• 농업과학연구
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• 제28권1호
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• pp.8-17
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• 2001

분얼형 옥수수 자식계통의 식물학적 특정, 유전적 거리를 조사하여 새로운 교잡종 육성을 위한 기초자료를 얻고자 실험 한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 개화기에 있어서 조사된 20계통 중 K15가 가장 빨랐고 K07이 가장 늦은 개화소요일수를 보였다. 2. 간장과 착수고는 비슷한 경향으로 보며 K04가 가장컸고, K15가 가장 작은 것으로 나타났다. 3. 상관 분석 결과 분얼수는 개화기 및 출사기와 고도의 부의 상관을 보였으며, 100립중은 개화기, 이삭높이와 고도의 부의 상관을 가지고 있다. 4. RAPD 분석 결과 17개의 BAND가 나타났고 이중 1개 만이 monomolpic band를 보였으며, primer 당 평균 4개의 loci를 보였다. 5. 유전적 거리와 식물학적 특성간에는 개화기, 분얼수, 엽장과 100립중에서 관련이 있었다.

• 농업과학연구
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• 제39권4호
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• pp.497-502
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• 2012

Since the year 2000, the production and consumption of broccoli have rapidly increased in Korea. And, the average production area and amount were about 1,700 ha and 29,000 ton for the past 5 years. Even with the increase of these cultivation and consumption, more than 95% of the broccoli seeds are currently imported from foreign countries such as Japan and Netherlands. Therefore, development of domestic broccoli varieties is needed to relieve Korean farmers' production cost for broccoli. In this situation, National Institute of Horticultural and Herbal Science (NIHHS) of Korea has tried to develop F1 hybrid varieties from elite lines that were obtained by microspore cultivation method from 2008. As the results, about 850 lines of broccoli were obtained and self-pollinated. Then their ploidy levels of the genome were confirmed to select double haploid (D.H.) lines. And the D.H. lines' horticultural traits were evaluated in open field. After the selection of 17 elite D.H. lines, they were cross-pollinated with a male sterile (MS) line to produce F1 hybrid seeds. After 2 to 3 years field trials of these F1 hybrid varieties at the area of Suwon, Gangneung, and Jeju respectively, two hybrid varieties such as 'Wongyo8011' and 'Wongyo8012' are selected for the application of variety protection. With these 4 years of research, we found that the microspore cultivation method is a powerful tool for the conventional breeding program, especially for the development of various inbred lines and even F1 hybrid varieties in short time.

• 원예과학기술지
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• 제34권1호
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• pp.102-111
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• 2016

본 연구의 목적은 BrDSR(Drought Stress Resistance in B. rapa) 유전자의 기능을 명확히 밝히고, 배추에서 건조 스트레스 반응 유전자들을 분석하는데 있다. 내혼계배추('CT001')와 BrDSR 완전장(438bp의 오픈리딩프레임)을 지닌 pSL100 vector를 재료로 아그로박테리아를 이용한 배추 형질전환을 수행하였다. PCR 분석을 통해 4개체의 형질전환체를 확보하였고, 이들의 BrDSR 발현량은 건조 스트레스 조건에서 비형질전환체 대비 약 1.9-3.4배 정도 더 큰 것으로 분석되었다. 또한 표현형 분석에서도 BrDSR이 과발현된 형질전환체들은 건조 스트레스에 저항성을 보이며 정상적인 생장을 하였다. 기 구축된 건조 스트레스 반응 유전자의 상호발현 네트워크를 기반으로 BrDSR과 밀접한 관련이 있는 유전자들을 분석하기 위해 B. rapa 135K cDNA microarray 데이터를 분석하였다. 그 결과, 환경 스트레스와 관련하여 식물체에서 잎의 노화와 자가소화에 관련된 것으로 보고된 'dark inducible 2(DIN2, AT3G60140)'와 'autophagy 8h(ATG8H, AT3G06420)' 유전자가 확인되었다. 위 결과들을 근거로 BrDSR 유전자는 건조 스트레스에 대한 저항성 향상에 중요한 역할을 할 것으로 판단되었다.

