• Molecules and Cells
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• 제23권3호
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• pp.323-330
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• 2007

The mature wheat embryo is arguably one of the best explants for genetic transformation because of its unlimited availability and lack of growth season restriction. However, an efficient regeneration system using mature wheat embryos (Triticum aestivum L.) is still not available. To identify genes related to the tissue culture response (TCR) of wheat, QTLs for callus induction from mature embryos and callus regeneration were mapped using an RIL population derived from the cross of 'Wangshuibai' with 'Nanda2419', which has a good TCR. By whole genome scanning we identified five, four and four chromosome regions conditioning, respectively, percent embryos forming a callus (PEFC), percent calli regenerating plantlets (PCRP), and number of plantlets per regenerating callus (NPRC). The major QTLs QPefc.nau-2A and QPcrp.nau-2A were mapped to the long arm of chromosome 2A, explaining up to 22.8% and 17.6% of the respective phenotypic variance. Moreover, two major QTLs for NPRC were detected on chromosomes 2D and 5D; these together explained 51.6% of the phenotypic variance. We found that chromosomes 2A, 2D, 5A, 5B and 5D were associated via different intervals with at least two of the three TCR indexes used. Based on this study and other reports, the TCRs of different explant types of wheat may be under the control of shared or tightly linked genes, while different genes or gene combinations may govern the stages from callus induction to plantlet regeneration. The importance of group 2 and 5 chromosomes in controlling the TCRs of Triticeae crops and the likely conservation of the corresponding genes in cereals are discussed.

• The Plant Pathology Journal
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• 제35권1호
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• pp.11-18
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• 2019

Gaeumannomyces graminis var. tritici is a soil borne pathogenic fungus associated with wheat roots. The accurate quantification of gene expression during the process of infection might be helpful to understand the pathogenic molecular mechanism. However, this method requires suitable reference genes for transcript normalization. In this study, nine candidate reference genes were chosen, and the specificity of the primers were investigated by melting curves of PCR products. The expression stability of these nine candidates was determined with three programs-geNorm, Norm Finder, and Best Keeper. $TUB{\beta}$ was identified as the most stable reference gene. Furthermore, the exopolygalacturonase gene (ExoPG) was selected to verify the reliability of $TUB{\beta}$ expression. The expression profile of ExoPG assessed using $TUB{\beta}$ agreed with the results of digital gene expression analysis by RNA-Seq. This study is the first systematic exploration of the optimal reference genes in the infection process of Gaeumannomyces graminis var. tritici.

• 한국작물학회지
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• 제66권4호
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• pp.318-325
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• 2021

이 연구에서는 인공 염색체 절단의 유발원인 제부라린을 두 종류의 Leymus 염색체가 첨가된 이중 일가 외래 염색체 첨가 밀 계통의 생식세포 분열기에 처리함으로써 인공 염색체 절단이 상동성이 결여된 외래 염색체 사이의 염색체 조합에 미치는 영향을 확인하고자 수행하였다. 밀의 유전적 배경에서 두 외래 염색체의 행동은 genomic in situ hybridization을 이용하여 확인하였다. 결과적으로 생식세포분열 전기 초반에 인공 염색체 절단은 두 외래 염색체의 핵형 차이인 말단의 이질염색질을 제외한 전장에서 발생하였으며, 그로 인하여 염색체 융합이 이루어져 이가 외래 염색체의 형태가 형성되는 것을 확인하였다. 이처럼 제부라린 처리에 의한 인공 염색체 절단이 체세포분열(mitosis) 염색체뿐만 아니라 생식세포분열 염색체에 염색체 접합과 유사한 현상을 유발시키는 것을 확인하였으며, 이를 통하여 상동성을 엄격하게 조절하는 Ph1 유전자를 가지고 있는 밀의 유전적 배경에서 동조 또는 비상동 관계에 있는 염색체 사이에서 염색체 결합이 이룰 수 있는 것을 확인하였다. 반면, 인공 염색체 절단은 두 외래 염색체의 소실과 일반적인 이가 염색체의 형태가 아닌 비정상적인 형태의 외래 이가 염색체도 유발하는 것을 확인하였다. 이러한 현상은 보통 형태와 유사한 이가 외래 염색체가 형성되었음에도 불구하고 생식세포 분열의 사분자의 포자에 자매염색분체의 분포 비율에 부정적인 영향을 미침으로써 염색체 조합의 빈도를 나타내는 상동성 지수에 유의미한 차이를 나타내지 못했다. 따라서 인공 염색체 절단에 의한 염색체 결합의 빈도와 발생부위에 대한 조절을 작물학적 관점에서 이용하려면 앞으로 지속적인 염색체 연구를 바탕으로 좀 더 구체적이고 세밀한 제부라린의 투여량, 처리시간 및 처리방법에 대한 연구가 필요할 것으로 생각한다.

