• 한국작물학회지
• /
• 제54권4호
• /
• pp.375-383
• /
• 2009

CAX1 유전자가 도입된 형질전환 벼는 T3 세대까지 34계통을 모식물인 일품벼와 공시하였고, 그 외 종자 내 칼슘함량 조사를 비롯한 5가지 실험에서 이전에 실시한 Southern 분석 결과 CAX1 prove의 band 양상이 뚜렷이 나타난 7계 통(T-14, T-15, T-17, T-18, T-19, T-20, T-24)을 $T_4{\sim}T_6$ 계통에서 공시하였다. 앞으로 $T_7$ 세대에 대한 특성조사를 거쳐 $Ca^{2+}$함량이 안정적으로 높게 유지되는 계통을 선발하여 세대육성하면 칼슘과 관련된 유전자의 내재해성 작물의 기초자료 이용뿐만 아니라 농산물의 품질 고급화 및 안정성 향상 그리고 병충해에 의한 농작물 피해를 줄일 수 있는 효과를 가져 오고자 수행한 결과는 다음과 같다. $T_4$ 세대에서 형질이 안정적으로 발현되면서 모품종과 유사하고 농업적 형질이 우수한 5 계통을 선발하여 $T_6$세대까지 농업적인 생육 안정성(수장, 수수, 간장)은 15, 17, 18, 24 계통들은 출수기가 모품종인 일품벼와 비슷한 경향이었고 14, 19, 20계통들은 일품벼보다 6~11일까지 늦어지는 경향이었다. 형질전환체 7 계통의 간장을 조사한 결과 14 계통을 제외하고는 대부분 모품종인 일품벼와 유사하게 나타났다. CAX1 형질전환체인 $T_5{\sim}T_6$세대에서 병저항성은 일품 모품종보다 벼도열병(blast)과 벼잎집무늬마름병(sheath blight)의 방제가가 낮게 나왔으며, 벼도열병은 2 년간 모두 모품종에 대비해 T-14, 17, 18, 19, 20은 방제가가 높게 나타나 병저항성이 있는 것으로 나타났다. 그러나 벼잎집무늬마름병은 T-14, 19, 20, 24 계통이 방제가가 높게 나타났으며, 벼도열병과 벼잎집무늬마름병 모두 방제가가 높은 계통은 T-14, 19, 20 으로 조사되었다. 저온처리 된 벼의 초장 조사에서 각각 온실과 $17^{\circ}C$의 두 조건에 있어서 온실에서의 초장 조사와 생존 개체수를 대비해 볼 때 일품벼와 형질전환체 모두 정상적인 발육상태를 보였으나, 저온조건에서 초장 조사는 일품벼에 비해 $T_6$-19을 제외한 형질전환 계통들이 양호하였으며 $T_6$-18, 24 계통은 내한성 품종인 상주벼와 유사하거나 조금 차이가 났다. 종자내의 캄슘함량을 분석하기 위하여 $T_3{\sim}T_7$ 종자를 이용하여 얻어진 결과는 $T_3$ 종자에서 452.2~1,376.2%로 칼슘함량이 증가되었고 분자 marker에 의해 선발하여 된 T7종자까지 분석한바 13.4~68.0%로 나타남을 확인할 수 있었다.

