• 한국작물학회지
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• 제65권2호
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• pp.104-112
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• 2020

본 실험은 옥수수(B73)에서 습해에 대한 생육 특성 변화와 습해 관련 유전자 발현 양상을 조사하여 내습성 옥수수 마커 개발을 위한 기초자료로 활용하고자 수행되었다. 1. 침수 처리구에서 초장(21.3%), 근장(50.6%), 잎 및 뿌리의 무게(21.6%), 잎의 SPAD 값(55.7%) 및 엽록소 함량(35.3%)은 감소하였고, 뿌리의 ROS의 함량은 2시간까지 46.5% 증가하다가 6시간 후에는 차이가 발생하지 않았다. 2. 뿌리 두께가 대조구에 비해 습해 처리구에서 2.5배이상 증가하였고, 뿌리 피층에 다수의 통기조직이 형성되었다. 3. 통기조직 형성(EXP1)과 에틸렌 생합성에 관련된 유전자(EREBP105) 등 습해 관련 유전자 7개가 습해 처리구에서 2.5배 이상 발현이 증가되는 것을 Microarray 분석을 통해 선별하고 RT-PCR을 통해 확인하였다.

• 한국자원식물학회지
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• 제17권3호
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• pp.304-313
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• 2004

본 연구는 교잡종 옥수수의 품종개발 및 옥수수의 생산능력 방법을 개선하기 위한 기초연구로 미국에서 도입된 유망자식계통들을 이용한 5개의 교배조합들 그리고 이들의 F$_1$ 및 F$_2$ 세대에서 6개의 농업형 질들에 대한 유전양상을 구명하였다. 공시된 5개의 교배조합들과 조사된 6개의 농업형질들에서의 잡종강세효과는 교배조합 및 농업형질들에 따라 다소 차이는 있었지만 교배조합들 중에서는 Mo17/B14A, Va85/B73조합들이 조사된 대부분의 형질들에서 가장 뚜렷한 잡종강세 효과를 나타내었으며 , 그리고 조사된 6개의 농업형질들 중에서는 종자생산량이 교배조합들 사이에서 가장 큰 잡종강세 효과를 나타내었다. 조사된 6개의 농업형질들 중에서 종자생산량은 5개의 교배 조합들 중에서 C103/ND203과 FR35/Oh43 조합을 제외한 나머지 조합들에서 자식약세 현상이 다른 형질들보다 가장 크게 나타났고, 그리고 이들 수량관련 형질들은 일부 교배조합들에서의 예외적 경우를 제외하면 모두 정의 방향으로 자식 약세 현상이 나타나는 것으로 관찰되었다. 공시된 5개의 교배조합들 중에서 Mo17/B14A, C103/ND203 조합들은 조사된 6개의 농업형질들 모두에서 50%이상의 비교적 높은 유전성을 나타내었고, 반면에 Va85/B73 조합은 100립 중을 제외한 모든 형질들에서, 그리고 FR35/Oh43 조합은 간장과 착수고를 제외한 모든 형질들에서 50% 이하의 낮은 유전력을 나타내었다. 그리고 조사된 6개의 농업형질들 중에서 이삭길이를 제외한 모든 형질들은 5개의 교배조합들 모두에서 평균 유전력이 50% 이상을 나타내었으므로 이러한 형질들은 옥수수의 교잡육종을 위한 중요한 선발형질들임을 나타내었다 이상의 결과에 의하면, 본 연구에 이용된 5개의 교배 조합들 중에서 대비 조합으로 쓰인 Mo17/B14A(수원19호)조합은 조사된 대부분의 형질들에서 비교적 높은 생육 및 수량특성을 나타내었으므로 옥수수의 계통선발에 의한 품종육성에 유용한 품종 및 자원인 것으로 확인되었다.