• 한국자원식물학회지
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• 제35권5호
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• pp.659-666
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• 2022

이 연구에서는 밀 첨가 계통의 생식세포분열시, 호밀 B 염색체가 염색체 접합에 미치는 영향을 관찰하였다. 밀 첨가 계통은 동조관계에 있는 Leymus mollis와 L. racemosus 염색체를 각각 하나씩 가지고 있다. 밀의 유전적 배경에서 두 Leymus염색체의 이동은 genomic in situ hybridization에 의하여 확인되었다. 호밀 B 염색체를 가지고 있지 않은 밀 첨가 계통의 생식세포 제1중기 분열기에 두 Leymus 염색체의 대부분은 일가염색체를 보였다(98.1 ± 0.5%). 반면에 호밀 B 염색체를 가지고 있는 밀 첨가 계통에서 Leymus 이가염색체의 빈도(10.3 ± 0.2%)는 호밀 B 염색체를 가지고 있지 않은 밀 첨가 계통의 Leymus이가염색체의 빈도(1.9 ± 0.5%)보다 높았다. 호밀 B 염색체를 가지고 있지 않은 밀 첨가 계통에서는 비정상적인 구조를 가지고 있는 이가염색체가 관찰되었다. 반면, 비록 매우 낮은 빈도이지만 호밀 B 염색체를 가지고 있는 밀 첨가 계통에서는 정상적인 형태를 보이는 이가염색체가 확인되었다. 호밀 B 염색체의 영향은 또한 보통밀과 L. racemosus염색체 사이의 이가염색체의 형성을 유도하였으며, 보통밀과 L. mollis 염색체 사이의 삼가염색체의 형성도 유도하였다. 뿐만 아니라 보통밀 염색체 사이에서 초과 교차가 일어나는 것을 확인하였으며, 이러한 현상으로 원, 막대, 그리고 후라이팬 모양의 일반적인 이가염색체의 형태가 아닌 막대모양이나 응축된 형태의 보통밀 이가염색체가 확인되었다.

• 한국작물학회지
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• 제69권2호
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• pp.111-122
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• 2024

식물유전자원의 중요성이 인식되면서 지속적으로 재배되어 온 재래종에 대한 유전학적 가치가 인정되고 있다. 이 연구에서는 경남에서 수집한 국내 재래종 밀에 대한 염색체와 이삭형태 관찰, 종자특성과 농업형질 평가, 및 국내 밀 품종과의 연관관계를 확인하였다. 국내 재래종 밀 4계통의 염색체는 42개로 확인되었으며, 이삭의 형태와 길이는 국내 품종인 금강밀과 차이를 보였다. 국내 재래종 밀 계통의 종실특성은 전반적으로 금강밀의 종실에 비하여 작은 면적, 너비, 및 길이를 보였으나, KWL-3의 배의 길이는 다른 재래종 밀뿐만 아니라 금강밀 종자의 배 길이보다도 길었다. 국내 재래종 밀 계통은 금강밀에 비하여 늦은 출수기와 성숙기를 보였다. 특히, KWL-3는 짧은 간장, KWL-2는 짧은 수장, KWL-1은 적은 분얼수를 보인 반면에 영화수와 일수립수는 금강에 비하여 재래종 밀 모든 계통에서 높았다. 이러한 이유는 금강밀에 비하여 높은 재래종 밀 계통의 임실률이 영향을 미친 것으로 판단된다. 하지만 재래종 밀 계통의 종실면적, 너비, 길이, 및 두께가 작아 금강밀보다 낮은 천립중을 보였다. 향후, 종실특성의 향상은 재래종 밀 계통에 필수 조건으로 생각하며, 금강밀에 비하여 높은 영화수와 일수립수 및 임실률은 유용한 유전인자로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국작물학회지
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• 제15권
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• pp.1-31
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• 1974

