• 한국작물학회:학술대회논문집
• /
• 한국작물학회 2022년도 추계학술대회
• /
• pp.20-20
• /
• 2022

A traditional wheat breeding program needs more than 12-13 years to develop a new cultivar. In recent years, 'Speed breeding (SB)' system, which uses extremely extended photoperiod (22 h), enabled up to 4-6 generations of spring wheat per year. However, since almost 70% of wheat cultivars are winter type, and over 95% of total cultivation area is for winter wheat in Korea, optimized vernalization treatment was essential for improving the SB system. Several vernalization temperatures and durations were tested with various genotypes, and the 4 weeks of 8-10 ℃ vernalization treatment was the most effective to develop 4 generations per year, for both spring and winter type wheat cultivars. This 'Speed vernalization (SV)' system followed by SB, allowed developing a new F₆ recombinant inbred lines (RILs) within 2 years. Among the 184 RILs, which derived from a cross between Jokoyung and Joongmo2008, two outstanding lines were selected for yield trial test, and then named Milyang52 and Milyang53. Compared to the traditional wheat breeding program, over 60% of the time was saved to develop these two lines. Marker-assisted selection and backcross were also combined with the SV system. YW3215-2B-1 (Jokoyung*3/Gamet), which has similar agronomic traits with Jokyoung and the same Glu-B1 allele with Garnet, was developed within 2.5 years. Thus, the SV system combined with molecular breeding technology would help breeders to make a new cultivar with less time and high efficiency.

• 한국작물학회:학술대회논문집
• /
• 한국작물학회 2022년도 추계학술대회
• /
• pp.195-195
• /
• 2022

Abiotic stress is a major problem in global agriculture as it negatively affects crop growth, yield, and quality. Wheat (Triticum aestivum) is the world's second-highest-producing food resource, so the importance of mitigating damage caused by abiotic stress has been emerging. In this study, we performed GWAS to search for SNPs associated with salt tolerance and drought tolerance. NaCl (200 mM) treatment was performed at the seedling stage using 613 wheat varieties in Korean wheat core collection. Root length, root surface area, root average diameter, and root volume were measured. Drought stress was applied at the seedling stage, and the above phenotypes were measured. GW AS was performed for each phenotype data using the MLM, MLMM, and FarmCPU models. The best salt-tolerant wheat varieties were 'MK2402', 'Gyeongnam Geochang-1985-3698', and 'Milyang 13', showing superior root growth. The significant SNP AX-94704125 (BA00756838) were identified in all models. The genes closely located to the significant SNP were searched within ± 250 kb of the corresponding SNP. A total of 11 genes were identified within the region. NB-ARC involved in the defense response, FKSI involved in cell wall biosynthesis, and putative BP Ml involved in abiotic stress responses were discovered in the 11 genes. The best drought-tolerant wheat varieties were 'PI 534284', 'Moro of Sind', and 'CM92354-33M-0Y-0M-6Y-0B-0BGD', showing superior root growth. This study discovered SNPs associated with salt tolerance in Korean wheat core collection through GWAS. GWAS of drought tolerance is now proceeding, and the GWAS results will be represented on a poster. The SNPs identified by GWAS can be useful for studying molecular mechanisms of salt tolerance and drought tolerance in wheat.

• 한국작물학회:학술대회논문집
• /
• 한국작물학회 2022년도 추계학술대회
• /
• pp.300-300
• /
• 2022

Wheat (Triticum spp.) is an important source of food worldwide and the focus of considerable efforts to identify new combinations of genetic diversity for crop improvement. In particular, wheat starch composition is a major target for changes that could benefit human health. Starches with increased levels of amylose are of interest because of the correlation between high amylose content and elevated levels of resistant starch, which has been shown to have beneficial effects on health for combating obesity and diabetes. In this study, high amylose wheat germplasms from other countries were collected and cultivated in Korea, and then the content of amylose was evaluated, we examined amylose content in 614 wheat germplasm. Furthermore, amylose content was validated using several milling processes such as roller, hammer, and grinding mill. As a result, the amylose content distribution was divided into five groups. The range of the amylose levels in whole wheat flour was 18.3% to 29.6%. In addition, the mutant lines were screened for high amylose, and two mutant lines (WX-1046 and WX-1074) exhibited a comparable amylose content to Keumkang whole wheat (19.6%). It has been established that high amylose indicated SS IIa null and necessitate GBSS. Based on these findings, it may be helpful to develop high amylose wheat germplasm and production techniques, particularly in Korea.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
• /
• 한국자원식물학회 2020년도 춘계학술대회
• /
• pp.48-48
• /
• 2020