• 한국작물학회지
• /
• 제65권4호
• /
• pp.284-293
• /
• 2020

최근 쌀 소비 감소에 따라 밀가루 소비를 쌀가루로 바꾸기 위해 쌀가루 전용 품종을 개발하였으나, 지역과 품종별 재배방법 구명 및 취약한 수발아 발생을 회피하기 위한 재배방법을 구명하기 위해서 중만생종인 설갱, 한가루, 신길과 조생종인 가루미 2를 충북지역 청주와 보은의 시험연구 포장에서 3년간 시험한 연구결과는 다음과 같다. 1. 청주지역에서는 중만생종인 설갱, 한가루와 신길은 5월 30일 이앙에서 수량구성요소 및 수량이 가장 높았으며, 조생종 가루미 2는 6월 20일 이앙에서 가장 높았다. 출수 후 40일간 평균온도는 22~24℃로, 자포니카 및 통일형 품종 등숙조건에 적정하였다. 보은지역에서도 청주와 비슷한 경향이었고, 가루미 2는 6월 10일 이앙에서 가장 높았다. 2. 출수 20일 후에 직면하는 8월 중순부터 10월 상순까지 최근 5년간 평균기온은 평년보다 증가되었고, 지역별로 조생종 등숙시기인 8월 중순에는 1.2~1.9℃, 중만생종 등숙시기인 9월 상· 중순에 0.6~2.0℃가 증가되었다. 3일 이상 강우 빈도도 8월 하순은 1.6~1.8회, 9월 상순은 1.0회가 각각 많아져, 기존 이앙시기에서 쌀가루용 품종의 수발아 발생은 점차 늘어날 것으로 판단되었다. 3. 한가루와 가루미 2의 수발아 발생률은 청주와 보은지역에서 이앙시기가 늦어질수록 감소되었으며, 통일형 신길은 이앙시기에 따른 영향이 없었다. 4. 품종별 현미수량과 수발아 발생을 고려한 충북지역 적정 이앙시기는 청주에서는 설갱은 6월 4일, 한가루 6월 8일, 신길 5월 31일, 가루미 2는 6월 19일이며, 보은에서 설갱은 5월 29일, 한가루 5월 28일, 신길 5월 30일, 가루미 2는 6월 7일로 분석되었다.

• 농약과학회지
• /
• 제13권4호
• /
• pp.309-314
• /
• 2009

2002년에서 2004년에 걸쳐 전국적으로 Rice stripe tenuivirus(RSV)에 의한 벼줄무늬잎마름병의 발생지역과 발생 포장율을 조사한 결과, RSV에 의한 발병은 점진적으로 감소하였다. RSV의 발생주율은 감수성 품종인 추청과 새추청, 일품에서 각각 45.8, 45.0 43.7%로 매우 높은 데 반해 저항성 품종인 화성에서는 4.4%로 낮았고, 좌지주율 역시 추청과 새추청, 일품 품종에서 각각 33.6, 33.2, 31.9%인데 비해 화성에서는 0.8%에 그쳤다. 두 가지 보독충 채집방법간의 효율성을 비교한 결과 기존의 포충망 채집에 비해 동력흡충기를 이용한 채집이 매우 효율적이었다. 2002년부터 2004년에 걸쳐 전국적으로 보독충 밀도를 조사한 결과, 연도별로 전국적인 평균 보독충율은 각각 3.6, 2.3, 1.3%로 시험기간에 걸쳐 보독충율은 전반적으로 감소하여 병 발생이 감소할 것으로 예측하였다. 이앙전 육묘상의 육묘상처리제 및 수면전개제 처리에 의한 애멸구 방제 효과를 조사한 결과, Imidacloprid 입제 등 4종 처리제의 약효가 인정되었다.

• 식물병연구
• /
• 제22권4호
• /
• pp.264-268
• /
• 2016

2014년부터 2015년까지 12개의 밭못자리 시험지에서 잎 도열병의 발병 정도를 조사하였다. 2014년 잎 도열병은 $3.7{\pm}2.1$, 2015년에는 $4.4{\pm}2.1$의 평균 발병 정도를 보였다. 특히, 2015년에는 이천과 철원에서 벼 도열병 발병률이 2014년에 비해 2배 이상 증가했다. 2014년과 2015년에 분리된 벼 도열병균 587종에 대해 한국형 판별품종 시스템으로 분석한 결과 2014년에는 34종, 2015년에는 51종의 레이스로 결정되어 병원균의 병원성 변화가 크다는 것을 알 수 있었다. KI 레이스대 KJ 레이스의비율은 2014년에는 54:46, 2015년에는 70:30으로 나타났다. 2014년의 우점 레이스는 KJ-301로 총 16%를차지했고, 2015년에는 KI-101이 15%를우점했다. 2015년 지역별 레이스 분포결과 고성에서는 KI 레이스가 97% 비율로 분포하였고, 철원에서는 KJ 레이스가 96%의 분포율을 보여 지역 간 차이가 크게 나타났다. 십여 년간 낮은 분포를 보이던 KI-101 레이스가 전국적으로 높은 비율로 확인된다는 점은, 이런 현상이 계속된다고 가정할 때, 도열병균 집단이 빠르게 변하고 있으며 이에 대한 대응이 필요하다는 것을 말해준다. 따라서 이 연구결과는 벼 도열병의 대발생을 막기 위한 벼 품종육성에 기초자료로 이용할 수 있다.