• 한국작물학회지
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• 제62권1호
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• pp.24-31
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• 2017

We screened the drought tolerant maize using seventeen maize genotypes from different sources, nine inbred genotypes from United States Department of Agriculture (USDA) (B73, CML103, CML228, CML277, CML322, CML69, Ki3, Ki11, and NC350), three Southeast Asian genotypes (DK9955, LVN-4, and 333), and five Korean hybrids (Cheongdaok, Gangdaok, Ilmichal, Kwangpyeongok, and Pyeonganok). We evaluated anthesis-silking interval (ASI), leaf senescence (LS), ears per plant (EPP), tassel length (TL), and fresh weight (FW) at silking date. According to ASI and LS examination, CML103 and Kill were drought tolerant genotypes, wheareas Ki3 and 333 were drought susceptible. EPP, TL, and FW differed according to drought resistance. Grain yield was correlated strongly with ASI, but moderately with LS. Difference in ASI between drought-stressed (DS) and well-watered (WW) conditions was less than three days in CML228, CML103, Cheongdaok, NC350, B73, Ki11, CML322, and Kwangpyeongok, whereas that of Ki3, Pyeonganok, and Gangdaok was more than 6.5 days. We concluded that CML228, CML103, Cheongdaok, NC350, B73, Ki11, CML322, and Kwangpyeongok are drought tolerant genotypes, whereas Ki3, Pyeonganok, and Gangdaok are drought susceptible.

• Plant Breeding and Biotechnology
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• 제6권4호
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• pp.354-362
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• 2018

Maize has high food and industrial value, whereas has difficulties in research because of their complex and huge size genome. Nested association mapping (NAM) was constructed to better understand maize genetics. However, most studies were conducted using the reference genome B73, and only a few studies were conducted on tropical maize. Ki3, one of the founder lines of the NAM population, is a tropical maize. We analyzed the genetic characteristics of Ki3 by using RNA sequencing and bioinformatics tools for various genetic studies. As results, a total of 30,526 genes were expressed, and expression profile were constructed. A total of 1,558 genes were differentially expressed in response to drought stress, and 513 contigs of them come from de novo assemblies. In addition, high-density polymorphisms including 464,930 single nucleotide polymorphisms (SNPs), 21,872 multiple nucleotide polymorphisms (MNPs) and 93,313 insertions and deletions (InDels) were found compared to reference genome. Among them, 15.0 % of polymorphisms (87,838) were passed non-synonymous test which could alter amino acid sequences. The variants have 66,550 SNPs, 5,853 MNPs, and 14,801 InDels, also proportion of homozygous type was higher than heterozygous. These variants were found in a total of 15,643 genes. Of these genes, 637 genes were found as differentially expressed genes (DEGs) under drought stress. Our results provide a genome-wide analysis of differentially expressed genes and information of variants on expressed genes of tropical maize under drought stress. Further characterization of these changes in genetic regulation and genetic traits will be of great value for improvement of maize genetics.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제44권1호
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• pp.49-55
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• 2017

옥수수의 최적 조직 배양 조건을 확립하기 위하여 옥수수 국내 5 계통과 국외 11 계통 총 16 계통을 포트와 포장 재배하여 미성숙 배를 분리하여 배발생 캘러스 유도 및 식물체 재분화율을 조사하였다. MS 배지에 auxin으로 1.5 mg/L Dicamba와 0.5 mg/L 2,4-D 가 첨가된 배지에서 캘러스 형성은 본 실험에 사용된 옥수수 계통 모두에서 높은 빈도로 유도되었으며, 캘러스로부터 식물체 재분화는 5mg/L zeatin이 첨가된 재분화 배지에서 높은 재분화율을 보였다. 또한 포장에서 재배된 옥수수로부터 미성숙 배를 분리하여 사용하였을 때 캘러스 유기 및 식물체 재분화 효율이 높았던 것으로 보아 미성숙 배를 분리하기 위한 옥수수 상태 및 genotype이 중요한 영향을 준다는 것을 알 수 있었다. 본 실험을 통하여 배 발생 캘러스 형성 및 식물체 재분화 효율이 조사된 옥수수 계통들은 생명공학 기술을 활용한 신품종 개발을 위한 형질전환 시스템 개발에 유전자원으로 활용될 수 있는 정보를 제공할 것으로 사료된다.