Assessment of plant genetic resources is applicable when breeding improved plant caltivars. In Korea, early maturing wheat germplasm is anticipated for wheat-rice double-cropping. In this study, we assessed five agronomical traits including days of heading after sowing(HD), days of maturity after sowing(MD), culm length(CL), ear length(EL), and thousand grain weight(TW) of 500 wheat germplasms collected form 10 different countries (Mexico, the United States, Afghanistan, Ethiopia, India, Japan, China, Turkey, Pakistan and Portugal), and grown in Korea. Besides, the correlation between the agronomical traits was analyzed using XLSTAT softerware version 2019 (Addinsoft, NY, USA). The result showed wide-ranging maturity period. Among the entire population, 2 accessions (K256306/JPN/breeding line and K256328/JPN/breeding line) that matured early were identified. Furthermore, HD showed strong correlation with MD (r=0.684) and CL (r=0.610), and weak correlation with the rest two agronomical traits (EL and TW). Overall, the results of our study provides wide spectrum of prospects, and could be applicable to breed new wheat varieties with early maturity.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
• /
• 한국자원식물학회 2022년도 추계학술대회
• /
• pp.37-37
• /
• 2022

밀은 세계 3대 작물로 국내 1인당 소비량은 지속적으로 증가하고 있다. 하지만 국내 밀의 유전적 배경 확대와 기후변화 신속 대응을 위한 국내 밀 유전자 풀의 확장은 밀의 질적 향상을 위해 매우 중요한 목표이다. 국내 자생 갯그령(Leymus mollis)은 해안가에서 번식하는 영년생 식물로 뿌리줄기를 이용한 왕성한 번식력을 가지고 있다. 또한, 해안가의 뜨겁고 염에 대한 적응성과 저항성을 가지고 있다. 이러한 특성은 밀 유전자 풀의 확장에 매우 유용할 것이다. 국내 밀 재배지 한계 극복을 위한 간척지 재배가 가능한 내염성 강화 밀 자원 개발을 위하여 모본인 보통 밀(Triticum aestivum L., Chinese Spring)과 부본인 갯그령을 원연교배하였다. 갯그령과 보통 밀의 원연 교배를 통한 종자 형성은 매우 어려우나 불가능한 것은 아니며, 최종적으로 10개의 교배 종자를 얻어 F₁ 식물체로 생장하는 과정에서 5 식물체는 고사하였고, 나머지 5 식물체는 영년생 특성인 뿌리줄기에 의해 새로운 줄기가 출현하는 것을 확인하였다. 또한, 갯그령의 DNA를 이용한 genomic in situ hybridization 방법으로 F₁ 식물체에서 갯그령의 염색체가 밀의 유전적 배경에 이입된 것을 확인하였다. F₂ 식물체는 모본인 보통 밀보다 긴 수장과 간장을 나타내고 이삭 수는 많았지만, 출수기는 보통 밀보다 3주 이상 늦어지는 것을 확인하였다. 내염성 평가를 위하여 F₂ 종자를 2% 소금물에서 발아시켜 생육이 좋은 식물체를 선발하여 50 cm 투명 아크릴 원통에 이식하고 2% 소금물을 지속적으로 관개하였다. 내염성 강화 F₂ 식물체는 염에 감수성을 보인 식물체에 비하여 상대적으로 긴 이삭과 종자 형성을 보였으며, 감수성 식물체는 종자 형성이 이루어지지 않았다. 또한, 내염성 강화 F₂ 식물체는 감수성 식물체에 비하여 좋은 뿌리의 신장과 천근성을 보였다. 이러한 갯그령의 식물학적 특성이 이입된 계통은 기후변화 대응, 환경 적응성 강화, 및 근권 강화에 좋은 작물 소재로 이용할 수 있다고 생각한다.

