• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.13-13
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• 2022

Recently, stable crop production is threatened by the effects of climate change. In particular, it is difficult to consistently maintain agricultural policies due to large price fluctuations depending on the difference in total domestic rice production from year to year. For stable rice production amid changes in the crop growing environment, development of varieties with improved disease resistance and abiotic stress stability is becoming more important. In here, drought and cold tolerant trait have been studied. First, for the development of drought tolerant varieties, we analyzed which agricultural traits are mainly affected by domestic drought conditions. As a result, it was observed that drought caused by the lack of water during transplanting season inhibits the development of the number of tiller and reduces the yield. 'Samgang' was selected as a useful genetic resource with strong drought tolerant and stable tiller number development even under drought conditions by phenotype screening. Three of drought tolerant QTLs were identified using doubled haploid (DH) population derived from a cross between Nacdong and Samgang, a drought sensitive and a tolerant, respectively. Among these QTLs, when qVDT2 and qVDTl1 were integrated, it was investigated that the tiller number development was relatively stable in the rainfed paddy field conditions. It is known that the high-yielding Tongil-type cultivars are severely affected by cold stress throughout the entire growth stage. In this study, we established conditions that can test the cold tolerance phenotype with alternate temperature to treat low temperatures in indoor growth conditions similar to those in field conditions at seedling stage. Three cold tolerant QTLs were explored using population derived from a cross between Hanareum2 (cold sensitive variety, Tongil-type) and Unkwang (cold tolerant variety, Japonica). Among these QTLs, qSCT12 showed strong cold tolerant phenotype, and when all of three QTLs were integrated, it was investigated that cold tolerant score was relatively similar to its donor parent, Unkwang, in our experimental conditions. We are performing that development of new variety with improved cold tolerant through the introduction of these QTLs.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제41권3호
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• pp.116-122
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• 2014

다양한 형태적 특징을 가진 배추 유전자원의 소포자 배양을 통한 고정계통의 육성 및 효율적인 소포자 배 발생조건을 확립시키기 위하여 50종의 배추 유전자원을 대상으로 소포자 배양을 실시하여 30종에서 반수체배의 생산이 확인되었다. 소포자 배 발생률은 순무형인 IT135449에서 가장 높았고 일부 유지작물형(winter oil)에서는 배 발생이 관찰되지 않았다. 소포자 배양을 통한 다양한 배추 유전자원의 배 발생 효율의 증대를 위하여 유전자원 4종(IT135449, IT199710, IT212886, IT218043)을 대상으로 고온처리 기간에 따른 소포자 배 발생 효율을 확인한 결과, 3종에서는 $32^{\circ}C$에서 2일간 고온처리 할 경우 배 발생률이 가장 높았고 summer oil형 IT218043에서는 3일간 처리할 경우 가장 높은 배 발생률이 관찰되었다. 또한 소포자배의 식물체 재분화에 영향을 미치는 식물 생장조절제의 농도를 조사한 결과, 결구배추형인 IT199710에서는 NAA $0.5mg{\cdot}L^{-1}$과 BAP $1mg{\cdot}L^{-1}$를 첨가한 처리구에서 가장 높은 재분화율이 관찰되었으나 순무형인 IT135449와 청경채형 IT212886에서는 생장조절제 무처리구에서 가장 높은 재분화율이 관찰되었다. 소포자 배 유래 재분화 식물체들을 대상으로 배수성 검증을 실시한 결과 종자를 형성한 모든 식물이 자연배가를 통한 이배체 식물임이 확인되었다. 본 실험의 결과는 다양한 배추 유전자원의 소포자 배양효율 증진을 위해 이용될 수 있을 뿐 아니라 획득한 고정 계통은 이후 배추의 육종 및 유전자 기능 연구의 소재로 활용될 수 있을 것이다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제44권1호
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• pp.27-34
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• 2017

유전적으로 다양한 양배추 유전자원들의 소포자 배양을 통하여 배양에 효과적인 시기와 배양 조건을 구명하기 위해 본 연구를 실시하였다. 그 결과, '$2{\times}NLN$, $AgNO_3$ 1 mg/l, 13%의 sucrose'로 조성 된 배지 조건에서 배 생산에 효과적임을 확인 할 수 있었다. 배양 재료로 사용된 유전자원 중 소포자로부터 유도된 배 발생 개수는 일대잡종 세대 보다 자가 수정 후대인 $F_2$ 또는 $F_3$ 세대에서 높았다. 이러한 결과를 통하여 양배추의 일대잡종 품종에서 소포자 배양 시 배의 획득에 실패한 경우, 그의 자손 세대를 사용하여 소포자 배양을 지속하는 것을 추천한다. 그리고 소포자로부터 유도된 배와 식물개체 수는 개화 초기의 결과가 중기 및 말기 보다 높았다. 토양순화 된 식물체의 경우는 중기와 말기의 각각 27.0 % 및 1.8 %인 것에 비하여 개화 초기에 유도된 비율이 71.2 %였다. 따라서 소포자 배양에 활용할 꽃봉오리는 개화 초기에 채취하여 사용할 것을 권장한다.

