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Development of dry milling suitable rice cultivar to invigorate rice processing products

  • Jeung, Ji-Ung
    • 한국작물학회:학술대회논문집
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    • 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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    • pp.10-10
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    • 2017
  • Rice consumption has been continuously decreasing as the eating habits of Koreans have become westernized and diversified. The per capita annual rice consumption in Korea has dropped sharply from 136.4 kg in 1970 to 61.9 kg in 2016. The Korean government, therefore, has been trying to promote rice consumption by invigorating the processed food industry using rice flour. To facilitate the market for processed rice foods, it is essential to develop proper milling technology in terms of flour particle size and damaged starch content to produce high quality rice flour at competitive cost. Dry milling and wet milling are the two major processes used to produce rice flour. Although the dry milling process is relatively simple with a lower production cost, damaged starch content increases because of the high grain hardness of rice. In wet milling, the quality of rice flour is improved by reducing flour particle size as well as damaged starch content through soaking procedures. However, the production costs are high because of the additional expenses associated with the disposal of waste water, sterilization and drying of the wet flour. Recently developed technologies such as jet milling and cryogenic milling also require expensive investment and production. Therefore, developing new rice cultivars with dry milling adaptability as well as good processing properties is an important goal of rice breeding in Korea. 'Suweon 542' is a floury endosperm mutant line derived from sodium azide treatment on a high-yield, early maturing, and non-glutinous japonica rice cultivar, 'Namil'. Compared with the wild type, after dry milling process, the grain hardness of 'Suweon 542' was significantly lower because of its round and loosely packed starch granules. Also, the flour of 'Suweon 542' had significantly smaller particles and less damaged starch than 'Namil' and other rice cultivars and its particle size distribution was similar to a commercial wheat cultivar. Recently, through collaborations with nine universities and food companies, a total of 21 kinds of processed prototypes, using the dry milling flour of 'Suweon 542', were evaluated. In the production of major rice processing products, there was no significant quality difference between the flours prepared by wet milling and dry milling. Although the amount of water added to the dough was slightly increased, it was confirmed that the recipe applying the wet flour could be used without significant change. To efficiently transfer the floury endosperm characteristics of 'Suweon 542' to other commercial rice cultivars, it is essential to develop DNA marker tightly linked to the target gene. Association analysis using 70 genome-wide SSR markers and 94 F2 plants derived from 'Suweon 542'/'Milyang 23' showed that markers on chromosome 5 explained a large portion of the variation in floury grains percentage (FGP). Further analysis with an increased number of SSR markers revealed that the floury endosperm of 'Suweon 542' was directed by a major recessive locus, flo7(t), located in the 19.33-19.86 Mbp region of chromosome 5, with RM18639 explaining 92.2% of FGP variation in the F2 population. Through further physical mapping, a co-segregate and co-dominant DNA marker with the locus, flo7(t) was successfully developed, by which, thereby, breeding efficiency of rice cultivars having proper dry milling adaptability with high yield potential or useful functional materials would be improved. 'Suweon 542' maintained the early maturity of the wild type, Namil, which can be used in rice-wheat double cropping systems in Korea not only for improved arable land but also for sharing flour production facilities. In addition to the high susceptibility against major rice diseases, nevertheless, another possible drawback of 'Suweon 542' is the high rate of viviparous under prolonged rainfall during the harvesting season. To overcome susceptibility and vivipary of 'Suweon 542', the progeny lines, derived from the crosses 'Suweon 542' and 'Jopyeong', an early maturing rice cultivar with multiple resistance against rice blast, bacterial blight, and rice strip virus, and 'Heugjinju', a anthocyanin pigment containing black rice cultivar, were intensively evaluated. As the outputs, three dry milling suitable rice elite lines, 'Jeonju614', 'Jeonju615', and 'Jeonju616' were developed.

