• Journal of Animal Science and Technology
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• 제55권5호
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• pp.359-365
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• 2013

단형질 개체모형을 이용한 육종가 추정프로그램의 해를 구하는 컴퓨터 프로그램을 포트란 언어를 이용하여 자체개발하였고, 프로그램은 자료기반으로 반복적으로 계산을 해 나가는 간접법을 이용한 것으로 일반적인 알고리즘으로 프로그램을 개발하고 이의 효율을 개선한 개선알고리즘으로 프로그램을 개발하여, 두 프로그램 간 효율을 비교하였다. 기존의 전통적인 알고리즘은 순차적인 반복문을 이용하여 자료를 읽고 기록하는 방법이며, 새로운 알고리즘은 효과별로 LHS를 직접 작성하여 추정하는 방법을 사용하였다. 개발된 두 가지 프로그램으로 육종가를 추정하고, 그 추정 값이 정확하게 평가되었는지 알아보기 위하여 기존에 개발되어 사용되고 있는 BLUPF90 (Misztal, 2007)과 MTDFREML (Boldman 등, 1999)과 비교하여 보았다. 서로 다른 프로그램으로 추정된 육종가간의 상관은 전체 항목에서 99% 이상 고도의 상관이 나타났으며, 프로그램 추정치 간의 높은 상관으로 볼 때 Model I, Model II는 정확하게 개발되었고 평가된 것을 확인할 수 있었다. Solution이 수렴 될 때까지의 반복횟수는 Model I은 2,568 round, Model II는 1,038 round로 수렴되어 Model II가 Model I보다 작은 반복횟수에서 수렴이 된 것을 확인할 수 있었으며, 수렴속도는 Model I은 256.008초, Model II는 235.729초로 Model II가 Model I 보다 약 10% 정도 개선된 것을 확인할 수 있었다. 개발된 프로그램을 기존 D/B와 연계한다면 농가 및 지자체 등에 지속적인 개량 정보를 제공할 수 있으며, 농가 단위 암소 유전능력평가로 암소개량을 도모할 수 있을 것이라 사료된다.

• 한국작물학회지
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• 제4권1호
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• pp.115-124
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• 1968