• 한국작물학회지
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• 제51권spc1호
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• pp.242-246
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• 2006

국내 재배 유채의 육종을 위해서는 소포자배양을 통한 배발생법의 확립이 절실하나 대부분의 재배 품종이 배발생율이 낮고 품종별로 화뢰의 크기에 따른 소포자의 발달 상태가 다르기 때문에 이에 대한 조사가 반드시 필요하다. 따라서 본 연구에서는 국내 육성 유채 품종의 육종을 위한 기초 자료로서 품종 간 화뢰의 크기에 따른 생체 내 화분(핵)발육 상태를 비교, 관찰하였다. 1. 소포자 배양에 있어서 배 발생이 가능한 소포자 분리 시기는 1핵기말기 또는 2핵기초기가 효과적이며, 소포자 배양에 최적인 화뢰의 크기는 품종에 따라 차이가 있지만 3.5-4.0 mm이다. 2. 예외적으로 '탐라유채'는 3.5-4.0 mm의 크기에서 다수의 1핵기말기의 소포자와 2핵기초기의 소포자가 관찰되었으며, 화뢰크기가 더 큰 4.0-4.5 mm 크기에서도 2핵기초기의 핵이 관찰되어 화분발육상태가 늦게 진행되는 것을 알 수 있었다. 3. '목포64호'의 경우 3.0-3.5 m크기에서 1핵기초기와 1핵기중기 및 1핵기 말기의 소포자들이 관찰되었으나 다른 품종과 달리 2핵기 화분이 전혀 관찰이 되지 않았다. 'MS-B Line'의 경우는 2.5-3.0 mm 크기에서도 4분자포자가 관찰되어 초기 발육상태가 조금 늦게 일어나는 것을 볼 수 있었다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.67-67
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• 2017

We developed the breeding materials with diverse grain size and shape in japonica rice. Grain size and shape are important factors affecting consumer preference and choice. However, most of Korean japonica rice cultivars have small, short, and round grain. To diversify the grain size and shape of japonica rice, we conducted the breeding program using donor parents, Jizi1560 and Jizi1581. Jizi1560 and Jizi1581 are japonica germplasm with extremely large grain. Four crosses between the each donor parents and high yielding japonica rice cultivars, Deuraechan and Boramchan, were constructed and then anther culture method was applied. We obtained 290 doubled-haploid (DH) lines with appropriated morphological traits and selected 91 DH lines with diverse grain size and shape. The grain related-traits of the selected DH lines showed a higher diversity when compared with 319 cultivars developed by NICS (264 japonica, 13 black, and 32 Tongil type cultivars). We designated the selected DH lines, four parents, and Daeripbyeo 1, large grain japonica cultivar, as the breeding materials for further analysis. The breeding materials were classified into five groups, A to E, based on the grain-related traits. Group A (including Jizi1581) and Group B (including Daeripbyeo 1) showed similar grain width, whereas Group A exhibited longer grain length and heavier grain weight. Group C (including Deuraechan and Boramchan) showed shorter and rounder grain shape and smaller grain size than any other groups. Group D including solely Jizi1560 had extremely large grain, such as the longest grain length, width, and thickness and heaviest grain weight. Group E including only two DH lines had long and slender grain shape, so that showed the highest ratio of length to width. The grain size and shape of the breeding materials exhibited beyond the characteristics of previously developed Korean japonica cultivars. The breeding materials will be applied in the breeding programs to diversify the grain size and shape of japonica rice.