소맥의 조숙품종육성을 위하여는 춘파성품종의 조숙인자를 추파성품종에 도입하는 것이 중요한 과제이므로 춘추파성 소맥품종의 일장과 온도조건에 따른 출수반응 및 출수기를 지배하는 생리적 요인의 구명과 출수기의 유전에 관한 지견을 얻고저 본실험을 실시하였다. 수원 작물시험장 전작포장 및 온실에서 1970년부터 조숙품종 Yecora F70, 중숙품종 수계 169호, 육성 003 만숙품종 장광, Bezostaia, Sturdy, Blueboy 등 8개품종을 상호교배하여 1972년부터 1973년에 온실 및 초자실을 이용하여 양친과 Diallel cross F$_1$을 고온장일, 고온단일, 저온장일, 저온단일의 4처리조건 및 포장조건에서 3조합의 F$_1$, F$_2$, BC$_1$, BC$_2$ 및 양친들은 고온단일조건에서 F$_1$, F$_2$ 9조합 및 그 양친은 포장에서 각각 재배 실험하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 춘화 처리후의 주요엽수는 일장 및 온도조건에 관계없이 일정하였으나 주간의 출엽속도에만 영향을 주었으며 춘파성품종은 추파성품종보다 주간엽수가 적었다. 2. 지엽전개일수의 일장 및 온도반응은 출수속도에 의하여 결정되며 일장과 온도에 따른 출엽속도의 차이는 하위엽보다 상위엽에서 컸다. 3. 춘화처리후의 출수기에 대한 생리적 요인은 일장반응과 순수조만생이며, 출수일수의 품종간 변이는 고온단일에서 가장 크고 포장조건에서 가장 적었으며 고온장일, 저온장일, 저온단일을 비슷하였다. 4. 일장차이에 의한 출수일수의 품종간 반응은 장광, Parker가 크고, Yecora F70, 수계 169 호 등 기타 품종들은 비교적 적었으며, 장광, Parker는 단일이 의하여 출수일수가 크게 지연되는 감광성 품종이었다. 5. 일장반응은 온도의 영향을 크게 받고 출수일수의 품종간차이는 저온일 빼보다 고온일 때 현저히 나타났다. 6. 온도차이에 의한 출수일수의 품종간 반응은 비슷하였으며, 어떠한 품종이라도 고온에 의하여 출수가 촉진되고 저온에 의해서 지연되었다.7. 출수일수에 대한 유전은 일장 및 온도조건이 변하여도 조숙은 만숙에 대하여 부분우성이었으며, 우성의 정도는 단일에서 크고 장일에서 적었다. 8. 고온장일조건에서 출수일수의 품종간 차이는 수수조만성의 차이라고 할 수 있으며, 춘파성품종인 Yecora F70은 추파성품종에 대하여 우성정도가 컸고 추파성품종간에는 우성정도가 없거나 적었다. 이때의 유효 우성 유전자수는 1쌍의 대립유전자에 의해서 지배되나 다소의 미동유전자가 관여되었다. 9. 출수일수에 관여하는 비감광성은 감광성에 대하여 우성단인자차에 의하여 지배되었고 저온조건에서는 단일감응성의 발현정도가 둔화 또는 억제되었다. 10. 순수 조만성과 단일감응성은 모두 조숙이 만숙에 대하여 부분우성으로 표현되었다. 11. 출수기에 관여하는 감온성의 품종간반응은 대립유전자 및 비대립유전자의 지배를 받으며 같은 대립유전자를 가진 품종군에서는 비감온성이 감온성에 대하여 우성으로 표현되나 일장 및 순수 조만성보다는 그 정도가 미미하다. 12. 장광과 수계 169호 사이에는 감광성에 관여하는 1쌍의 대립인자 ee와 EE에 의하여 조만이 결정되었고, 장광과 Yecora F70사이에는 ee, enen과 EE, EnEn의 2쌍의 대립인자에 의하여 지배된다고 추정되었다. 이때 EE와 EnEn는 조숙방향에 상가적으로 작용하여 단일조건하에서는 EE의 효과가 EnEn의 효과보다 크다. 장일 조건하에서는 EE의 효과는 나타나지 않고 EnEn효과만 발현된다. En과 en 사이에 우열관계는 E와 e 사이보다 적고 상가적 작용을 하고 있다고 본다. 13. 본 실험의 포장조건에서는 2개정도의 우성주동유전자를 가정할 수 있으나 생육초기의 저온단일과 생육후기의 고온장일의 영향으로 2개의 우성유전자 표현이 불확실하며 F$_2$분리에 있어서는 일장 및 온도의 영향과 미동유전자의 영향으로 연속변이를 하였다. 14. 출수일수의 유전력은 0.51-0.72로서 어느 조건에서나 높은 경향으로 초기세대의 선발효과가 큰 것으로 인정되었으며, 환경에 의하여 다소의 차이가 있어 장일보다는 단일에서 유전력이 컸고, 저온보다는 고온에서 큰 경향이었다. 또한 감광성의 유전력은 0.86-0.76으로 컸으나 온도효과의 유전력은 적었다. 15. 출수기가 빨라지므로서 1수입수, 천입중, 수량이 낮아지는 상관관계를 보여 조숙다수성 품종선발이 어렵다는 결과를 보였으나 수수와는 부의 상관(유의성은 없음)을 보여 조숙품종으로서 수수형 품종을 선발하면 수량을 올릴수 있는 약간의 가능성도 보였다.