• 한국작물학회지
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• 제66권1호
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• pp.8-17
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• 2021

자포니카 벼의 저온 스트레스 내성 증진을 위하여, RIL 계통을 이용하여 저온 스트레스 내성 QTL을 탐색하였다. 이를 통하여 (1) 5, 9번 염색체에서 저온발아에 관련한 '기호벼' 유래 QTL, qLTG5와 qLTG9를 확인하였으며, 7, 9번 염색체에서 저온 발아속도에 관련한 '밀양23호' 및 '기호벼' 유래 QTL, qOGCV7, qOGCV9를 확인하였다. (2) Duncan 검정결과, 그룹VII [qLTG5+qLTG9 (qOGCV9)], 그룹VIII [qLTG5+qOGCV7+qLTG9 (qOGCV9)]의 계통들이 저온 스트레스에 내성이 있는 것으로 확인 되었다. (3) 최근 발표된 RIL 집단 담수내성 계통과 비교한 결과, 저온 스트레스에도 내성이 있으면서 담수발아에도 내성이 있는 것으로 확인된 총 2개의 유망 유전자원을 선발하였다. 본 연구의 결과를 통해 저온 및 혐기 관련 QTL의 집적은 벼의 저온에서의 발아 및 초기 입모율을 높여 저온스트레스 내성 개선에 도움이 되는 것으로 판단 되었으며, 선발된 유망 계통은 향후 직파재배 품종 육성에 유용한 유전자원으로 활용되어 직파재배의 안정성 증대에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국작물학회지
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• 제66권2호
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• pp.130-137
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• 2021

본 실험은 지역 적응성 시험을 통한 도입 초당옥수수 자원의 농업 형질을 조사하고 혼합 선형 모형을 이용하여 조사 형질의 분산 구성요소를 추정하고 이를 통해 형질들의 유전력을 추정함으로써 신규 자원이 가진 육종재료로서의 가치를 평가하고, 이를 이용한 초당 옥수수 품종 육종 과정에서 선택할 수 있는 육종 및 선발 방법을 도모하고자 하였다. 1. 출웅기와 출사기를 제외한 모든 형질의 유전력은 낮게 추정되었는데 이러한 형질은 분산구성요소 중 유전분산이 낮게 추정되었다. 착수고율의 경우 품종과 지역 간의 유의한 상호작용효과로 인해 낮은 유전분산이 추정된 것으로 보인다. 2. 측정 형질의 낮은 유전력 추정치는 시험 재료가 모두 최신 상업용 품종이기 때문일 것으로 사료된다. 따라서 육종재료로서의 낮은 잠재력을 의미하는 것은 아니다. 3. 낮은 유전분산과 유의미한 상호작용 효과를 극복하고 선발 효율을 극대화 하기 위하여 교잡종의 직접적인 자가 수정을 통한 자식 계통 개발을 진행하기 보다 intermating을 통한 유전자 재조합을 먼저 유기하는 것이 바람직 할 것으로 보인다.

• 한국작물학회지
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• 제28권4호
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• pp.481-487
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• 1983

교잡종 옥수수 종자를 생산하는데 있어서 종자친과 화분친의 개화기를 일치시키는 방법을 구명하기 위하여 4엽기와 6엽기에 생장점 상부와 상부 5㎝에서의 식물체절단, 투명비닐피복, 파종기 등이 마치종 자식계통 KS5와 B68의 개화기, 생장 및 채종량에 미치는 영향을 검토한 결과는 다음과 같다. 1. 생장점 상부에서의 절단은 화분비산기를 6-9일, 출사기를 5-13일 지연시켰으나 입모가 30-70%, 파종량이 67-81% 감소되었다. 생장점상부 5㎝에서의 절단은 화분비산기를 1-3일, 출사기를 1-4일 지연시키면서 임모를 감소시키지 않으나 파종량을 3-29% 감소시켰다. 6엽기의 절단이 개화지연효과가 다소 크나 생장점 상부 절단의 경우 입모 감소가 컸었다. 2. 투명비닐피복에 의하여 KS5와 B68의 화분비산일수는 모두 13일, 출사일수는 각각 13, 15일 단축되었고 채종량도 B68의 경우 47% 증가되었다. 3. 파종기가 14-56일 지연됨에 따라 KS5의 화분비산기는 3-29일 B68의 경우는 2-25일 지연되었다. 출사기는 화분비산기보다 2-4일 늦었다. 파종기가 지연될수록 두 계통의 파종에서 개화까지 일수가 단축되었으나 같은 기간의 유효적산온도(GDD)는 비슷하여 파종기에 의한 개화기조절시 GDD가 효과적으로 이용될 수 있음을 시사하고 있다. 파종량은 파종이 늦어짐에 따라 감소하였고 특히 B68이 감소 정도가 컸었다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.25-25
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• 2022