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잡초성벼인 강화앵미11 유래 잎도열병 저항성 유전자 탐색 (Identification of Leaf Blast Resistance Genes Derived from a Korean Weedy Rice, Ganghwaaengmi 11)

  • 서정필;조영찬;김정주;신영섭;양창인;노재환;김연규
    • 한국육종학회지
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    • 제42권4호
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    • pp.390-396
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    • 2010
  • 본 연구는 국내 수집 잡초성벼에 존재하는 잎도열병 저항성 관련 유전자를 탐색하고, 이 저항성유전자와 연관된 분자 마커를 탐색하는 것이다. 도열병에 감수성인 자포니카 품종인 낙동벼와 도열병에 강한 잡초성벼인 강화앵미11을 교잡하여 120개 RILs를 육성하여, 도열병 균주반응과 잎도열병 밭못자리검정을 통한 저항성 유전자 탐색에 이용하였다. 1. 총 45개 도열병 균주를 이용하여 양친들을 검정한 결과, 잡초성벼 강화앵미11은 25개 균주에 대하여 저항성 반응을 보였고, 낙동벼는 1개의 균주에만 저항성 반응을 보였다. 2. 강화앵미11이 저항성반응을 보이는 25개 균주 중에서 90-008등 9개 균주를 선발하여 120개 RILs에 대한 도열병 균주에 대한 저항성반응을 조사한 결과, 대부분의 RILs이 저항성반응으로 치우친 경향을 보였으며, 수원, 철원 및 남양 잎도열병 밭못자리 검정포장에서 실시한 120 RILs의 저항성반응 분포도 도열병 균주반응에서 나타난 결과와 유사한 경향을 보였다. 3. 12번 염색체 OSR32-RM101 영역에서 90-008, 97-268, 93-456, 04-226, 03-177 및 87-138 도열병 균주와 수원, 철원, 남양 지역 잎도열병 밭못자리 검정에 대한 저항성 유전자를 탐색하였으며, 이 저항성 유전자는 강화앵미11에서 유래되었고, 표현형변이를 60%이상 설명하는 주동유전자인 것으로 추정된다. 4. 90-008균주와 남양 잎도열병 밭못자리 검정에 대한 저항성 유전자는 12번 염색체 외에 11번 염색체에서도 탐색되었으며, 93-456 균주와 철원, 수원지역 잎도열병 밭못자리 검정에 대한 저항성유전자는 7번과 11번 염색체에서도 탐색되었고, 이들 저항성유전자는 낙동벼 대립유전자에 의해 저항성이 증가되었다.

다중 무선 공유기 환경에서 Multiple SSID를 이용한 대역폭 이용률 극대화 (Maximizing Utilization of Bandwidth using Multiple SSID in Multiple Wireless Routers Environment)

  • 곽후근;윤영효;정규식
    • 한국정보과학회논문지:정보통신
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    • 제35권5호
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    • pp.384-394
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    • 2008
  • 무선 공유기란 NAT(Network Address Translation) 기능을 사용하여 여러 무선 사용자가 인터넷회선 하나를 공유할 수 있게 해주는 장치이다. 여러 개의 무선 공유기를 여러 사용자가 공유하여 사용하는 학교 또는 소규모 사무실 환경에서 사용자들은 무선 공유기들을 임의대로 선택하여 사용할 수 있어서 특정 무선 공유기에 사용자들이 몰리는 현상이 발생할 수 있다. 이러한 경우 무선공유기와 사용자들 사이에 부하 불균형의 문제가 발생한다. 그로 인하여 생기는 문제점 중 하나는 사용자가 몰리는 무선 공유기에 속하는 사용자들의 경우 서비스가 원활하지 않다는 점이다. 또 다른 문제점은 무선 공유기 전체 자원 이용률이 낮다는 점이다. 이 문제들을 해결하는 방법으로 본 논문에서는 Multiple SSID를 이용하여 무선 공유기의 대역폭 이용률을 극대화하는 부하 공유 기법을 제안한다. 제안된 기법에서는 주기적으로 각 무선 공유기들의 사용 가능한 대역폭 정보를 Multiple SSR를 이용하여 사용자에게 보여준다. 새로운 사용자는 최대 사용가능 한 대역폭을 가진 무선 공유기를 선택한다. 이 방법은 사용자와 라우터들사이에서 대역폭 활용관점에서 좋은 부하 분산을 가능하게 해준다. 제안한 방법을 ASUS WL 500G 무선 공유기를 이용하여 구현하였으며 실험을 수행하였다. 실험을 통해 제안된 방법이 기존 방법에 비해 대역폭 이용률이 향상되었음을 확인하였다.