• 한국작물학회지
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• 제50권6호
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• pp.453-456
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• 2005

본 연구에서는 벼멸구 저항성 품종인 '청청벼'와 감수성이면서 자포니카형 벼인 '낙동벼'를 교배한 DH 계통 및 $F_2$집단을 이용하여 벼멸구 저항성과 DNA marker와의 관계를 분석하였다. 1. 520개의 RAPD marker를 이용하여 양친에 다형성을 보이는 310개의 marker를 찾았고 이들을 대상으로 한 BSA를 통해 벼멸구 저항성과 관련있을 것으로 보이는 17개의 marker를 선발하였다. 2. 벼의 12번 염색체상에 위치한 38개의 SSR marker를 사용하여 모${\cdot}$부본에 대한 다형성 검정을 실시한 바, 17개의 SSR marker를 선발할 수 있었다. 3. BSA를 통해 선발된 17개의 RAED marker와 DH 계통의 벼멸구 저항성과의 관계를 분석하여 벼멸구 저항성과 가장 밀접하게 연관된 $OPE16_{700}$을 선발하였다. 4. SSR marker 및 OPE16과 65 DH 계통의 벼멸구 저항성과의 연관분석을 실시한 결과 OPE16이 벼멸구 저항성 유전자와 4.6cM 거리로 가장 밀접하게 연관되어 있는 것으로 나타났다.

• 한국육종학회지
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• 제41권3호
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• pp.236-243
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• 2009

벼멸구 저항성 유전자의 mapping, 벼멸구 저항성 관련 QTL 분석, 주요 농업형질과 벼멸구 저항성과의 관계 분석 등에 관한 연구를 수행 하여 얻은 결과는 다음과 같다. 벼멸구 저항성을 가진 통일형 벼인 '삼강'과 자포니카형 벼인 '낙동'을 교배하여 양성된 $F_1$의 약을 배양하여 육성된 120 DH 계통을 유전자 지도 작성을 위한 mapping 재료로 이용 하였다. Maker 검정에서 양친에 다양성을 나타낸 SSR 73, STS 89개 등 총 162개의 marker를 이용하여 전체 길이가 1,884 cM이고 평균 marker간 거리가 11.6 cM인 연관지도를 작성하였다. 유전자지도 작성에 이용된 120 DH 계통에 대한 벼멸구 저항성 정도를 조사하여 저항성 관련 QTL을 분석한 바, 3번, 6번, 7번, 8번 그리고 12번 염색체에서 1개씩 총 5개의 QTL을 확인하고 이들을 qBPR3, qBPR6, qBPR7, qBPR8, qBPR12로 명명하였다. 간장, 수장, 수수 및 출수일수에 대한 QTL을 분석하여, 총8개의 QTL이 7개의 염색체에 위치하는 것으로 확인되었다. 벼멸구 저항성과 주요 농업형질관련 QTL과의 연관관계를 분석한 바, 3번 염색체 상의 벼멸구 저항성 QTL(qBPR3)이 간장 및 수수 관련 QTL(qCL3, qNP6)과 연관되어 있었으며, 7번 염색체 상의 qBPR7은 분상질립 관련 QTL qPGC7.1과 qPWBP7.2과 그리고 8번 염색체상의 벼멸구 저항성 QTL 역시 간장관련 QTL(qCL8)과 연관되어 있는 것으로 나타났다.

• 한국육종학회지
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• 제41권4호
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• pp.474-481
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• 2009

본 연구에서는 자포니카형인 '낙동'과 통일형인 '삼강' 조합의 DH 집단을 이용하여 식미를 결정하는 특성 중 하나인 호응집성과 미립의 이화학적 특성인 천립중, 장폭비, 아밀로즈 함량, 단백질 함량, 지질 함량 및 전분 함량 간 상관관계를 검정하였다. 또한 호응집성의 QTL을 분석하고, 각 QTL에 속하는 DNA marker와 DH 집단의 호응집성 및 품종별 호응집성 간 관계를 분석하였다. '삼강/낙동' DH 집단의 호응집성 범위는 35~94 mm로 비교적 넓은 범위의 변이를 나타내었고 양친의 범위를 벗어나는 초월분리현상을 나타내었다. '삼강/낙동' DH 집단에서 호응집성은 미립의 이화학적특성 중 아밀로즈 함량과는 연으로 분류된 계통에서만 부의 유의성 있는 상관관계를 나타내었고, 지질 함량과는 중 및 전체 계통에서는 부의 상관관계를 나타내었으나 연으로 분류된 계통과는 정의 상관관계를 나타내었다. 단백질 함량과는 연으로 분류된 계통과는 정의 상관관계, 중과 전체 계통에서는 부의 상관관계를 나타내었으며, 전분 함량에서는 연으로 분류된 계통에서만 호응집성과 부의 상관관계를 나타내었다. 호응집성과 연관된 QTL은 4번(qgc4)과 11번(qgc11) 염색체에서 탐색되었으며 LOD score는 각각 3.1, 2.9를 나타내었고 두 QTL의 설명 가능한 표현형 변이는 23%로 비교적 크게 작용하고 있었다. '삼강/낙동' DH 집단에서 gel의 길이가 긴 상위 10개 계통과 짧은 하위 10개 계통을 대상으로 QTL 연관 DNA marker와 호응집성간의 관계분석에서 S4026과 RM287은 gel의 길이와 연관성이 높은 것으로 나타났다.