Drought becomes frequent and severe because of continuous global warming, leading to a significant loss of crop yield. In soybean (Glycine max [L.]), most of quantitative trait loci (QTLs) analyses for drought tolerance have conducted by investigating yield changes under water-restricted conditions at the reproductive stages. More recently, the necessity of QTL studies to use physiological indices responding to drought at the early growth stages besides the reproductive ones has arisen due to the unpredictable and prevalent occurrence of drought throughout the soybean growing season. In this study, we thus identified QTLs conferring wilting scores and moisture contents of soybean subjected to drought stress in the early vegetative stage using an recombinant inbred line (RIL) population derived from a cross between Taekwang (drought-sensitive) and SS2-2 (drought-tolerant). For the two traits, the same major QTL was located on chromosome 10, accounting for up to 11.5% of phenotypic variance explained with LOD score of 12.5. This QTL overlaps with a reported QTL for the limited transpiration trait in soybean and harbors an ortholog of the Arabidopsis ABA and drought-induced RING-D UF1117 gene. Meanwhile, one of important features of plant drought tolerance is their ability to limit transpiration rates under high vapor pressure deficiency in response to mitigate water loss. However, monitoring their transpiration rates is time-consuming and laborious. Therefore, only a few population-level studies regarding transpiration rates under the drought condition have been reported so far. Via employing an Arduino-based platform, for the reasons addressed, we are measuring and recording total pot weights of soybean plants every hour from the 1^st day after water restriction to the days when the half of the RILs exhibited permanent tissue damage in at least one trifoliate. Gradual decrease in moisture of soil in pots as time passes refers increase in the severity of drought stress. By tracking changes in the total pot weights of soybean plants, we will infer transpiration rates of the mapping parents and their RILs according to different levels of VPD and drought stress. The profile of transpiration rates from different levels of severity in the stresses facilitates a better understanding of relationship between transpiration-related features, such as limited maximum transpiration rates, to water saving performances, as well as those to other drought-responsive phenotypes. Our findings will provide primary insights on drought tolerance mechanisms in soybean and useful resources for improvement of soybean varieties tolerant to drought stress.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제46권3호
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• pp.165-171
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• 2019

Marker-assisted backcrossing (MABC)은 marker-assisted selection (MAS)와 함께 다양한 작물에서 여교배 초기세대에서 반복친 게놈의 회복률이 높은 개체선발을 위한 분자육종 기술로 매우 유용하게 사용하고 있다. 본 연구에서는 토마토 MABC 육종 프로그램의 일환으로 저장성이 강한 rin유전자를 주)토마토연구소에서 육성한 핑크계 엘리트 토마토계통에 도입하고자 수행하였다. foreground 선발은 RIN SCAR 분자 마커를 이용하여 100개 $BC_1F_1$ 식물체에서 Rr 유전자형 가진 42개체를 선발하였다. 그리고 이를 이용하여 GBS 분석을 이용하여 background 선발을 하였다. 총 3,086개 SNP를 대상으로 반복친 HK13-1151과 게놈 회복률을 조사한 결과, 56.7%에서 84.5%를 보여 평균 70.5%로 나타났다. 이 중 87.2%을 보인 $BC_1F_1$개체를 이용하여 192개 $BC_2F_1$ 식물체를 육성하여 foreground 선발을 하였다. 선발된 102개 중 88개 식물체를 이용하여 GBS 분석을 수행한 결과 4,868개의 다형 SNP 마커를 얻었으며, 이를 이용하여 RPG 회복률을 조사하였다. $BC_2F_1$ 식물체들에서 HK13-1151 반복친 게놈과 87.8%에서 97.8% 유사하였다. 본 연구에서 $BC_2F_1$ 식물 중 RPG 회복률이 97.8%인 5-1 개체는 반복친인 HK13-1151과 과일특성에서 매우 유사하였다. 따라서 선발된 5-1 개체는 $BC_2F_2$ 세대를 육성하여 계통화 하고자 한다. 본 연구를 통해 MABC는 전통 여교배 육종에 비해 육종연한을 획기적으로 줄일 수 있으며, 원하는 육종모델을 완수할 수 있는 첨단육종 기술로 평가 할 수 있다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제33권1호
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• pp.33-37
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• 2006

