Photoautotrophic micropropagation systems do not include sugar in the culture media. This characteristic provides advantages to scale up the micropropagation systems comparing photomixotrophic micropropagation systems. A closed, large-scale photoautotrophic micro-propagation for transplant production system has been developed at Chiba University, Japan. New concepts and technologies were adapted to produce high quality transplants at minimum usage of resources, and as scheduled. Newly developed software for production management was used to enhance the efficiency of the transplant production system. Currently, virus-free transplants of sweetpotato (Ipomoea batatas (L.) Lam.) are vegetatively propagated and produced under sterilized conditions in this system. This system can also be used for production of transplants of any other species including horticultural and woody plants with a minimum of modification.
An efficient plant regeneration system of major cultivars of sweetpotato (Ipomoea batatas (L.) Lam.) in Korea via somatic embryogenesis was established. Embryogenic calli were formed from shoot apical meristems of sweetpotato cultivars when cultured on LS medium supplemented with 1 mg/L auxin (2,4-D, picloram, dicamba). Among three kinds of auxin, 1 mg/L 2,4-D showed the highest embryogenic calli induction rate. After 4 weeks of cultures on LS medium supplemented with 1 mg/L 2,4-D, embryogenic calli induction rates of Sinhwangmi, Zami, Yulmi, and White Star were 86%, 78%, 76%, and 80%, respectively. Upon transfer onto LS basal medium, most of somatic embryos developed into plantlets. Regenerated plantlets were transplanted to potting soil and grown to mature plants in a greenhouse.
Kim, Yun-Hee;Park, Sung-Chul;Yang, Kyoung-Sil;Zhou, Zhilin;Zhao, Donglan;Ma, Daifu;Jeong, Jae-Cheol;Lee, Haeng-Soon;Kwak, Sang-Soo
Journal of Plant Biotechnology
/
v.36
no.3
/
pp.219-223
/
2009
Oxidative stress derived from excess reactive oxygen species (ROS) is a major damaging factor for plants exposed to environmental stresses. Sweetpotato [Ipomoea batatas (L.) Lam] has a relatively broad adaptability to harsh environmental conditions compared to other staple crops. In this study, to select stress-tolerant sweetpotato cultivars for sources of molecular breeding on marginal lands, we evaluated the ion leakage values in 10 different cultivars after treatment of methyl viologen (MV), an ROS-generating nonselective herbicide, to leaf discs. DPPH radical scavenging activity and the contents of total phenolics were also investigated. The ion leakage of each cultivar showed a diverse value, which is well correlated with DPPH radical scavenging activity of each cultivar. DPPH radical scavenging activity also showed a high corelation with the contents of total phenolic contents. Three cultivars of Yanshu 8, Shinhwangmi and Shinzami showed high antioxidant activity. Our results suggest that a simple and efficient DPPH radical scavenging activity would be a suitable method to select potential cultivars with enhanced tolerance to multiple environmental stress.
Kim, Myoung-Duck;Ahn, Young-Ock;Kim, Yun-Hee;Kim, Cha-Young;Lee, Jeung-Joo;Jeong, Jae-Cheol;Lee, Haeng-Soon;Mok, Il-Gin;Kwak, Sang-Soo
Journal of Plant Biotechnology
/
v.36
no.3
/
pp.197-201
/
2009
The food self-support rate on the basis of cereals in Korea is approximately 27%, which will threaten the national food security. The dramatic increase in population accompanied by rapid industrialization in developing countries has caused imbalances in the supply of food and energy. To cope with these global crises over food and energy supplies as well as environmental problems, it is urgently required to develop new environmentally friendly industrial crop varieties to be grown on marginal lands including desertification areas for sustainable development. Sweetpotato (Ipomoea batatas (L.) Lam.) ranks seventh in annual production among food crops in the world. Its wide adaptability on marginal lands and rich nutritional content provide a high potential for preventing malnutrition and enhancing food security in the developing countries. In addition, sweetpotato can be developed as a bioreactor to produce valuable industrial materials including bio-ethanol, functional feed and antioxidants by molecular breeding. In this respect, we focus on the molecular breeding of sweetpotato with multi-function on marginal lands. The strategies for development of environmentally friendly industrial sweetpotato will be introduced and discussed.