1. 양마의 섬유중 단일반응성 엽형 경색 엽병색 삭과색에 관한 제형질에 대하여 개개의 질적형질의 유전 및 그들의 연소를 연구하였다. 량적형질의 유전은 통계유전학적방법을 이용하여 유전인자분석을 하였다. 또 이들 양적형질의 질적형질과의 연소 및 양적형질상호간의 연소를 조사하여 얻어진 지견을 응용하여 선발의 효과를 높이려고 하였다. 2. 본실험에는 양마의 품종 Dashkent, G38F-1의 1교잡을 사용하였다. Dshkent는 우리나라 재래품종으로 경색은 녹색이고 열핵엽형 녹색엽병색 개화일수는 10시간 단일처리하에서 106.9222일이고 호외 포장조건에서 105.8234일이었고 개체당 섬유중은 26.4922 gr였다. G38F-1은 Guatemala에서 도입하여 계통선발된 품종로서 적색경 수원엽형 적색엽병색 개화일수는 10시간단일처리하에서 62.3784일이고 호외포장조건에서 148.8921일였고 개체당 섬유중은 37.1591 gr.였다. 본교잡에 사용된 실험재료는 P, $P_2$, $F_2$, $F_2$, $BC_1$,($F_2$ ${\times}$ Dashkent), $BC_2$($F_2$ ${\times}$ G38F-1)의 각집단이며 1965년 수원작물시험장 포장에 재식하였다. 3. 엽형 엽병색 경색 삭과색 등 제형질의 유전은 수원엽형 녹색엽병 녹색경 녹색삭과등의 제인자가 단인자로서 그의 대립형질인 열각엽형 적색엽병 적색경 황색삭과에 대하여 각각 열성으로서 3:1의 Mendel성단순분리비를 나타내었다. 또 $F_1$과 열성형질과의 여교잡은 각각 1:1의 분리비가 인정되었다. 엽병색(G)과 엽형유전자(L)와의 조환가는 11.9565의 상인연소현상을 보였다. 삭과색(Y) 경색(R) 유전자간에는 어느것이나 연소현상이 보이지 않았다. 4. 단일반응성의 변이는 연소적이며 우성은 거의 인정되지 않았고 인자간의 상호작용도 인정되지 않았으며 상가적 유전을 보였다. 광의와 협의의 유전력은 각각 89.50%로서 실용적으로 대단히 높은 것으로 생각되었으며 단일반응성에 관여하는 유전자수는 2대의 인자로 추정하였고 다시 양친의 유전자형을 aabb AABB라고 측정하여 각인자의 작용가는 11.136일로 산출되었고 분해법에 의한 유전분석결과 유전자형의 관찰빈도분포와 이론빈도분포는 서로 잘 적합되었다. 단일반응성에 있어서 유전력이 대단히 높았으므로 비교적 초기세대에서 본 형질의 선발이 가능할 것 같았다. 5. 단일반응성과 엽형 및 엽병색 유전자와의 사이에 $F_2$, $BC_1$ 및 $BC_2$에서 각각 유의적인 상관관계를 볼 수 있었으므로 이들 형질간에 연소가 있는 것으로 인정되었다. 더욱 엽형과 엽병색과의 연소가 있는 것으로 인정되는 이상단일반응성 유전자와의 사이에 연소군이 인정된다. 6. 섬유중 유전자와 엽병색 및 엽형유전자와의 사이에 $F_2$$BC_1$ 및 $BC_2$에서 각각 유의적 상관관계를 볼 수 있었으므로 이를 형질간에 연소가 있는 것으로 인정되었다. 더욱 엽형과 엽병색과의 연소가 있는 것으로 인정되는 이상 섬유중 유전자와의 사이에 연소군이 인정된다. 7. 경장 경경 개화일수와 주당섬유중의 유전상관과 표현형상관에 있어서 전반적으로 표현형상관보다도 유전상관의 절대치가 크게되는 경향을 나타내었으며 식물체의 크기에 가장 밀접한 관계가 있는 경장 개화일수와 섬유중 형질상호간의 상관이 높은 치를 보였다. 8. 이상의 유전분석 결과 엽형 및 엽병색과 단일반응성경장 섬유중 형질간에는 연소 혹은 다면발현(pleiotropic effect)이 관여하는 것으로 이해하드라도 대과없는 것으로 생각되었고 양마에 있어서 고섬유중을 위한 선발은 엽병색 및 경장의 선발과 엽형 및 개화일수로서 선발을 함께 하면 그 효율이 높아질 것으로 믿어졌다.

• 한국작물학회지
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• 제65권4호
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• pp.485-495
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• 2020

농업유전자원센터에 보존 중인 멜론(Cucumis melo L.) 206자원에 대한 형태적 특성을 분석하였다. 형태적 특성은 과장, 과폭, 과형지수, 과육두께, 당도, 개화일수, 성숙일수 등 7가지 양적형질과 과피색, 과육색 등 2가지 질적형질을 조사하고 다변량분석을 하였다. 또한 20개 SSR 마커를 이용하여 그들의 유전적 구성을 분석하였다. 1. 멜론 유전자원 중 아시아 국가에서 수집한 자원이 77.2%로 가장 많았으며 국가별로는 우즈베키스탄에서 수집한 자원이 가장 많았다. 2. 7가지 양적형질중에서 개화일수가 자원간 가장 적은 변이(CV=9.2%)를 보였으며 당도(CV=29.1%)가 가장 높은 변이를 보였다. 3. 질적 형질 중 과피색은 녹색(102자원, 49%), 과육색은 흰색(115자원, 56%)이 가장 많았다. 4. 주성분 분석 결과 제1주성분(36.7%), 제2주성분(22.1%), 제3주성분(21.7%)이 전체 변량의 80.5%를 나타내었다. 5. 군집분석 결과 멜론 206자원은 3개의 그룹으로 나뉘었으며 각각 107자원, 43자원, 56자원으로 구성이 되었다. 이 중 그룹 I에 속한 자원들이 다른 그룹의 자원들 보다 과장, 과폭이 길고 당도가 높은 특징을 보였다. 6. SSR 마커를 이용한 유전적 상태 구분 결과 K189118, K100486, K190292은 모두 동형접합형 대립유전자(Homozygote allele)를 보였으며 이를 토대로 근교계(Inbred) 자원으로 예측 할 수 있었다. 본 연구 결과는 멜론 과일 품질 향상을 위한 육종 프로그램에 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국작물학회지
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• 제63권3호
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• pp.175-185
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• 2018