• 농약과학회지
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• 제2권3호
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• pp.107-116
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• 1998

Gibberellic acid에 대한 밀과 메귀리간에 차등반응을 이용하여 제초제에 gibberellic acid를 첨가함으로써 상대적으로 민감한 반응을 보였던 메귀리를 효과적으로 방제할 수 있는 조합을 찾고, 그 효과증대의 생리적 원인을 조사하고자 실험하였다. 밀은 $GA_{3}$에 대한 낮은 신장반응을 보였으나, 메귀리는 이보다 $4{\sim}5$배 높은 반응을 보였다. $GA_{3}$에 침지된 메귀리 종자를 파종한 후 토양처리했을 때는 isoproturon, trifluralin의 효과가 증진되었다. 경엽처리의 경우 $GA_{3}$는 tralkoxydim fenoxaprop-ethyl, metsulfuron-methyl, metribuzine, isoproturon의 효과를 증진시켰으나, oxyfluofen과 paraquat의 효과에는 거의 영향을 미치지 않았다. 경엽처리조건에서 체계처리를 할 경우 tralkoxydim처리 이전에 $GA_{3}$를 처리하면 tralkoxydim의 효과를 증진시켰으나, tralkoxydim처리 이후에 $GA_{3}$를 처리하면 효과가 낮은 경향이었다. 그러나 $GA_{3}$를 어느 시기에 처리하여도 tralkoxydim의 신장저해효과를 증진 또는 경감시키지는 못하였고, $GA_{3}$가 처리된 잎의 과산화작용 화합물에 대한 반응은 무처리와 비교하여 일정한 경향을 보이지 않았다. 이들 결과로 보아 $GA_{3}$가 일부 제초제의 효과를 증진시킨 것은 조직의 연화(세포신장 촉진)에 의한 높은 제초반응 때문이라기보다는 제초제 흡수, 이행의 변화 또는 제초작용 발현과 관련한 체내대사의 촉진 때문으로 추정된다.