• 한국농공학회논문집
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• 제53권3호
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• pp.65-73
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• 2011

기후변화는 에너지 수지와 물 수지의 변화를 초래하여 육상 생물권에 영향을 미칠 것이다. 기온과 강수량의 변화와 대기중의 탄산가스 농도 변화는 작물의 생육환경을 크게 변화시킬 것이다. 본 연구에서는 FAO AquaCrop 모형을 이용하여 기온과 강수량의 변화와 대기중 탄산가스 농도의 변화가 짐바브웨의 옥수수 수확량에 미치는 영향을 분석하였다. 미래 기후 값은 HadCM3 모형 예측 값을 change factor 기법으로 상세화 하였다. 배출 시나리오는 A2와 B2를 선정하였으며 시간대는 2020s, 2050s 및 2080s의 30년 기간을 선정하였다. 기준작물 증발산량은 Penman-Monteith 식으로 산정하였다. 관개용수 공급이 충분한 것으로 가정하고 전통적인 보충관개를 실시하였을 때 기준년도 (1970s)에 비해 옥수수 증발산량은 최대 26 %, 옥수수 잠재 수확량은 최대 93 %까지 증가할 것으로 예측되었으며 물의 생산성은 최대 53 %까지 증가할 것으로 예측되었다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 1999년도 춘계 학술대회지
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• pp.162-163
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• 1999

The goal of this research was (1) to describe the conditions and parameters required for the cell cycle synchronization and the accumulation of large number of metaphase cells in maize and other cereal root tips, (2) to isolate intact metaphase chromosomes from root tips suitable for characterization by flow cytometry, and (3) to construct chromosome-specific libraries from maize. Plant metaphase chromosomes have been successfully synchronized and isolated from many cereal root-tips. DNA synthesis inhibitor (hydroxyurea) was used to synchronize cell cycle, follwed by treatement with trifluralin to accumulate metaphase chromosomes. Maize flow karyotypes show substantial variation among inbred lines. thish variation should be sueful in isolating individual chromosome types. In addition, flow cytometry is a useful method to measure DNA content of individual chromosomes in a genotyps, and to detect chromosomal variations. Individual chromosome peaks have been sorted from the maize hybrid B73/Mol7. Libraries were generated form the DOP-PCR amplification product from each peak. To date, we have analyzed clones from a library constructed from the maize chromosome 1 peak. Hybridization of labeled genomic DNA to clone inserts indicated that $24\%,\;18\%,\;and\;58\%$ of the clones were highly repetitive, medium repetitive, and low copy, respectively. Fifty percent of putative low cpoy clones showed single bands on inbred screening, blots, and the remaining $50\%$ were low copy repeats. Single copy clones showing polymorphism will be mapped using recombinant inbred mapping populations. Repetitive clones are being characterized by Southern blot analysis, and will be screened by in situ hybridization for their potential utility as chromosome specific markers.

• 한국초지조사료학회지
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• 제37권2호
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• pp.168-175
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• 2017

옥수수 품종판별 마커 개발을 위하여 SNAP 방법을 변형하여 2bp 불일치 SNP PCR 방법을 옥수수 품종판별에 적용하였다. SNP 마커개발을 위하여 MaizeGDB 웹사이트(www.maizegdb.org)를 통해서 200 SNP 위치를 확인하였으며, 표준맵으로 알려진 B73 옥수수 게놈서열을 바탕으로 2bp 불일치 Primer을 디자인하였다. PCR 생성물은 200-500bp 사이에서 결정되었으며 SNP site가 있을시 PCR 생성물이 생성되지 않게 디자인 되었다. 선행연구에서 선발된 16개의 Primer조합을 이용해서 농촌진흥청에서 개발된 사료용 옥수수 10품종(강다옥, 광평옥, 다평옥, 안다옥, 양안옥, 신광옥, 장다옥, 청다옥, 평광옥, 평안옥)과 수입 사료용 옥수수 40품종과의 판별 가능성을 검정하였다. SNP PCR 결과를 바탕으로 한 Cluster분석에서 신광옥과 PI1395 그리고 몇몇 수입 사료용 옥수수를 제외하고는 모두 판별 가능한 것으로 검정되었다. SNP 통한 품종판별 최소조합수를 선발한 결과 강다옥은 IBM911과 IBM1798, 장다옥은 IBM440과 IBM549, 평강옥은 IBM440과 IBM1269, 평안옥은 IBM795와 IBM1601였다. 이는 SNP 마커 개발을 통해 빠르고, 손쉽게 품종판별이 가능한 마커로 활용가능하다는 것을 보여준다.