우리나라에 도입된 유색미 유전자원 178점의 생육 및 품질특성 변이를 평가하고 주성분 분석을 통해 유전자원을 분류하여 벼 육종의 기초자료로 활용하고자 연구를 수행하였다. 1. 도입 유색미 유전자원 178점의 변이계수는 이삭길이, 단백질 함량이 가장 높았고, 장폭비, 천립중, 간장, 아밀로스 함량 순으로 높았고, 수량구성요소인 주당수수가 가장 낮았다. 2. 유색미 유전자원의 생육 및 품질특성에 대한 주성분 분석 결과, 각 주성분의 고유값과 기여율은 제1주성분 2.06개, 29.49%, 제2주성분 1.31개, 18.75%, 제3주성분 1.21개, 17.36% 및 제4주성분 1.01개, 14.38%로 4개의 주성분 고유값이 1 이상이며, 누적기여율이 79.98%로 도입 유색미 유전자원 평가가 가능하였다. 3. 군집분석 결과, I군집은 79자원이 포함되었으며, II, III, IV, V, VI, VII군집은 각각 46자원, 19자원, 13자원, 4자원, 8자원 및 9자원이 분포하였다. I군집, II군집에는 짙은갈색의 자원이 많이 분포되었고, V군집, VI군집, VII군집에는 자색 계열의 종피색을 가진 자원이 많았다. 특히, V군집은 암자색과 자색만으로 자색계열의 종피색을 가진 자원만이 포함되어 있다. VII군집에서 간장, 이삭길이, 장폭비가 다른 군집에 비해 평균값이 적었으며, V군집에서는 천립중 평균이 다른 군집에 비해 가장 낮았다. IV군집에서는 평균 주당수수 가장 낮았으나, 천립중 평균은 가장 높게 나타났다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제41권3호
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• pp.116-122
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• 2014

다양한 형태적 특징을 가진 배추 유전자원의 소포자 배양을 통한 고정계통의 육성 및 효율적인 소포자 배 발생조건을 확립시키기 위하여 50종의 배추 유전자원을 대상으로 소포자 배양을 실시하여 30종에서 반수체배의 생산이 확인되었다. 소포자 배 발생률은 순무형인 IT135449에서 가장 높았고 일부 유지작물형(winter oil)에서는 배 발생이 관찰되지 않았다. 소포자 배양을 통한 다양한 배추 유전자원의 배 발생 효율의 증대를 위하여 유전자원 4종(IT135449, IT199710, IT212886, IT218043)을 대상으로 고온처리 기간에 따른 소포자 배 발생 효율을 확인한 결과, 3종에서는 $32^{\circ}C$에서 2일간 고온처리 할 경우 배 발생률이 가장 높았고 summer oil형 IT218043에서는 3일간 처리할 경우 가장 높은 배 발생률이 관찰되었다. 또한 소포자배의 식물체 재분화에 영향을 미치는 식물 생장조절제의 농도를 조사한 결과, 결구배추형인 IT199710에서는 NAA $0.5mg{\cdot}L^{-1}$과 BAP $1mg{\cdot}L^{-1}$를 첨가한 처리구에서 가장 높은 재분화율이 관찰되었으나 순무형인 IT135449와 청경채형 IT212886에서는 생장조절제 무처리구에서 가장 높은 재분화율이 관찰되었다. 소포자 배 유래 재분화 식물체들을 대상으로 배수성 검증을 실시한 결과 종자를 형성한 모든 식물이 자연배가를 통한 이배체 식물임이 확인되었다. 본 실험의 결과는 다양한 배추 유전자원의 소포자 배양효율 증진을 위해 이용될 수 있을 뿐 아니라 획득한 고정 계통은 이후 배추의 육종 및 유전자 기능 연구의 소재로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국자원식물학회지
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• 제35권5호
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• pp.641-651
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• 2022