• 한국작물학회지
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• 제48권3호
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• pp.252-261
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• 2003

보리, 밀 품종의 조숙화와 온난한 겨울로 인하여 봄에 나타나는 저온장해가 최근에 자주 발생하는데 생육재생기 이후 발생하는 저온장해의 양상, 발생시기 및 증상을 구명하고자 자연조건과 저온항온기 그리고 포장의 비닐 피복을 이용한 저온처리시험을 실시한 결과를 보면 다음과 같다. 1. 저온장해중 줄기 고사는 -2.4∼$-10.2^{\circ}C$, 퇴화, 백수, 탈색등은 -2.4∼$-8.6^{\circ}C$,불임은 -1.3∼$-7.6^{\circ}C$의 저온에서 6-39시간 지속될 때 발생하였는데 특히 자연포장에서 많이 나타나는 저온장해는 불임과 퇴화로, 이의 유발온도는 -2.5∼$-3.0^{\circ}C$였다. 2. 보리, 밀 모두 수잉기에 불임이 많이 발생하였고 출수기, 영화분화기, 화기발육기 순으로 발생정도에 차이를 보였다 백수는 출수 전후 10일에 주로 발생하였으며 발생정도는 출수후 10일＞출수기＞수잉기 순이었다. 3. 유수퇴화는 출수기에 가장 많이 발생한 것으로 나타났고 수잉기, 화기발육기에도 많이 발생하였다. 부분희화도 수잉기에 많이 발생하였다. 포장에서는 영화분화기의 개체들에서도 많이 발생하였다. 4. 망 탈색은 주로 밀에서 발생하였는데 수잉기에 일부 발생하긴 했으나 출수기의 식물체에서 대부분이 발생하여 출수기에 주로 나타나는 장해라 할 수 있었다. 식물체 고사는 전 생육기에 걸쳐 발생하였고 가장 심한 피해는 출수기＞수잉 ＞영화분화기＞화기 발육기 순으로 발생한 것으로 나타났다. 5. 저온장해 발생지표로 유수장, 제1절간장, 지엽-이삭간 거리가 유용하였다. 유수장이 밀에서는 망 탈색시 9.0-9.8cm, 이삭 탈색시 7.5cm, 백수발생시 5.7-9.4cm, 이삭 퇴화시 0.2-9.2cm, 줄기고사시 0.3-3.8cm로 나타났고 보리에서는 백수발생시 평균 3.4-7.0cm, 부분퇴화가 4.2-5.2cm, 퇴화가 0.4-5.4cm, 줄기 고사가 0.4-0.6cm로 차이를 보였다. 제1절간장은 보리, 밀 각각 0.3-8.4cm, 0.2-24.2cm로 신장정도에서 저온에 따른 변이를 보였고, 지엽-이삭간 거리도 보리 -2.5∼-7.4cm, 밀 -0.6-11.5cm로 신장정도에 차이가 컸다.

• 한국잡초학회지
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• 제15권1호
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• pp.54-62
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• 1995

