다크레드 새싹 추출물의 총 폴리페놀 함량을 querceitn을 표준물질로 사용하여 측정한 결과 2.84 mg Que/g, 2.61 mg Que/g, 2.71 mg Que/g으로 나타났고 DPPH 라디칼 소거능은 농도 의존적으로 증가하였으며, 200 ㎍/ml일 때, 55%, 72%, 63%로 나타났다. 또한, DPPH 라디칼 소거능이 가장 높은 메를린 새싹 추출물은 LPS로 염증반응이 유도된 RAW264.7 세포에서 농도 의존적으로 iNOS와 COX-2를 억제하는 것을 확인하였다. 이러한 결과를 바탕으로 메를린 비트 새싹 추출물이 항산화 및 항염증제의 천연물 소재로 활용이 가능할 것으로 생각된다.

Cruciferous plants such as broccoli and radish contain glucosinolate, which is a bioactive precursor that is most often used in Korean foods and is unique as a food ingredient. In addition, it contains various other phytochemicals and is promising as a health-oriented food material. In particular, Sulforaphane is a hydrolyzate of the glucosinolate, which has a more beneficial effect on the human body. Glucosinolate may be hydrolyzed by enzymes called myrosinase, which is voluntarily possessed by cruciferous plants. However, the ESP(Epithiospecifier protein) in broccoli sprouts could acts competitively with myrosinase, and convert to the less bioactive sulforaphane nitrile form. Therefore, we improved the yielding of sulforaphane in broccoli sprouts with a new method. We induce inactivation of the ESP protein by heat treatment. At this time, a myrosinase was introduced from the radish sprout because myrosinase in broccoli sprouts is also denatured by heat treatment. According to the results, we have confirmed by GC / MS that formation of sulforaphane increases more than 7 fold using set heating and mixing conditions.

Halophyte is a plant that has evolved to grow well in salty places, and is mainly distributed in coastal wetlands, sand dunes, salt fields, and reclaimed lands in tidal flats and river estuaries. Because it grows in the soil where seawater enters and exits, it is very abound in natural minerals and produces certain metabolites to survive sustainably in the surrounding environment. In this study, anti-inflammatory studies were conducted using 15 kinds of halophyte to secure data on halophytes of infinite value as functional materials. The aim of this study was to select a group of halophytes that regulate iNOS expression, which is involved in the secretion of inflammatory cytokines and nitric oxide production in LPS-induced macrophages. Among the 15 species of halophyte, except for Triglochin maritimum, Suaeda japonica, and Carex pumila, NO production was reduced in 12 species of halophytes, and 7 species of halophyte (Suaeda asparagoides, Artemisia fukudo, Spergularia marina, Aster tripolium, Suaeda australis, Atriplex subcordata, Calystegia soldanella) significantly decreased the expression levels of TNF-α and IL-1β.

Glycyrrhizae Radix (GR), commomly known as liquorice, is a medicinal and edible plant widely used in East Asia with its pharmacological properties. Currently, Glycyrrhiza uralensis, G. glabra and G. inflata are used for pharmaceutical purposes in Korea and then the improved Glycyrrhiza varieties, WON-GAM (WG) has been developed by Korea Rural Development Administration. To evaluate equivalence of efficacy, several comparative studies between already-registered species and new cultivars have been conducted. To evaluate equivalence of efficacy, several comparative studies between already-registered species and new cultivars have been conducted. The aim of this study was to evaluate the effect of WG on fecal microbiota in DSS-induced colitis model. Fecal microbiota was analyzed by terminal restriction fragment length polymorphism (T-RFLP). The composition of the fecal microbiota did not show a specific pattern based on experimental groups; however, a tendency toward an increase in the proportion of Lactobacillales was observed. Glycyrrhiza varieties could change composition of fecal microbiota in DSS-induced colitis model. This work was carried out with the support of "Cooperative Research Program for Agriculture Science and Technology Development (Project No. PJ014246022020)" Rural Development Administration.

Pneumonia is infection of air sacs in lungs by bacteria, viruses, fungi and abnormal atmosphere condition. That causes to inflammation and fills up with pus and fulid in air sacs. The symptoms of pneumonia are heavy cough, fever, shortness and rapid respiration and sputum with blood. Also, that remains sequela after the recovery. Thymus quinquecostatus (TQ) has a strong antibacterial effect. That has been used a natural medicine for bronchitis, asthma and nervous inflammation. In this study evaluated anti-inflammatory effects of TQ on IFN (interferon)-γ/TNF (tumor necrosis factor)-α (20 ng/ml) stimulation. MRC-5 cells were seeded at 1 × 10⁵ cells/well in a 24-well plate and stabilized overnight at 37℃. The cells were treated with various concentrations of TQ extracts (DW, 30, 50, 70, 95% EtOH, 0.1~100 mg/ml) for 4h, Subsequently IFN-γ/TNF-α (20 ng/ml) was added to each well and incubated over 12h. the production of inflammatory cytokines were measured by Enzyme-linked immunosorbentassay(ELISA) method. The absorbance was measured at 450 nm using microplate reader. The treatment with TQ extract at dose of 0.1 to 100 mg/ml did not show cytotoxicity in MRC-5 cells (showed cytotoxicity at 95% EtOH 100 mg/ml). The results demonstrated that stimulation of TNF-α/IFN-γ significantly increased the production of inflammatory mediators in the MRC-5 cells compared with unstimulated cells. By contrast, treatment with TQ extreats doses of 0.001 to 10 mM significantly suppressed the production of IL-6 and IL-8. Especially. The higher percent of ethyl alcohol extracts suppressed the production of inflammatory cytokines. This results are considered that essential oil of TQ is extracted according to ethyl alcohol percent. Therefore, TQ has potential to mitigate pulmonary disease that can be used a medicine for pneumonia