Starch serves not only as an energy source for plants, animals, and humans but also as an environmentally friendly alternative for fossil fuels. Progress in understanding of starch biosynthesis, and the isolation of many genes involved in this process have enabled the genetic modification of crops in a rational manner to produce novel starches with improved functionality. Starch is composed of two glucose polymers, amylose and amylopectin. The amylose and amylopectin ratio in starch affects its physical and physicochemical properties. Alteration in starch structure can be achieved by modifying genes encoding the enzymes responsible for starch biosynthesis and starch hydrolysis. Here, we describe recent findings concerning the starch modification in sweetpotato. Sweetpotato [Ipomoea batatas (L.) Lam] ranks seventh in annual production among food crops in the world as an important starch source. To develop transgenic sweetpotato plants with modifying starch composition, we constructed transformation vectors overexpressing granule bound starch synthase I and inhibiting amylopectin synthesis genes such as starch branching enzyme and isoamylase under the control of 35S promoter, respectively. Transformation of sweetpotato (cv. Yulmi) is in progress.
Sweetpotato [Ipomoea batatas (L.) Lam] leaves are excellent source of low molecular weight antioxidants such as polyphenols, anthocyanins and carotenoids compared to other leafy vegetables. Endogenous antioxidants in sweetpotato help our bodies to prevent ageing, heart diseases and cancer. In this study, to develop the proper cultivars for the functional feed materials, we investigated the contents of anthocyanin, $\beta$-carotene, and polyphenols as well as DPPH radical scavenging activity in leaves of 14 different cultivars at the time of the harvest. They showed a diverse antioxidation activity. In DPPH radical scavenging activity, cultivars of Nanjing 9, Yulmi and Shinzami showed higher activity, whereas cv. Huiza 6 showed the lowest. Cultivars of Shinzami and Shinhwangmi had the highest anthocyanin (3.5 mg/g fr wt) and polyphenol (15.8 mg/g fr wt) content, respectively. Interestingly, there was a high correlation between cultivars with colorful pigments in storage roots and antioxidants activity in leaves. These results suggest that sweetpotato leaves with high antioxidant activity at harvest would be suitable for functional feed materials.
Sin Young Park;Ju Hyun Im;Eun Byul Go;Kil Ja Kim;Jae Min Park;Dong Kwan Kim
KOREAN JOURNAL OF CROP SCIENCE
/
v.69
no.2
/
pp.123-132
/
2024
In this study, two types of biodegradable film prototypes were produced using plastic resin containing rice powder. The application of these biodegradable films in sweetpotato (Ipomoea batatas L. Lam) fields and their impacts of plant growth, yield, and the soil environment were assessed, in comparison with Polyethylene (PE) film. The light transmittance of the biodegradable film containing 30% of 350 mesh rice powder (BF30-350RP) was 0.8%, which was lower than the 2.0% light transmittance of the biodegradable film containing 40% of 500 mesh rice powder (BF40-500RP) and 2.7% light transmittance of PE film. Surface temperature measurements on clear day indicated that the PE film exhibited the lowest temperature, with the minimal difference observed between BF40-500RP and BF30-350RP. Assessment of the damage ratio resulting from agricultural work revealed a ranking of 0.4% for the PE film, 3.3% for BF500-400RP, and 5.3% for BF350-30RP. Visible decomposition of BF40-500RP and BF30-350RP commenced after 40 and 30 days of outdoor exposure, reaching 62.3% and 70.4% decomposition at 90 days post-exposure, respectively. The decomposition of biodegradable films applied to sweetpotato fields progressed more slowly in BF40-500RP than in BF30-350RP. The BF40-500RP film on the surface of the ridges was decomposed by 5%, 30%, 55%, and 90% after 30, 60, 90, and 120 days after planting sweetpotato cuttings, respectively. Both types of biodegradable films at the ridge and furrow borders were completely decomposed after 75 days of sweetpotato planting. In a field where the surface was sealed by mulching without growing sweetpotatoes, the soil moisture and its deviation were lower in the order of PE film, BF40-500RP, and BF30-350RP, but the differences were not significant. The soil temperature was higher for PE film mulching than for the biodegradable films containing rice powder, but the differences were small. Two months after sweetpotato planting, the daily average soil moisture decreased by 2.5%point for BF30-350RP mulching, 1.5%point for BF40-500RP mulching, and 1.1%point for PE film mulching over seven days. Soil temperature was similar for both biodegradable film mulches, but increased steadily for the PE film mulch, reaching a daily average of 0.1℃ higher than for the biodegradable films. Sweetpotato vine growth and tuber yield were similar for all the mulching films tested.