보리는 베타글루칸, 폴리페놀, 안토시아닌 등을 이용한 건강식품 소비 증가로 최근 관심이 높아지고 있다. 따라서 보리에 대한 수요자의 기호에 맞춘 기능성 품종개발과 소재로서 유전자원 활용성을 증대시키기 위해서는 자원의 특성 분석과 종, 원산지과의 관계, 군집화(Clustering)을 통한 유사성과 대표성, 형질 간의 상호관계 등과 같은 유전자원의 다양성 연구가 선행되어야 할 것이다. 본 연구는 농업유전자원센터에서 보존하고 있는 보리 25,104 유전자원(25종, 국적미상을 포함한 102개 원산지)을 대상으로 종과 원산지에 따른 다양성 분석을 수행하였다. 특히 종에 대한 작물 유효수(ENCS)는 1.17로 원산지(24.73)에 비해 매우낮게 나타났다. 이는 보존하고 있는 보리 유전자원의 대부분이 Hordeum vulgare subsp. vulgare 로 확인되었는데, 원산지에 비해 보존 자원이 특정 종에 편중된것을 알 수 있지만, 형태적으로 구분한 20가지 특성평가 항목에 대하여 종과 원산지에 따라 유의적인 차이(P-value < 0.05)가 검정되었다. 비록 종 다양성은 낮지만 종과 종간의 차이와 종 내에서도 다양한 특성이 존재함을 추정할 수 있었으며, 이를 토대로 특성평가 항목을 이용한 군집화를 통해서 특성에 대한 다양성을 확인하였다. 특성평가 항목을 바탕으로 cacGMS 알고리즘을 이용한 군집 분석을 수행했을 때, 전체 97%의 자원이 분류된 1번~7번 군집에서 병와성, 도복, 깜부기병 항목이 공통적으로 동일한 형질을 보였다. 반면에 군집 별 특이성에서는 특성평가 항목에 대한 조합의 차이와 함께 생장습성, 망활, 한해, 파성, 보리누른모자이크병에서 다른 군집과 차별되는 특이성이 확인되었다. 이러한 특성평가 항목에 의한 대표성과 특이성, 그리고 각 군집에 따른 특성의 조합은 특성 간의 상호적 관계와 관련이 있을 것으로 추정되어 상관관계를 분석하였다. 그 결과 1수립수와 보리누른모자이크병이 높은 상관성(상관계수 0.79)을 보였고, 종자연구에서 중요한 지표로 사용되고 있는 천립중은 낮은 상관계수이지만 이삭조성(0.31), 이삭길이(0.23), 병와성(0.24), 이삭모양(0.28), 보리누른모자이크병(0.23), 1수립수(0.43), 조단백함량(0.29)과 관련이 있을 것으로 추정된다. 본 연구에서 사용된 연구방법과 결과는 신품종개발, 육종산업에 활용가능한 정보를 제공하고, 이를 통해 농업유전자원의 활용성 제고와 연구 선진화에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국작물학회지
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• 제68권3호
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• pp.114-120
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• 2023