• 한국작물학회지
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• 제58권2호
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• pp.91-106
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• 2013

Exserohilum turcicum is considered serious destructive disease of maize (Zea mays L.) in North Korea. This study aimed to understand genetic inheritance and combining ability of newly bred lines of maize tolerant to E. turcicum by diallel crosses. Three diallel sets for two different ecological regions and one agronomic trait; eastern (E), northern (N) and stay green (SG) involving 29 inbred lines were tested in eight locations of 2000 and 2001. E. turcicum infections were under natural conditions, respectively. Lines used were selected for high yield potential in test crosses with good agronomic traits and tolerance to biotic and abiotic stresses. Selection for race specific high resistance to biotic stresses was avoided to select quantitatively inherited genes. Host plant responses to E. turcicum were rated on a scale of 1 (highly tolerant) to 9 (highly susceptible). Highly significant variations were recorded in all trials. General combining ability (GCA) mean square was roughly twice that of specific combining ability (SCA). The genotype (G) by environment (E) interaction was highly significant. The overall results of genetic studies in three diallel sets show that genetic control for inbred tolerance to E. turcicum is polygenic and quantitatively inherited. New inbreds; E-3, N-1 and SG-4 confer better tolerance to E. turcicum than the widely used inbreds; Mo17, and B73. Proper use of genetic information from this study shall increase of corn production under high E. turcicum infection in the Far Eastern Regions of Korea and China.

• 환경생물
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• 제34권4호
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• pp.223-232
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• 2016

본 연구에서는 21개 국내외 옥수수 수집종에 대한 유묘기와 성숙기의 대표적 환경 스트레스인 한발 스트레스에 대해 반응하는 형태적, 유전적 근연관계를 분석하였다. 유묘기 잎말림은 5단계로 나누어 평가하였으며, ASI는 수염이 출사하기 시작한 날과 화분이 비산하기 시작한 날의 차이로 산정하였다. 유묘기 잎말림의 경우 4 이상의 수준을 보이면 회복이 불가하며 2, 3 정도의 수준은 정상적인 잎으로 회복이 가능하다. 따라서 유묘기 잎말림이 2 미만의 수준을 보인다면 한발 내성 품종으로 평가할 수 있다. 또한, ASI는 한발 스트레스를 처리할 경우 3~7일 증가한다고 보고 되었으며 ASI가 3일에서 11일로 증가할 경우 수확량이 71% 감소한다고 보고 되어있다. 따라서 한발 스트레스를 처리했을때 ASI가 5일 이하이고, 대조구에 비해 실험구의 ASI가 3일 이하로 증가했다면 한발 내성 품종으로 평가할 수 있다. 한발조건에서의 유묘기 잎말림과 ASI 간의 상관분석 결과 피어슨 상관계수값은 -0.006으로 서로 연관이 없는 독립적인 특성인 것으로 나타났다. 21품종 중 한발 내성 품종 선발결과 CML228, Ki11 및 CML322가 높은 한발 내성을 지니고 있는 것으로 평가되었다. CML228과 CML322는 국내 품종과의 산포도가 높으나 Ki11은 매우 가까운 관계를 보여주고 있기 때문에 한발에 대한 내성 품종인 Ki11의 유전적 특징을 국내 품종에 활용하는 것이 가능할 것으로 사료된다.