QTL analysis of agronomic traits in recombinant inbred lines of sunflower under partial irrigation

  • Haddadi, P.;Yazdi-Samadi, B.;Naghavi, M.R.;Kalantari, A.;Maury, P.;Sarrafi, A.
    • Plant Biotechnology Reports
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    • 제5권2호
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    • pp.135-146
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    • 2011
  • The objective of the present research was to map QTLs associated with agronomic traits such as days from sowing to flowering, plant height, yield and leaf-related traits in a population of recombinant inbred lines (RILs) of sunflower (Helianthus annuus). Two field experiments were conducted with well-irrigated and partially irrigated conditions in randomized complete block design with three replications. A map with 304 AFLP and 191 SSR markers with a mean density of 1 marker per 3.7 cM was used to identify QTLs related to the studied traits. The difference among RILs was significant for all studied traits in both conditions. Three to seven QTLs were found for each studied trait in both conditions. The percentage of phenotypic variance ($R^2$) explained by QTLs ranged from 4 to 49%. Three to six QTLs were found for each yield-related trait in both conditions. The most important QTL for grain yield per plant on linkage group 13 (GYP-P-13-1) under partial-irrigated condition controls 49% of phenotypic variance ($R^2$). The most important QTL for 1,000-grain weight (TGW-P-11-1) was identified on linkage group 11. Favorable alleles for this QTL come from RHA266. The major QTL for days from sowing to flowering (DSF-P-14-1) were observed on linkage group 14 and explained 38% of the phenotypic variance. The positive alleles for this QTL come from RHA266. The major QTL for HD (HD-P-13-1) was also identified on linkage group 13 and explained 37% of the phenotypic variance. Both parents (PAC2 and RHA266) contributed to QTLs controlling leaf-related traits in both conditions. Common QTL for leaf area at flowering (LAF-P-12-1, LAF-W-12-1) was detected in linkage group 12. The results emphasise the importance of the role of linkage groups 2, 10 and 13 for studied traits. Genomic regions on the linkage groups 9 and 12 are specific for QTLs of leaf-related traits in sunflower.

Quality Protein Maize 육성계통의 지방산 및 아미노산 특성 (Characterization on Fatty Acids and Amino Acids of Quality Protein Maize Lines)

  • 김선림;손범영;정태욱;문현귀;손종록
    • 한국작물학회지
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    • 제51권5호
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    • pp.458-465
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    • 2006
  • Quality protein maize(QPM) 육성계통의 화학적 특성과 지방산 및 아미노산 조성을 검토하기 위하여 KS5/QPM 계통의 $BC_{1}F_{2}$ 및 KS135/QPM 계통의 $BC_{1}F_{2}$ 자식계통을 대상으로 opaque-2 specific micro-satellite marker인 umc1066를 사용하여 QPM 26계통을 선발하고 non-QPM 34계통을 공시하여 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. QPM계통은 non-QPM계통에 비하여 지방함량이 유의하게(p<0.05) 증가되었으나 단백질함량은 통계적 유의차가 없었다. 2. QPM 계통과 non-QPM 계통 모두 linoleic acid(Cl8:2)의 조성비가 가장 높고 oleic acid(Cl8:1), palmitic acid(Cl6:0), linolenic acid(Cl8:3), stearic acid(Cl8:0)의 순으로 지방산 조성비가 높았다. 3. QPM 계통은 non-QPM 계통에 비하여 포화지방산의 비율이 다소 높고 불포화지방산의 비율은 non-QPM 계통에 비하여 조성비가 낮았으나 통계적 유의성은 없었다. 4. QPM 계통은 non-QPM 계통에 비하여 lysine의 조성 비율이 높고 황함유 아미노산(cystine, methionine)의 비율이 증가되었다. 5. QPM 계통의 필수아미노산의 조성비율은 28.1%였고 non-QPM 계통은 27.1%로 QPM 계통이 영양학적인 면에서 유리한 것으로 판단되었다.