갈색종피와 녹색자엽을 가진 품종 및 유전자원의 성숙 종실에는 눈 건강에 유익한 루테인 성분과 항산화 효과를 가진 플라보노이드 성분이 많이 함유되어져 있다. 그러나, 렉틴, 7S α′ subunit, 리폭시게나제 및 쿠니츠 트립신 억제제(KTI) 단백질 같은 항영양 성분이 존재한다. 이러한 항영양 성분을 불활성화시키기 위하여 콩 식품 제조 및 가공시 고온 및 첨가제 처리가 필요하지만 여러 가지 단점이 수반된다. 따라서, 갈색종피와 녹색자엽이면서 성숙 종실에서 렉틴, 7S α′ subunit, 리폭시게나제 및 KTI의 4가지 단백질이 모두 부재한 tetra null 유전자형(lecgy1lox1lox2lox3ti)을 가진 계통을 선발하기 위하여 본 연구가 진행되었다. 4개의 품종과 1개의 유전자원을 이용하여 육종집단 창성을 위한 두 모본이 선발되었다. 전체 58개의 F₂ 식물체로부터 DNA 마커를 이용하여 lele 유전자형을 가진 개체가 선발된 후 갈색종피와 녹색 자엽이면서 7S α′ subunit 단백질이 부재한 F3 종자가 선발되었다. 선발된 F₃ 종자는 F₃ 식물체를 거쳐 3개의 계통으로 육성되었다. 3개의 선발 계통(S1, S2, S3)에 대하여 F₆ 종자에서 렉틴, 7S α′ subunit, 리폭시게나제 및 KTI의 4가지 단백질에 대한 유전적 부재가 검정되었다. 3개의 선발 계통은 갈색종피, 녹색자엽 및 흰색배꼽을 가지고 있으며 백립중은 26.4-30.9 g으로 대조품종인 '청자3호'의 36.0 g보다 작았다. S2 선발 계통은 백립중이 30.9 g으로 대립이며 콩에서 항영양성분으로 알려진 lectin, 7S α′ subunit, lipoxygenase 및 KTI의 4가지 단백질 모두 부재한 유색콩 품종육성을 위한 중간모본으로 이용될 수 있을 것으로 사료되었다.

• 원예과학기술지
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• 제31권3호
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• pp.371-379
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• 2013

Colletotrichum orbiculare에 의한 탄저병은 오이, 수박 및 멜론 등의 박과작물에 전세계적으로 발생하여 많은 피해를 주고 있다. 본 연구에서는 시판 중인 박과작물 112개 품종의 탄저병에 대한 저항성 정도를 조사하였다. 각 품종의 2-3엽기 유묘에 C. orbiculare KACC 40809의 포자 농도가 4.0 C $40^5spores/mL$인 포자현탁액을 분무하여 접종하였다. 실험한 36개 오이 품종 중 '아시아스트라이크', '통일백다다기', '대선', '청록맛짱', '녹야청청' 및 '아시아노각' 등 6품종은 중도저항성을 나타내었으며, 나머지 품종들은 감수성을 보였다. 멜론 및 참외 33개 품종과 수박 4개 품종들은 C. orbiculare에 대하여 모두 감수성을 나타내었다. 이와 달리 호박 품종들은 실험한 다른 박과작물에 비하여 낮은 감수성을 보였다. 호박 17개 품종 중 '감미락단호박'과 '텃밭풋호박'은 저항성을, 12개 품종은 중도저항성을 나타냈다. 박과작물을 위한 대목 22개 품종 중 '쯔야까EX', '눈부셔', '유니온', 'RS111', '강근토좌', '황제토좌', 'NO.8', '신토좌', '불패토좌' 및 '뉴타입' 등 10개 품종은 저항성을 보였고, 4개 품종은 중도저항성을 나타냈다. 이상의 결과로부터 선발된 저항성 품종들은 박과작물 탄저병 저항성 육종을 위한 유전자원으로 이용될 수 있으리라 생각되었다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제31권1호
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• pp.7-11
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• 2004