• 한국작물학회지
• /
• 제58권2호
• /
• pp.169-176
• /
• 2013

본 연구는 질소 추비 시용수준을 달리한 비배관리가 수발아에 미치는 영향을 구명코자 금강밀과 조경밀을 공시하여 질소 추비 처리 수준별로 출수기, 생육, 종실특성 및 수발아 관련 형질을 비교하였다. 질수수준 증가에 따라 간장, 수장, 경수 및 영화수가 증가했으나, 임실율은 2010년에는 질소 50% 증비(108 kg N/ha)에서 가장 높은 수치를 나타냈고, 2011년에는 100% 증비(144 kg N/ha)에서 가장 높은 수치를 나타냈다. 밀 종실 특성 중 천립중, 리터중 및 수분함량은 질소수준에 따라 큰 차이를 보이지 않았으나, 종실 수량은 질소 수준이 증가함에 따라 계속 증가하여 50% 증비에서 가장 높게 나타났으며 그 이후부터는 감소하였다. 종실의 단백질 함량을 살펴보면 질소수준이 증가함에 따라 점차 증가는 경향을 보였으며 100% 증비에서 가장 높은 함량을 나타냈고, 금강이 조경보다 높은 단백질 함량을 보였다. 밀 종자의 수발아 관련 형질간 비교에서는 질수수준이 증가함에 따라 발아율, Germination index 및 ABA sensitivity가 점차 감소했는데, 이는 종자의 수발아율을 낮추는 결과를 가져왔다. 밀 종자의 Germination index는 금강의 경우 무비(추비)에서 가장 높게 나타났으며 그 이후에는 조경의 경우와 마찬가지로 질소 수준이 증가함에 따라 점차 감소하였다. 밀 종자의 수발아율은 조경의 경우 50% 감비에서 24.7%, 금강의 경우 무비(추비)에서 19.6%로 가장 높게 나타났으나, 질소 처리 수준이 증가함에 따라 수발아율은 점차 감소하였다. ABA sensitivity와 수발아율 간에는 정의 상관을 나타내어 ABA sensitivity를 간이 수발아 검정법으로 활용 가능할 것으로 보였다.

• 생명과학회지
• /
• 제25권10호
• /
• pp.1110-1114
• /
• 2015

본 연구에서는 각종 곡물(메밀, 귀리, 검은깨, 검은콩, 율피, 현미, 보리, 들깨, 밀) 및 다시마를 포함하는 Lactobacillus brevis AR1의 발효물 중에서 섬유아세포의 콜라겐 합성을 촉진하는 화장품 소재를 조사하였다. 그결과 메밀 및 다시마를 포함하는 Lb. brevis AR1의 발효물을 처리한 섬유아세포에서 효과적으로 콜라겐 합성이 증가하였다. 특히, 다시마 함유 Lb. brevis AR1의 발효물은 양성 대조구인 β-glucan 보다 높은 콜라겐 합성능을 나타내었다. Lb. brevis AR1은 메밀 또는 다시마와 함께 4% MSG를 첨가한 배지에서 72시간 배양한 후, 180 mM의 GABA를 생산하여 84.5%의 GABA 전환율을 나타내었다. 메밀 및 다시마를 포함하는 Lb. brevis AR1의 발효물은 생쥐 피부의 염증 반응을 감소시키는 효과를 가졌고 섬유아세포에서는 세포 독성을 나타내지 않았다. 이 결과들은 메밀 및 다시마를 포함하는 Lb. brevis AR1의 발효물이 피부 주름 개선과 항염증 효과를 가지는 기능성 화장품 소재로서 사용될 수 있다는 것을 나타낸다.

• 한국작물학회지
• /
• 제52권1호
• /
• pp.17-28
• /
• 2007

비닐피복을 이용, 보리, 밀 품종의 봄철 저온장해의 대규모 유도와 품종간 차이로 선발 가능성을 구명하고자 포장의 비닐 피복을 이용한 저온처리시험을 실시하였다. 저온에 대해 보리, 밀 모두 가장 민감한 생육시기는 수잉기였고 영화 분화기 > 화기발육기 순이었다. 같은 생육정도라도 맥종간 장해정도에 차이를 보였는데 보리, 밀 각각 고사이삭비율 28%, 59%, 고사개체비율 10%, 44%, 퇴화이삭비율 18%, 44%였다. 저온장해 저항성 품종은 없었으나 품종간 장해 정도는 차이를 보여 보리에서는 찰보리가, 밀에서는 그루밀, 조광밀 등이 안정적인 수량을 보였다. 저온스트레스는 수량구성요소중 주로 수수와 일수립수에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났으며 보리품종중 수원 259호와 강보리 수량이 수수와 밀접한 상관을 보였으나 일수립수와는 상관이 없었다. 밀은 대부분의 품종들이 세 시기 모두 수수와 밀접한 상관을 보였고 생육이 진전된 시기에는 일수립수와도 상관을 보였다. 저온장해에 대한 유전자형을 구분하기 위해 포장에서 비닐피복이라는 간단한 처리에 의해 저온저항성 품종이나 계통의 선발이 가능할 것으로 생각되나 시험기간의 $2{\sim}4$월의 저온내습일수와 온도하강 정도에 변이가 있어 최소 2년 정도의 검정기간이 필요하다.

