• Journal of Plant Biotechnology
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• 제38권1호
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• pp.62-68
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• 2011

원예작물의 생육을 저하시키는 각종 병충해로 인한 과도한 농약과 화학비료의 사용은 환경오염뿐만 아니라 작물의 생산량에도 큰 영향을 미치고 있다. 식물생명공학기술을 이용하여 농약이나 화학비료 사용량을 획기적으로 줄일 수 있는 식물체의 개발, 즉 형질전환을 이용한 분자 육종기술은 병충해 내성 농작물을 개발하여 과도한 화학비료의 사용에 따르는 여러가지 문제점들을 극복할 수 있는 대안으로 대두되고 있다. 본 연구에서는 모델식물인 애기장대에서 분리한 식물생체방어 신호전달에 관련된 AtCBP63 유전자를 감자에 과발현시켰고, 이러한 형질 전환 감자에서 병저항성에 관여하는 유전자인 PR-2, PR-3, PR-5 유전자들의 발현이 증가되어 지속적으로 식물 방어 기작이 활성화되어 있음을 확인하였다. 또한, 감자에서 무름병 (soft rot disease)을 일으켜 막대한 피해를 유발하는 병원성 세균인 Erwinia carotovora subsp. Carotovora (Ecc)를 이용하여 AtCBP63 유전자를 과발현한 감자에 감염시켰을 때, 병 저항성이 증가한다는 사실을 검증하였다. 앞으로, 다양한 곰팡이 균에 대응하여 AtCBP63 유전자를 과발현한 감자에 저항성을 검증하고자 한다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제38권1호
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• pp.49-53
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• 2011

본 실험은 해발 800 m의 대관령에서 가을감자 기본종 생산을 위한 분무경 재배시 적품종을 선발하기 위해 수행하였다. 분무경 재배방법은 3분에 20초씩 양액을 분사하였고, 두께 30 mm스티로폼 위에 직경 20 mm구멍을 뚫고 9월5일 정식하여, 11월 12일에 수확하였다. 시험품종은 '대서', '대지', '하령', '홍영', '자영', '조풍', '조원', '남서', '서홍', '수미' 등 10품종을 공시하여 생육 및 수량을 비교하였다. 생육초기의 경장은 '하령', '자영', '서홍' 등 3품종이 대조구인 수미보다 좋았으나, 생육후기에는 큰 차이를 보이지 않았다. 또한 생육초기의 뿌리 생육은 '수미'가 좋았으나, 생육 후기로 갈수록 '자영', '서홍', '자영' 등 3품종이 크게 증가하였다. 복지생체중은 36 ~ 48.6 g 범위였으며, '서홍'>'수미'>'자영'>'홍영' 순으로 무거웠다. 특히, 괴경수는 '조원'품종이 22.4개/주로 '수미' 품종의 11.3개에 비해 2배 이상 많았다. 따라서 가을감자 기본종 생산을 위한 분무경 재배시 적품종은 '서홍', '자영', '홍영', '조원' 등 4품종이었다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제38권1호
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• pp.42-48
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• 2011

고등식물의 엽록체 유전공학은 핵 형질전환과 비교해 볼때 여러 가지 독특한 장점을 가진다. 높은 transgene 발현율, 상동 재조합에 의한 site-specific transgene의 삽입으로 인해 유전자의 position effect가 없으며, 단일 형질전환으로 동시에 여러 유전자의 도입이 가능하고 모계 유전으로 인해 화분 방출 위험을 감소시킬 수 있다. 담배 specific한 pCtVG (trnI-Prrn-aadA-mgfp-TpsbA-trnA) 벡터를 이용하여 안정적인 감자 엽록체 형질전환 시스템을 개발하였다. 감자 엽록체 게놈으로 외래유전자의 삽입과 homoplasmic level은 PCR과 Southern blot 분석으로 확인하였다. Northern과 immunoblot 분석 및 GFP fluorescence imaging을 통하여 엽록체 형질전환체의 잎에서 GFP 유전자가 강하게 발현, 축적됨을 알 수 있었다. 본 연구에서 확립된 감자 엽록체 형질전환 시스템을 이용하여 유용 유전자를 도입함으로써 농업적 형질을 개선하거나 고부가가치 단백질을 대량 생산하는 감자를 보다 효율적으로 개발할 수 있을 것이다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제39권4호
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• pp.300-304
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• 2012

수확 후 저장하면서 감자에 함유된 아스파라진 함량의 변화를 연구하기 위하여 수확 후, 저장 중, 감자싹의 아스파라진 함량을 분석하였다. 수확 후 감자 품종별 아스파라진 함량은 수미 가황 대서 고운 품종의 순으로 높았다. 감자 품종에 함유된 아스파라진 함량은 건물중 기준 평균 1300 mg/100g이었다. 저장 조건에 따른 아스파라진 변화를 분석하고 괴경과 싹을 구분하여 아스파라진 함량을 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 아스파라진의 함량은 $4^{\circ}C$에 저장할 경우에는 저장기간에 관계없이 큰 변화가 없는 경향이었지만, $10^{\circ}C$에서는 3개월간 저장하였을 때 9.7% 증가하여 저장온도가 높고 저장기간이 길어질수록 아스파라진의 함량은 증가하는 경향을 보였다. 감자싹의 위치별 아스파라진의 함량은 괴경과 맞닿은 아래부분의 싹이 상부의 싹에 비하여 21% 높았다. 휴면이 타파되고 맹아가 출현하여 싹이 발달하는 과정에서 아스파라진의 함량은 증가하는 것으로 생각된다.