형질전환 식물체를 직접 이용하기에는 후대에 유전적인 고정 및 포장검정이라는 문제가 대두되는데, 이를 해결하기 위하여 본 연구는 바스타저항성 유전자가 도입된 벼와 직파적 응성 계통을 교잡한 후 약배양에 의한 형질전환체 고정 등 기존 육종체계와 연계하여 제초제 저항성 직파적응 계통을 조기에 육성할 수 있는 체계를 확립하고자 수행하였다. 제초제 저항성 직파적응 계통을 조기에 육성하고자 1999년 동계에 교배된 동진벼 Ds15(Ba $r^{R}$)/주남벼 등 5조합으로부터 2000년 $F_1$을 양성하고, 이들을 PCR분석으로 제초제 저항성 유전자 bar도입을 확인한 후 약배양을 실시하여 얻어진 1,508개의 재분화 식물체 중 제초제 저항성 유전자가 도입된 169개체 ( $A_2$)에서 채종하였다. 이들을 2001년 포장에 공시하여 42계통을 선발하고,2002년에 동진벼 Ds15 (Ba $r^{R}$)/주남벼 조합에서 수량 등 주요 농업형질이 우수한 7계통을 생산력 검정시험에 공시한 결과 제초제 저항성이면서 직파적응성 등 기타 농업형질이 우수한 YR23235Acp79를 선발하여 밀양 204호로 계통명을 부여하였다. 결과적으로 형질전환체를 이용하여 교배부터 계통선발까지 3년 만에 목적하는 계통을 조기에 육성할 수 있는 생력육종체계가 확립되었다.

• 한국잠사곤충학회지
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• 제50권1호
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• pp.10-14
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• 2012

야생 뽕나무의 자원화 및 이용기술을 개발하기 위해 강원도 원주, 인제, 양양 3개 지역에서 생육 단계별로 채취한 야생 뽕나무의 뽕잎을 대상으로 레스베라트롤 함량을 분석함으로써 뽕 품종의 육종 효율을 높이는 동시에 기능성 및 이용 효율이 기대되는 뽕 유전자원을 선발하고자 하였다. 야생 뽕잎의 레스베라트롤 함량은 오디에 비해 평균 함량이 상당히 낮았으나 장려뽕에 비해서는 높은 경향을 나타냈다. 생육시기별 야생 뽕잎의 평균 레스베라트롤 함량은 추기의 뽕잎이 춘기보다 함량이 높았다. 즉 춘기 5개엽기 어린잎의 평균 레스베라트롤 함량은 $344{\mu}g$/100 g이었으며 뽕잎의 생육시기가 경과함에 따라 $356{\mu}g$/100 g DW, $273{\mu}g$/100 g DW, $253{\mu}g$/100 g DW 이었다. 추기 뽕잎의 레스베라트롤 함량은 시기가 경과함에 따라 $438{\mu}g$/100 g DW, $476{\mu}g$/100 g DW, $598{\mu}g$/100 g DW로 증가하였다. 따라서 레스베라트롤의 원료로서 뽕잎을 이용하고자 하는 경우 봄뽕보다는 가을뽕을 이용하는 것이 바람직하며, 수세 후 바로 실온에 음건하여 사용하는 방법이 레스베라트롤의 함량이 높을 것으로 판단되었다. 원주 지역의 No. 3 개체의 야생 뽕잎은 생육시기 모두 평균 함량보다 높았으며 전체 평균 $539{\mu}g$/100 g DW으로서 10개체의 뽕나무 중 가장 높은 함량을 나타냈다. 다음으로 인제 지역의 No. 7 개체의 뽕잎은 전체 평균 $491{\mu}g$/100 g DW으로 높았다. 따라서 두 개체의 뽕나무는 레스베라트롤 함량이 높은 육종소재 및 이용 가능성을 검토할 만한 자원으로 선발하였다.