• 한국자원식물학회지
• /
• 제8권1호
• /
• pp.47-54
• /
• 1995

맥각병은 맥류의 중요 병해로 이삭에 발생해서 종자형성을 저해하고, 이삭의 성숙정도에 따라서 종자보다 훨씬 큰 맥각을 형성하는병해이다. 따라서 마카로니밀의 trisomics을 이용하여 맥각병에 대한 라병정도와 염색체와의 관계를 구명하기 위하여, 출수 2~3일전의 이삭에 접종하였다. 1)개화직전의 소화에 맥각병의 분생포자액을 주입접한한 결과, 각 계통별로 90.0%~100.0%의 감염률을 나타냈고, 11.6%(Tri-6A)~83.4%(Tri-4A)의 균핵(맥각) 형성률을 보여, 완전한 면역성계통은 존재하지 않았다. 2)개화중인 소화에 분\ulcorner접종한 결과, 0%(Tri-6A)~83.4%(Tri-3A)의 맥각형성률를 나타내어, 주사접종에 비해 저하하는 현상을 보였다. 3)맥가의 성장상에 관해서 조사하였더니, 6A 염색체가 여분으로 존재하는 trisomics에서는 영외까지 성장한 맥각은 전혀 인정되지 않았다. 따라서 6A 염색체상에는 맥각에 생장을 억제하는 유전자가 존재하는것으로 추정되었다. 따라서 이 계통은 맥각병에 대한 내병성 밀육종에 도움이 될 것이다. 4) 2A, 4A 및 7B 염색체를 여분으로 갖고 있는 trisomics에서는 비교적 큰 맥각을 형성하여 2A, 4A 및 7B염색체상에는 맥각의 생장촉진 조절유전자가 위치하고 있는 것으로 추정되었다. 따라서 이것으리 3계통은 약용맥각생산용의 밀육종에 기초적 역할을 다할 것이다. 5) 이와같이 맥각병의 리병정도에 관흥하는 유전자가 염색체상에 존재하고 있는 것이 확실하게 밝혀졌다. 그러나 맥각병은 감염해서부터 발병할 때까지는 많은 일수를 필요로 하는 특미를 가지고 있으므로, 맥각병에 대한 본질적인 저항성 및 리병성 유전자라기 보다도 식물생육과정에서 병원균의 발병(발육)을 조절하는 생리적작용에 관계하고 있는 유전자의 역할이라고 은료되었다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
• /
• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
• /
• pp.351-351
• /
• 2017

Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are particular soil fungi that benefit many crops and require a symbiosis with plant roots to survive. In our previous study, there was a positive correlation between AMF root colonization and soybean grain yield in a four-year consecutive winter cover crop-soybean rotational system without phosphorus fertilizer. It is suggested that higher AMF root colonization can be a better solution for improving soybean growth and grain yield in P-limited soil. Our purpose in this study was to test the hypothesis that a P application is the main factor improving soybean growth, P nutrition and grain yield, and the benefit from AMF to soybean P uptake and growth in a P-limited soil. Impact of a P application on AMF root colonization and communities in soybean roots and their potential contribution to soybean growth and P nutrition under a five-year P-unfertilized crop rotational system were investigated over two-years. In this study, four cover crop treatments included 1) wheat (Triticum aestivum); 2) red clover (Trifolium pratense); 3) rapeseed (Brassica napus); and 4) fallow in the crop rotation. The amount of triple superphosphate as a P fertilizer applied rate after cultivation of cover crops was 120 and $360k\;ha^{-1}$ in 2014 and 2015, respectively. Soybean roots were sampled at full-flowering and analyzed for AMF communities using polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis (PCR-DGGE) and quantitative real-time PCR (qPCR) techniques. The AMF root colonization in the soybean roots at full bloom stage was significantly influenced by cover crop and P application throughout the two-year rotation. The two-year rotation of different cover crops or fallow impacted the molecular diversity of AMF communities colonizing roots of soybean. Redundancy analysis (RDA) indicated that AMF communities colonizing roots of soybean were significantly different among cover crop rotations. The AMF communities colonizing roots of soybean were clearly influenced by a P application in the two-year trial. Moreover, a P application may have positively impacts on the AMF communities under P-deficit soil due to the continuous cover crop-soybean rotational system without a P fertilizer.