박과 (Cucurbitaceae) 작물에서 박 (Lagenaria siceraria Standl.)은 식용뿐만 아니라 주로 저온 신장성의 확보와 토양전염성 병해를 회피하기 위한 수단으로서 수박의 대목으로 많이 사용된다. 유전공학 방법을 이용한 토양병 내성이 증대된 신품종 개발이 필요한 요즘 박 형질전환체 개발의 효과적인 시스템 확립을 위하여 식물형질전환 연구에 매우 효율적으로 이용되는 마커인 GFP 유전자를 도입하였다. 실험재료로 이용된 박 계통은 9005, 9006 및 G5였으며, 신초 유기를 위한 선발 배지는 3.0 mg/L_ BAP + 100 mg/L kanamycin +500 mg/L cefotaxime + 0.5 mg/L $AgNO_3$, pH 5.8이었다 박 선발배지에 치상된 자엽 절편체는 3주 정도 지나면 절단면 즉 치상 부위에서 작은 돌기들이 발생하였고, 갈수록 절편체는 갈변하여 고사하였다. 선발된 개체에서는 신초가 발생하였으며 선발 후 7주가 경과하면 pot로 이식하여 발근된 완전한 식물체를 얻을 수 있었다. 본 실험결과 박 형질전환 시 genotype에 따른 신초 발생률에 상당한 차이를 보였는데 계통 9005의 경우 신초 발생율이 0.0%이였으며 계통 G5의 경우 4.1%이였다. 형질전환으로 발생된 신초는 GFP가 발현되지 않는 것과 GFP가 발현되는 것 두 가지 양상을 볼 수 있었다. PCR 및 Southern blot 분석을 한 결과, 9006과 G5 두 genotype에서 형질전환 신초에서 GFT 유전자를 가지고 있는 것으로 확인되었으며 GFP 유전자가 도입된 박 형질전환체를 얻을 수 있었다. 따라서 GFP 유전자는 박 형질전환시 유식물체에서 형질전환체를 쉽게 선발할 수 있는 유용한 마커로 이용 될 수 있다.

• 한국작물학회지
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• 제65권3호
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• pp.222-230
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• 2020

본 연구는 non-QPM인 KS140, QPM인 CML 계통 및 교잡계의 생육 특성과 단백질, 지방산 등 일반성분, 아미노산 조성을 분석하여 국내 적응 QPM 신품종 육성을 위한 기초연구 자료로 활용하고자 수행하였다. 1. 출사일수는 CML 계통이 78~90일, CML 교잡계가 81~87일 이었고 평균 출사일 수는 KS140, CML 계통 및 교잡계 모두 85일 이었다. CML계통 중 CML191이 간장과 착수고 모두 155 cm, 72 cm로 가장 낮았고, CML529의 간장이 242 cm, CML164의 착수고가 139 cm로 가장 높았다. 과피색은 KS140이 노란색, CML 계통은 흰색과 노란색이었고, 교잡계는 CML 계통이 흰색인 경우에는 노란과 흰색의 중간색을 나타내었다. 2. CML 계통의 단백질 함량은 9.1~12.1% 범위로 CML153이 가장 적었고 CML191이 가장 많았다. CML 교잡계의 단백질 함량은 9.1~11.1% 범위로 KS140/CML170이 가장 적었고, KS140/CML188이 가장 많았다. 3. 지방산의 조성비는 KS140, CML 계통과 교잡계 모두 C18:2 (linoleic acid)가 가장 높았고 C18:1 (oleic acid), C16:0 (palmitic acid), C18:0 (stearic acid), C18:3 (linolenic acid) 순이었다. CML 계통의 평균 포화지방산 비율은 21.4%였으며 불포화지방산 조성비는 78.6%로 KS140 보다 포화지방산 조성비가 다소 높았다. 4. 아미노산 조성비 중 KS140, CML 계통 및 교잡계에서 Glutamic acid 함량이 가장 높았으며 lysine의 조성비는 non-QPM인 KS140이 2.51%, QPM인 CML 계통 평균이 4.83%였으며 CML155가 6.92%로 가장 높았다. CML 교잡계 평균은 3.46%였고 KS140/CML164와 KS140/CML170의 lysine 조성비는 각각 4.18%과 4.99%로 교배하기 전의 QPM계통인 CML164, CML170보다 높았다. 5. 아미노산 조성에 따라 시험 계통들은 크게 두 개 그룹으로 나눌 수 있었으며 CML 계통도 두 개의 그룹으로 나누어졌다. CML155, 180, 181, 191을 포함하는 Group은 lysine을 비롯하여 histidine, glycine, threonine, serine의 조성비가 높았고, CML153, 157, 164, 170, 177을 포함하는 Group은 아미노산 조성비는 상대적으로 낮았다.