북극항로 안전운항지원 시스템 설계: 위성기반 개념 설계 (Conceptual Design of A Satellite-Based Ice Navigation Supporting System For The Northern Sea Route)

  • 양찬수;김선화;홍성철;김철호;허기영;김영호
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2013년도 추계학술대회
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    • pp.69-70
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    • 2013
  • 기후변화에 관한 정부간 패널 (IPCC)에 따르면, 북극의 해빙(Sea-ice) 면적은 1978년 위성관측 이래 매년 2.7%씩 감소하고 있다. 이와 같은 해빙 감소는 북극항로에 대한 관심으로 이어져 경제적인 이익을 기대하고 있다. 북동항로(Northen Sea Rout)를 이용하게 되면 기존 수에즈운하이용 경로보다 약 37% 정도 거리가 단축된다. 또한 북극에는 지구부존자원 중 천연가스의 30%과 석유의 13%가 매장되어있다고 추정된다. 우리나라는 2013년 5월 북극개발의 주도권을 가진 북극이사회 (Arctic Council)에서 정식 옵저버 자격을 획득함으로써 북극해 진출의 교두보를 마련했으며, 2030년에는 쇄빙선 없이 북극항로를 이용할 수 있을 것이라도 예상되므로 북극해 항로 개척을 통한 물류비 절감 및 자원개발의 필요성은 점점 커지고 있는 상황이다. 한국해양과학기술원에서는 북극 항로 및 자원탐사 지원을 위한 북극 해양환경정보시스템 구축을 위한 기획과제를 수행 중에 있다. 이번 발표에서는, 위성기반으로 항행안전지원을 위한 시스템 설계를 위한 초기 단계로 개념 설계의 결과를 소개하고자 한다.

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차세대 염기서열 분석을 이용한 굴참나무(Quercus variabilis)의 microsatellite 마커 개발 및 특성 분석 (Identification and Characterization of Polymorphic Microsatellite Loci using Next Generation Sequencing in Quercus variabilis)

  • 백승훈;이제완;홍경낙;이석우;안지영;이민우
    • 한국산림과학회지
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    • 제105권2호
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    • pp.186-192
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    • 2016
  • 본 연구는 차세대 염기서열 분석방법을 이용하여 굴참나무의 microsatellite 마커를 개발하고 특성을 분석하기 위해 수행되었다. GS-FLX Titanium 차세대 염기서열 분석 장비를 이용하여 305,771개의 read를 얻었고, 117 Mbp의 데이터를 생산하였다. De novo assembly를 통하여 7,326개의 contig를 확보하였다. 크기가 500 bp 이상이 되는 contig는 2,921개로 나타났다. 그 중 microsatellite 영역을 포함하는 contig는 606개(20.75%)로 나타났으며, 총 microsatellite의 수는 911개로 확인되었다. 그 중 13개의 microsatellite 유전자좌에서 굴참나무 개체 간 다형성이 관찰되었다. 이들 microsatellite 유전자좌에 대하여 주왕산 집단에서 관찰된 유효 대립유전자수($A_e$)는 평균 4.966(2.439~7.515)로 나타났다. 평균 이형접합도 관측치($H_o$)와 평균 이형접합도 기대치($H_e$)는 각각 0.873(0.731~1.000)과 0.766(0.590~0.867)으로 나타났다. 다형성이 관찰된 모든 microsatellite 유전자좌에서 null 대립유전자는 관찰되지 않았으며, 마커 간 연관불평형은 나타나지 않았다. 따라서 본 연구에서 개발된 13개의 microsatellite 마커는 굴참나무 집단의 유전변이 분석에 유용할 것으로 사료된다.

Identification of QTLs for Some Agronomic Traits in Rice Using an Introgression Line from Oryza minuta

  • Rahman, Md Lutfor;Chu, Sang Ho;Choi, Min-Sun;Qiao, Yong Li;Jiang, Wenzhu;Piao, Rihua;Khanam, Sakina;Cho, Young-Il;Jeung, Ji-Ung;Jena, Kshirod K.;Koh, Hee-Jong
    • Molecules and Cells
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    • 제24권1호
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    • pp.16-26
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    • 2007
  • Wild progenitor species provide potential gene sources for complex traits such as yield and multiple resistances to biotic and abiotic stresses, and thus are expected to contribute to sustainable food supplies. An introgression line 'IR71033-121-15' was derived from a wild species Oryza minuta (2n = 48, BBCC, Acc No. 101141) at IRRI. Introgression analysis using 530 SSR and STS markers revealed that at least 14 chromosomal segments distributed over 12 chromosomes had been introgressed from O. minuta. An $F_{2:3}$ population from the cross between IR71033 and Junambyeo (a Korean japonica cultivar) consisting of 146 lines was used for quantitative trait loci (QTL) analysis of 16 agronomic traits. A total of 36 single-locus QTLs (S-QTLs) and 45 digenic epistasis (E-QTLs) were identified. In spite of it's inferiority of O. minuta for most of the traits studied, its alleles contributed positively to 57% of the QTLs. The other QTLs originated from either parent, IR71033 or Junambyeo. QTLs for phenotypically correlated traits were mostly detected on introgressed segments. Fourteen QTLs corresponded to QTLs reported earlier, indicating that these QTLs are stable across genetic backgrounds. Twenty-two QTLs controlling yield and its components had not been detected in previous QTL studies. Of these, thirteen consisted of potentially novel alleles from O. minuta. QTLs from O. minuta introgression could be new sources of natural variation for the genetic improvement of rice.