• 식물병연구
• /
• 제14권3호
• /
• pp.143-152
• /
• 2008

도열병에 대한 감수성 정토가 다른 두 품종의 혼합재배에 의한 무농약 도열병 방제효과를 조사하였다. 재배 생력화를 위해 도열병 저항성을 제외한 품질을 비롯한 벼의 유전적 형질이 유사한 품종조합을 선발한 결과 '호평벼'와 '남평벼'의 조합을 1:1로 종자 혼합을 통한 혼합재배를 실시하였을 때 50.4%의 이삭도열병 방제효과가 있었다(2007). 단일재배시 최대 67.4%까지 우점을 보이던 KJ-101레이스가 혼합재배구에서 최소 29.4%로 감소하였고 그 외의 기타 레이스들이 차지하는 비율은 5.4%에서 9.0%로 증가하였으며 11개의 새로운 레이스가 분리되었다. 단독 혹은 혼합재배에 관계없이 분리된 레이스의 수는 유사하였으나 혼합재배 시 새로운 레이스가 차지하는 비율이 12.5%에서 62.5%로 증가하였고 레이스 간 밀도의 차이는 23.6%에서 8.8%로 감소하였다. 이러한 병원균 레이스 다양성의 변화와 레이스 밀도의 균형이 혼합재배에 의한 도열병 발생의 감소와 깊은 관련이 있을 것으로 추정되며 이와 더불어 혼합재배 효과에 대한 좀 더 명확한 설명을 위해 병원력을 비롯한 레이스의 유전적 형질에 관한 연구가 추후 보완되어져야 할 것이다.

• 생명과학회지
• /
• 제26권10호
• /
• pp.1121-1129
• /
• 2016

밀의 고분자 글루테닌 서브유닛[high molecular-weight glutenin subunit (HMW-GS)]은 밀가루의 성질을 결정하는데 가장 중요한 요소이며 가공적성을 나타내는데 중요한 역할을 수행한다. 우리는 Agrobacterium 동시 형질전환법을 이용하여 한국 밀 품종인 ‘조경’으로부터 밀 HMW-GS을 암호화하는 TaGlu-Ax1 유전자를 가지는 marker-free 형질전환 벼를 생산하였다. TaGlu-Ax1 유전자의 종자 특이적 발현을 위하여 밀에서 존재하는 TaGlu-Bx7 유전자의 자체 프로모터를 벡터 내에 삽입하였다. 동시 접종을 위해서 오직 TaGlu-Ax1 유전자와 hygromycin phosphotransferase II (HPTII) 저항성 유전자만으로 구성된 두 종류의 발현 카세트를 독립적으로 Agrobacterium EHA105에 도입하였고, TaGlu-Ax1와 HPTII가 도입된 각각의 EHA105 Agrobacterium을 3:1 비율로 혼합하여 벼 캘러스에 접종하였다. 210개의 HPTII 저항성 형질전환체 중에서 벼 게놈에 TaGlu-Ax1과 HPTII가 모두 삽입된 20개의 형질전환 라인을 획득하였다. TaGlu-Ax1와 HPTII가 벼 게놈에 도입된 것을 Southern blot을 통해서 다시 확인하였다. 형질전환 벼 T₁ 세대의 종자에서 밀 TaGlu-Ax1 유전자가 전사와 번역되어 오직 TaGlu-Ax1만을 가지는 marker-free 식물체를 T₁세대에서 성공적으로 선발할 수 있었다. TaGlu-Ax1 유전자가 발현되는 marker-free 형질전환 식물체는 야생형(wild type)과의 표현형 차이는 없었다. 형질전환 벼의 쌀가루의 제빵적성을 비교하였을 때 TaGlu-Ax1 유전자만이 발현되어서는 제빵적성이 더 나아지지 않았다. 그러므로 더 많은 밀 고분자 및 저분자 글루테닌, 글리아딘의 유전자의 집적과 조합이 쌀가루 가공적성을 증진시키는데 필요하다. 결론적으로 TaGlu-Ax1 marker-free 형질전환 벼는 쌀가루 가공적성을 증진시키는데 좋은 재료로 사용될 것이다.