• 한국잡초학회지
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• 제31권3호
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• pp.240-249
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• 2011

식물 유래 naphthoquinone계 juglone의 신규 제초제 작용점 KAPAS에 대한 in vitro 및 in vivo에서의 활성 평가를 통해 천연물 유래 제초제로서의 가능을 검토하였다. Juglone은 농도의존적인 반응으로 KAPAS를 효과적으로 저해하였으며, 50% 저해농도는 $9.5{\mu}M$이었다. 바랭이(Digitaria sanquinalis)에 대한 경엽처리에서 juglone 125, 250, 500 및 $1000{\mu}g\;mL^{-1}$ 농도에서의 활성정도는 각각 70, 95, 100 및 100%이었다. 또한, 8종의 화본과 및 광엽잡초에 대한 juglone 2,000 및 $1000{\mu}g\;mL^{-1}$ 농도에서의 살초력은 완전하였으며(100%), $500{\mu}g\;mL^{-1}$에서도 90~100%이었다. Juglone을 처리했을 때 나타나는 주요 증상은 고사(desiccation) 또는화염상(burndown)이었다. Juglone 처리에 의한 전해물질 누출은 광조건에 관계없이 농도의존적으로 일어났으나, 엽록소 함량 감소 정도는 광조건에서도 경미한 수준이었으며, 암 조건에서는 전혀 일어나지 않았다. Juglone에 의해 억제되었던 애기장대 종자의 발아율은 biotin 공급에 의해 뚜렷하게 회복되었다. 이상의 실험에 결과에 의하면 천연 naphthoquinone계 juglone은 신규 제초제 작용점 KAPAS를 효과적으로 저해하는 친환경적인 천연물 유래 제초제로서의 가능성을 확인하였다.

• Weed & Turfgrass Science
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• 제6권2호
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• pp.117-123
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• 2017

본 연구에서 국내의 농경지 내 생태계교란식물의 분포를 알아보고자 한다. 생태계교란식물 9종의 지역적 분포를 알아보기 위해 분포지도를 작성하였다. 단풍잎돼지풀과 돼지풀은 전국적인 분포를 보였으나 단풍잎돼지풀은 경기북부에 집중적으로 발생하고 있었고, 돼지풀은 경우에는 강원 및 전라 지역을 제외한 전국에 고르게 분포하고 있었다. 미국쑥부쟁이는 경기도 및 강원도 지역에 집중적으로 분포하고 있었으며, 가시상추의 경우 서북-동남 방향으로 분포하고 있었다. 서양금혼초는 제주도에 집중적으로 발생하고 있었고, 도깨비가지는 주로 경기 동부 지역에 분포하고 있었다. 애기수영과 가시박의 경우 전국에 산발적으로 발생하고 있었으나 경기도 지역에 상대적으로 많은 비율로 발생하고 있었으며, 서양등골나물은 경기도 연천군의 과수원 및 밭작물 재배지에만 발생하는 것으로 나타났다. 농경지 내 생태계교란식물의 분포는 비농경지와 거의 같은 경향을 보였으며, 이는 농경지의 생태적 지위가 비농경지와 다르지 않음을 의미한다. 따라서 작물의 수량 및 품질을 떨어뜨리기 때문에 잡초를 관리해야한다는 인식에서 더 나아가 주변 생태계에 부정적인 영향을 줄 수 있기 때문에 제거해야 한다는 인식의 전환이 필요하다. 또한, 각 생태계 교란식물의 효율적인 방제를 위해 제초제 약효/약해 연구나 발아생리 연구와 같은 다양한 연구가 필요한 실정이다.

• 원예과학기술지
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• 제32권6호
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• pp.771-780
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• 2014

본 연구는 솔비톨과 살리실산의 토마토 과시의 품질과 기능성 물질에 미치는 효과를 알아보기 위해 수행되었다. 0.5mM과 1.0mM의 솔비톨과 살리실산 단독 및 혼합처리는 무처리보다 토마토 과실의 적색도, 당 함량, 경도 및 무게와 리코펜, 안토시아닌류 및 비타민류와 같은 기능성 물질의 함량을 증가시켰다. 토마토 식물체에 살리실산 단독 및 솔비톨과 살리실산 혼합처리는 시아니딘 함량을 약 52-61% 정도, 그리고 델피니딘 함량이 20-24%, 39-41% 가량 증가되었다. 뿐만 아니라 비타민 $B_1$과 C의 함량도 증가시켰다. 특히 비타민 C는 솔비톨 단독처리에서 무처리보다 약 1.2배, 살리실산 단독처리에서는 2배 가량 증가되었다. 솔비톨과 살리실산 혼합처리에서는 무처리보다 약 4배 가량 비타민C 함량이 증가되었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제20권2호
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• pp.166-174
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• 2018