We investigated out the effect of cultivation region on the physicochemical characteristics of starch in six sweetpotato cultivars. The following sweetpotato cultivars were analyzed: Daeyumi, Shingeonmi, Jinhongmi, Shinyulmi, Yulmi, and Yeonhwangmi. Samples were cultivated in Muan, Iksan, Nonsan, Boryeong and Hamyang. The soil texture was found to be sandy loam in Muan, Iksan, and Boryeong, sandy clay loam in Nonsan, and loam in Hamyang. The starch content of the sweetpotato was higher in Muan than in Hamyang. The amylose content was 22.3-30.9%, and the highest amylose content was found in samples from Iksan. Rapid viscosity analysis showed that the samples from Hamyang had the lowest values of pasting temperature, while samples of the Daeyumi cultivar had the highest values. Thermal analysis with a differential scanning calorimeter showed that the Muan samples had the highest values of onset temperature, maximum peak temperature, and completion temperature, and the samples from Hamyang had the lowest values. There was no difference between the cultivation regions or the cultivar in the X-ray pattern of the starch or its appearance in scanning electron micrographs. Therefore, the results of this study confirm that cultivation region and cultivar play an important role in determining the quality of sweetpotato and the physicochemical characteristics of sweetpotato starch.
Kim, Ho Soo;Lee, Chan-Ju;Kim, So-Eun;Ji, Chang Yoon;Kim, Sung-Tai;Kim, Jin-Seog;Kim, Sangyong;Kwak, Sang-Soo
Journal of Plant Biotechnology
/
v.45
no.3
/
pp.190-195
/
2018
Sweetpotato [Ipomoea batatas (L.) Lam] represents an attractive starch crop that can be used to facilitate solving global food and environmental problems in the $21^{st}$ century. It can be used as industrial bioreactors to produce various high value-added materials, including bio-ethanol, functional feed, antioxidants, as well as food resources. The non-profit Center for Science in the Public Interest (CSPI) announced sweetpotato as one of the ten 'super foods' for better health, since it contains high levels of low molecular weight antioxidants such as vitamin-C, vitamin-E and carotenoids, as well as dietary fiber and potassium. The United States Department of Agriculture (USDA) also reported that sweetpotato is the best bioenergy crop among starch crops on marginal lands, that does not affect food security. The Food and Agriculture Organization (FAO) estimated that world population in 2050 will be 9.7 billion, and require approximately 1.7 times more food than today. In this respect, sweetpotato will be a solution to solving problems such as food, energy, health, and environment facing the globe in the $21^{st}$ century. In this paper, the current status of resources, and cultivation of sweetpotato in the world was first described. Development of a new northern route of the sweetpotato and its prior tasks of large scale cultivation of sweetpotato, were also described in terms of global food security, and production of high-value added biomaterials.
Kim, Ho Soo;Yoon, Ung-Han;Lee, Chan-Ju;Kim, So-Eun;Ji, Chang Yoon;Kwak, Sang-Soo
Journal of Plant Biotechnology
/
v.45
no.3
/
pp.196-206
/
2018
Dramatic increase in global population accompanied by rapid industrialization in developing countries has led to serious environmental, food, energy, and health problems. The Food and Agriculture Organization of the United Nations has estimated world population will increase to 9.7 billion by 2050 and require approximately 1.7 times more food, and more than 3.5 times energy than that of today. Particularly, sweetpotato is easy to cultivate in unfavorable conditions such as heat, drought, high salt, and marginal lands. In this respect, sweetpotato is an industrially valuable starch crop. To replace crops associated with these food and energy problems, it is necessary to develop new crops with improved nutrients and productivity, that can be grown on marginal lands, including desertification areas using plant biotechnology. For this purpose, exploring useful genes and developing genetically modified crops are essential strategies. Currently, sweetpotato [Ipomoea batatas (L.) Lam.] have been re-evaluated as the best health food and industrial crop that produces starch and low molecular weight antioxidants, such as vitamin A, vitamin E, anthocyanins and carotenoids. This review will focus on the current status of research on sweetpotato biotechnology on omics including genome sequencing, transcriptome, proteomics and molecular breeding. In addition, prospects on molecular breeding of sweetpotato on marginal lands for sustainable development were described.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.