• 생명과학회지
• /
• 제22권9호
• /
• pp.1152-1158
• /
• 2012

작물의 수확량이나 병 저항성을 증가시키는 형질전환 식물체 개발은 세계 식량 부족을 해결하는 좋은 방법이다. 하지만 항생제나 제초제의 사용은 형질전환 작물의 안전에 대해서 일반 사람들의 심각한 우려를 초래한다. 본 연구에서는, 아그로박테리움을 이용한 동시 형질전환 방법을 이용하여 한국의 밀 재배종인 '조경밀'의 유전자인, 고분자 글루테닌 서브유닛[high molecular-weight glutenin subunit (HMW-GS)] $D{\times}5$가 삽입된 마커프리 형질전환벼를 개발하였다. 각각 $D{\times}5$ 유전자와 하이그로마이신(HPTII) 저항성 유전자만으로 구성된 두 종류의 발현 카셋트(Two expression cassettes)를 독립적으로 아그로박테리움 EHA105에 도입하였고, $D{\times}5$와 HPTII가 도입된 각각의 EHA105 아그로박테리움을 3:1 비율로 혼합하여 벼 캘러스에 접종하였다. 66개의 HPTII 저항성 형질전환체 중에서 벼 게놈에 $D{\times}5$와 HPTII가 모두 삽입된 2개의 형질전환 라인을 획득하였다. $D{\times}5$와 HPTII가 벼 게놈에 도입된 것을 Southern blot을 통해서 다시 확인하였다. 또한, semi-quantitative RT-PCR을 통해 형질전환벼 $T_1$ 세대 종자의 밀 $D{\times}5$ 전사여부를 확인하였고 결국, $D{\times}5$ 유전자만을 가지는 마커프리 형질전환벼를 $T_1$ 세대에서 선발할 수 있었다. 본 연구 결과는 두 종류의 발현 카셋트를 사용한 아그로박테리움 동시 접종 시스템이 마커프리 형질전환벼를 생산하기 위한 효과적인 전략이 될 수 있음을 보여준다.

• 생명과학회지
• /
• 제24권6호
• /
• pp.618-625
• /
• 2014

쌀가루는 많은 식품 가공에 이용된다. 그러나 밀가루 반죽이 빵과 면을 포함한 많은 식품 가공 제품에 적합한 반면에, 쌀로 만든 반죽은 신장성과 탄력성이 부족하다. 고분자 글루테닌 서브유닛(HMW-GS)은 밀의 가공 적성을 결정하는데 중요한 역할을 한다. 본 연구에서, 우리는 아그로박테리움(Agrobacterium) 동시 형질전환법을 이용하여 한국 밀 품종인 '조경'으로부터 HMW-GS를 암호화하는 밀 Glu-1Dy10 유전자를 발현하는 marker-free 형질전환 벼 식물체를 개발하였다. 오직 Glu-1Dy10 유전자와 HPTII (hygromycin phosphotransferase II) 저항성 유전자만을 포함하는 분리된 DNA 조각들로 구성된 두 가지 발현 카셋트(cassettes)를 독립적으로 아그로박테리움(Agrobacterium) EHA105 에 도입하였다. Glu-1Dy10 또는 HPTII를 함유하는 EHA105 를 각각 3:1 비율로 벼 캘러스에 접종하였다. 290개의 하이그로마이신(hygromycin) 저항성 $T_0$ 식물체 중에서 우리는 벼 게놈에 Glu-1Dy10과 HPTII 유전자가 모두 삽입된 29개의 형질전환 라인을 획득하였다. 우리는 Glu-1Dy10 유전자가 벼 게놈 내로 도입된 것을 Southern blot 분석을 통해 다시 확인하였다. 형질전환 벼 종자에서 Glu-1Dy10의 전사(Transcripts)와 단백질을 semi-quantitative RT-PCR과 Western blot 분석을 통해서 확인하였다. 최종적으로, 오직 Glu-1Dy10 유전자를 갖는 marker-free 식물체를 $T_1$ 세대에서 성공적으로 선발할 수 있었다.