복층터널 분기구 확폭구간 굴착에 따른 안정성 영향 (Effect of widening excavation in divergence section of a double-deck tunnel on its stability)

  • 나유성;김윤희;이강일;김용성;김범주
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제22권4호
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    • pp.435-450
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    • 2020
  • 복층터널의 분기구간은 터널 형상이 모자 모양의 대단면 구간인 '분기 전 확폭구간'과 본선과 분기터널 간 이격이 생기는 '분기 후 구간'으로 나눌 수 있으며, 분기 전 확폭구간의 터널 단면이 분기 후 구간의 단면에 비해 매우 크기 때문에 이러한 차이에 따른 굴착 영향이 분기구의 전체적인 굴착 안정성 검토 시 고려되어야 한다. 본 연구에서는 암반에서 시공되는 NATM 방식의 2차로 대심도(40 m) 본선 복층터널에서 1차로 단층터널로 분기가 되는 조건을 대상으로 3차원 유한요소해석을 통해 분기 전 확폭구간 굴착(선행굴착) 시 굴착공법과 벤치길이 변화에 따라 선행굴착이 분기 후 구간의 굴착 안정성에 미치는 영향을 검토하였다. 그 결과, 굴착공법과 벤치길이 변화에 따른 차이는 상대적으로 작은 편이었으나, 2차원 수치해석에 의한 선행굴착을 고려하지 않은 경우와 강도응력비 비교를 통해 선행굴착이 분기 후 구간의 굴착 안정성에 영향을 미칠 정도로 큰 응력의 변화를 유발함을 확인하였다.

Identification of Quantitative Trait Loci Associated with Isoflavone Contents in Soybean Seed

  • Kim Myung Sik;Park Min Jung;Hwang Jung Gyu;Jo Soo Ho;Ko Mi Suk;Chung Ill Min;Chung Jong Il
    • 한국작물학회지
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    • 제49권5호
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    • pp.423-428
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    • 2004
  • Soybean seeds contain high amounts of isoflavones that display biological effects and isoflavone content of soybean seed can vary by year, environment, and genotype. Objective of this study was to identify quantitative trait loci that underlie isoflavone content in soybean seeds. The study involved 85 $F_2$ populations derived from Korean soybean cultivar 'Kwangkyo' and wild type soybean 'IT182305' for QTL analysis associated with isoflavone content. Isoflavone content of seeds was determined by HPLC. The genetic map of 33 linkage groups with 207 markers was constructed. The linkage map spanned 2,607.5 cM across all 33 linkage groups. The average linkage distance between pair of markers among all linkage groups was 12.6 cM in Kosambi map units. Isoflavone content in $F_2$ generations varied in a fashion that suggested a continuous, polygenic inheritance. Eleven markers (4 RAPD, 3 SSR, 4 AFLP) were significantly associated with isoflavone content. Only two markers, Satt419 and CTCGAG3 had F-tests that were significant at P<0.01 in $F_2$ generation for isoflavone content. Interval mapping using the $F_2$ data revealed only two putative QTLs for isoflavone content. The peak QTL region on linkage group 3, which was near OPAG03c, explained $14\%$ variation for isoflavone content. The peak QTL region on linkage group 5, which was located near OPN14 accounted for $35.3\%$ variation for isoflavone content. Using both Map-Maker-QTL $(LOD{\geq}2.0)$ and single-factor analysis $(P{\leq}0.05)$, one marker, CTCGAG3 in linkage group 3 was associated with QTLs for isoflavone content. This information would then be used in identification of QTLs for isoflavone content with precision