분지 아미노산 생합성 효소인 ALS의 활성(活性)을 억제하는 sulfonylurea계 2약제 및 imidazolinone계 2약제를 대상으로 32초종에 대한 약제별 살초(殺草) 반응성 및 옥수수, 밀, 콩의 ALS 활성(活性) 억제 반응성을 통하여 ALS 활성(活性) 억제작용(抑制作用)과 살초작용(殺草作用)의 관계를 조사하였다. 1. Sulfonylurea계의 2가지 제초제(除草劑)들의 살초(殺草)스펙트럼은 적은 처리량에서도 매우 넓었으며, 내성(耐性)을 보였던 식물은 발아전 토양처리에서 밀, 보리, 개밀, 메귀리 등이었고, 발아 후 경엽처리에서 밀, 보리, 까마중, 왕바랭이, 개밀, 미국개가장, 메귀리 등이었다. 2. Imidazolinone계 2종의 제초제(除草劑)들에 대하여 내성(耐性)을 보였던 식물은 발아 전 처리에서 콩, 자귀풀, 도깨비바늘, 메귀리, 개밀 등이었고, 발아후 처리에서 콩, 자귀풀, 크로바 등으로 두과식물이었다. 3. Sulfonylurea 및 imidazolinone계 제초제(除草劑)들에 대하여 공통적으로 감수성(感受性)인 식물은 옥수수와 수수, sulfonylurea계에 감수성(感受性)을 보이면서 imidazolinone계에 내성(耐性)을 보였던 식물은 콩, 크로바, 자귀풀 등 두과식물이었다. 이와 대조적으로 sulfonylurea계에 내성(耐性)을 보이면서 imidazolinone계에 감수성(感受性)을 보였던 식물은 밀과 보리, 공통적으로 내성(耐性)을 보였던 식물은 개밀등 이었다. 4. Sulfonylurea계 약제에 대하여 온실 실험에 서 얻은 초종별 $GI_{50}$ 값과 각 초종으로부터 추출한 ALS 활성(活性) 억제 $IC_{50}$ 값은 경향이 일치하지 않았다. 5. Imidazolinone계 약제에 대하여 온실 실험에서 얻은 초종별 $GI_{50}$ 값과 각 초종으로부터 추출한 ALS 활성(活性) 억제 $IC_{50}$ 값은 경향이 유사(類似)하였다.

• 한국작물학회지
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• 제64권4호
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• pp.384-394
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• 2019

국내에서 육성된 파성3으로 분류된 밀의 생장에 대한 고온의 영향을 알아보기 위해 분얼기부터 등숙기까지 일평균 17℃, 20℃, 23℃, 26℃ 온도 처리에 의해 나타나는 밀의 생육 특성과 유전자 발현양의 변이를 분석하였다. 1. 밀의 생산성과 밀접한 연관이 있는 유효분얼수, 건물중은 수안밀과 조은밀은 일평균 온도 23℃ 이상에서 감소하였고, 진품밀은 20℃ 이상에서 감소하였다. 2. 진품밀의 경우 온도 처리 50일 후 온도 조건에 따라 생육상이 뚜렷이 구분되었는데, 17℃에서 영양생장 단계를 보였고, 20℃ 이상에서 출수·개화 단계를 나타냈다. 3. 온도와 관련된 생리대사에 관여한다고 알려진 유전자 16개를 대상으로 RT-qPCR을 진행하여 온도 처리 50일 후 진품밀의 17℃와 23℃ 처리구에서 유전자 발현 수준의 차이를 확인해본 결과, 23℃ 처리구에서 발현이 증가한 유전자에는 HSP70, HSP101, VRN2, ERF1, TAA1, YUCCA2, GolS, MYB73, Histone H2A이 있고, 감소한 유전자에는 VRN-A1, DREB2A, HsfA3, PIF4, PhyB, HSP17.6CII, rbcL이 있다. 4. 16개 유전자 중 MYB73, YUCCA2, HSP101, ERF1, VRNA1이 저온과 고온 조건 사이에서 유전자 발현양에 큰 차이를 보였다. 5. 온도에 의한 진품밀의 출수 표현형은 평균온도 17℃와 20℃ 사이에서 결정적으로 나타나는 것으로 보이며, 온도에 의한 생육상과 형태적 특성의 차이는 단일 유전자 발현이 아닌 고온 스트레스 반응과 관련된 여러 유전자의 복합적인 메커니즘에 의해 영향을 받을 것으로 생각된다.