• 생명과학회지
• /
• 제23권11호
• /
• pp.1317-1324
• /
• 2013

고분자 글루테닌 서버유닛(high molecular-weight glutenin subunit, HMW-GS)은 밀의 가공적성을 결정하는데 중요한 역할을 수행한다. 우리는 Agrobacterium 동시 형질전환법을 이용하여 한국 밀 품종인 '조경'으로부터 밀 HMW-GS을 암호화하는 Glu-1Bx7 유전자를 가지는 marker-free 형질전환 벼를 생산하였다. Glu-1Bx7 유전자의 종자 특이적 발현을 위하여 밀 Glu-1Bx7 유전자 자체 프로모터를 벡터 내에 삽입하였다. 동시 접종을 위해서 오직 Glu-1Bx7 유전자와 hygromycin phosphotransferase II (HPTII) 저항성 유전자만으로 구성된 두 종류의 발현 카셋트를 독립적으로 Agrobacterium EHA105에 도입하였고, Glu-1Bx7와 HPTII가 도입된 각각의 EHA105 Agrobacterium 을 3:1 비율로 혼합하여 벼 캘러스에 접종하였다. 216개의 HPTII 저항성 형질전환체 중에서 벼 게놈에 Glu-1Bx7과 HPTII가 모두 삽입된 24개의 형질전환 라인을 획득하였다. Glu-1Bx7와 HPTII가 벼 게놈에 도입된 것을 Southern blot을 통해서 다시 확인하였다. 형질전환 벼 $T_1$ 세대의 종자에서 밀 Glu-1Bx7 유전자가 전사와 번역되어 오직 Glu-1Bx7만을 가지는 marker-free 식물체를 $T_1$ 세대에서 성공적으로 선발할 수 있었다.

• 한국식품과학회지
• /
• 제54권4호
• /
• pp.377-385
• /
• 2022

본 연구는 감자를 산업소재로서의 이용가능성을 높이기 위한 기초자료를 확보하기 위해 국내에서 육성된 감자 24품종을 이용하여 식이섬유 함량을 비교 분석한 다음, 품종별로 전분을 추출하여 이화학적 특성을 관찰하였다. 감자 원료의 총 식이섬유 함량을 분석한 결과 아리랑1호 품종이 6.30%로 가장 높은 식이섬유 함량을 보였다. 감자 품종별로 전분을 추출한 다음 아밀로스 함량을 측정한 결과 36.76-55.75%로 수선 품종이 가장 높았고. 아밀로펙틴 가지사슬길이 분포가 DP13-24가 약 60% 이하로 가장 많은 비율을 보였다. 인 함량을 분석한 결과 45.90-84.23 mg/100 g의 범위로 아리랑1호 품종이 가장 높고, 은선이 가장 낮았다. 감자 전분에 함유된 저항전분 함량은 58.94-79.87% 범위로 아리랑2호가 가장 높은 함량을 보였다. 호화 점도 특성을 분석한 결과, 강하점도의 경우 587.45-1,129.72 RVU 범위로 금선이 가장 높았고, 치반 점도는 -864.31- -353.22 RVU 범위로 금선이 가장 낮았다. 감자 전분의 품종별 호화엔탈피 값을 분석한 결과, 5.54-7.64 J/g의 범위로 수선이 가장 낮았고, 다미가 다른 품종에 비해 높은 값을 보였다. 본 연구결과를 통해 국내산 감자전분의 산업소재로서 다양하게 이용하기 위한 기초자료로 이용될 수 있을 것으로 판단되며, 보다 많은 자료 확보를 위해 재배 및 저장 조건 등에 따른 전분 특성에 관한 연구가 지속적으로 진행되어야 한다고 생각된다.