감자는 전 세계적으로 생산량이 쌀, 벼, 옥수수 다음으로 널리 재배되고 있는 식량 작물이며 생육 중에 수분스트레스를 받을 경우 수량에 크게 영향을 받는다. 기후변화에 의한 감자수량의 변화를 정확하게 예측하는 것은 식량안보를 위해 매우 중요하다. 기후변화 등에 의한 환경에 따른 작물생산량 예측을 위해 전세계적으로 많은 연구자들이 작물모형프로그램을 이용해서 다양한 작물에 대해 연구를 수행하고 있다. 미국에서 개발된 DSSAT 프로그램도 그 중 하나로 다양한 작물에 대한 여러 모델들을 하나의 프로그램으로 통합한 일종의 패키지이며 27종의 작물에 대해 연구할 수 있다. 이 연구에서는 RCP 8.5 기후조건에서 2050년대와 2090년대의 국내 5개 지역의 감자 생산량을 모의하였다. 국내에서 가장 흔하게 재배되고 있는 감자품종인 수미에 대한 품종모수가 DSSAT프로그램에 내재되어 있지 않기 때문에 2016-2017년 실제 생육조사를 통해 얻은 자료로 하부모듈인 GenClac 프로그램에서 수미품종의 품종모수를 추측하였으며, 총 5개 지역 39개의 지역적응시험 성적자료를 이용하여 추측된 품종모수를 검증하였다. 검증된 품종모수로 RCP 8.5기후 시나리오조건에서 수미품종의 생산량예측을 수행한 결과 2010년대와 비교하여 2050년대에는 5개 지역 총 생산량이 26% 증가한 반면 2090년대에는 17% 감소하였다. 그러므로 기후변화에 대비하여 안정적인 감자 생산을 위해서는 고온에서의 재배와 관수와 관련된 연구가 중요할 것으로 생각된다.

• The Plant Pathology Journal
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• 제19권1호
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• pp.13-18
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• 2003

From 1996 to 1999, potato-growing areas in Korea were surveyed for identification and distribution of potato scab pathogens. Potato scab was widely distributed in the mass cultivation areas, especially in Jriu island, southern areas of Chonnam and Gyounggi provinces, and the alpine area of Gangwon province. Jeju island was the most affected area by this disease. A total of 55 Streptomyces strains were isolated from potato scab lesions, among which 40 strains were pathogenic on progeny tubers. Among the pathogenic strain, 21 strains were identified as previously described S. scabies, 7 Strains as S. turgidiscabies, and 5 Strains as S. acidiscabies, while 7 strains were observed as having distinct phenotypic properties. These strains were classified into six distinct clusters based on phenotypic characteristics and selected representative strains for each cluster. S. scabies (S33) had grey spores in a spiral chain. Mean-while, S. turgidiscabies (S27) had grey spores, S. acidiscabies (S71) had white spores, S. luridiscabiei (S63) had yellow-white spores, S. puniciscabiei (S77) had purple-red spores, and S. niveiscabiei (S78) had thin and compact white spores, all in a rectiflexuous chain. Pathogenicity was determined by the production of thaxtomin A and homologs of necl and ORFtnp genes. In TLC, representative strains S27, S71, S63, S77, and S78 produced a yellow band that co-migrated with the authentic thaxtomin A. However, thaxtomin A was not detected in chloroform extracts from oatmeal broth culture and Slice tuber tissue of S. luridiscabiei (S63) and S. puniciscabiei (S77) by HPLC analysis. In addition, no homologs of necl and ORFtnp genes in S. acidiscabies (S71), S. luridiscabiei (S63), S. puniciscabiei (S77), and S. niveiscabiei (S78) were detected by PCR and Southern hybridization analysis.

• 한국토양비료학회지
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• 제41권3호
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• pp.164-169
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• 2008

토양에 과잉으로 집적된 염류에 대한 작물의 양분과잉 흡수 피해 기작을 밝히고 그 피해를 경감할 수 있는 기술을 개발하고자 토마토 유묘에 염 스트레스를 유발하고 이때 식물체 생장반응 비교와 잎 중 질소와 당의 변화를 구명하고자 본 시험을 수행한 결과는 다음과 같다. 가. 염 스트레스에 의한 식물체의 생장특성은 생체중과 건물중의 감소와 엽면적이 작고, 지상부와 지하부의 건물중 비가 낮아져 지상부의 생장 저해가 뿌리보다 큰 것으로 보인다. 나. 염 스트레스를 받은 토마토 잎은 잎의 기공이 닫혀 있어 광합성능이 감소하였다. 다. EC $6dS\;m^{-1}$ 정도의 염 농도에서는 어린 토마토 잎 중 수용성당과 전분함량이 현저하게 감소하였다. 라. 염 스트레스를 받으면 토마토 잎 중 총 질소함량이 크게 낮아졌으며, $NO_3^-$ 농도는 낮아지는 반면 $NH_4^+$ 농도는 높아졌다.