• 한국작물학회지
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• 제40권6호
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• pp.757-767
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• 1995

야생종 보리(H. bulbosum)을 이용한 반수체 육종은 보리 육종에 있어서 육종 년한 단축 등 탁월한 육종 효과가 인정되고 있으나 이 방법을 실용화 하기 위해서는 해결해야 할 문제가 많다. 그중에도 종간 교잡에서 얻은 소수의 반수체 배를 안정적으로 보리 육종에 적용하기 위한 system을 개발코자 실시하였다. 이를 위하여 callus 배양을 위한 적정 2,4-D농도와 유기 식물체에 대한 발근촉진에 필요한 적정 IAA농도 선발 및 염색체 배가에 관한 시험에서 얻은 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. Callus유기율은 3ppnm 2,4-D구에서 미성숙 배가 35.6% 성숙 배에서 4.4%였으며, 5ppm구에서 미성숙 배가 33.8%, 성숙 배가5.6%로서 미성숙 배가 성숙 배보다 월등히 높았다. 2. Callus 당 식물체 유기율은 미숙 배에서 6.16개체, 성숙 배에서 5.75 개체로서 Callus를 유도한 배의 성숙도와는 무관하였으며 2,4-D 농도별로는 미성숙배 구에서 3ppm이 5ppm 보다 약간 높은 경향이 었다. 3. 발근 촉진을 위한 IAA농도별 반응 시험에서는 callus에서 유도한 식물체엑서 Ippm, 5ppm구에서 평균 뿌리 길이와 수가 각각 18.4mm, 5.2개와 I5.1mm, 3.9개로 대조구에서의 7.9mm, 3.6개보다 월등히 촉진되었으나, 30ppm에서는 뿌리 길이와 수가 6.4mm, 3.4 개로서 대조구보다 감소되었고 뿌리가 생성될 신초기부에 갈변화 현상이 심하였다. 4. 한편 정상적인 배에서 얻은 식물체에서는 반대로 대조구의 평균 뿌리 길이와 수가 14.8mm,4.9개로서 어느 처리구보다 발근이 좋았으며, IAA 농도가 증가할수록 뿌리 신장이 비례적으로 억제되었다. 5. 반수체의 염색체 배가를 위한 콜히친 처리시송풍 효과를 본 바, 낮은 온도(15$^{\circ}C$)에서는 효과가 크게 인정되었으나 높은 온도($25^{\circ}C$)에서는 배가의 효과없이 식물체 고사율만 증가시켰다.

• 원예과학기술지
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• 제33권3호
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• pp.420-428
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• 2015

상업적으로 재배되고 있는 대부분의 포도 꽃은 완전화로서 개개의 꽃들이 모여 화서를 이룬다. 포도 꽃은 5개의 수술, 1개의 암술, 5개의 꽃잎이 융합된 구조인 화관, 그리고 융합된 형태의 꽃받침을 가지며 화방 내 각각의 꽃은 수정하여 과립으로 발달한다. 포도에서는 과립 형성이나 과립비대, 당도의 축적에 대한 연구는 많이 수행된 반면 배우체의 형태 형성, 꽃 기관의 구조, 그리고 꽃 발달과 같은 꽃의 형태적 연구는 거의 이루어지지 않고 있다. 본 연구에서는 '캠벨얼리'와 '탐나라'의 두 품종에서 꽃의 구조와 발달에 따른 특징들을 조사하였다. 포도 꽃의 발달 단계 결정은 애기장대에서 소포자의 형성부터 수 배우체의 발달 시기인 꽃발달 9단계부터 13단계로만 한정하였다. 포도 꽃 발달 9단계에서는 4분포자가 나타났고 꽃 발달 10에서 11단계 동안에는 단세포성 소포자에서부터 중기 2세포성 화분으로 발달하였다. 개화 직전의 꽃 발달 12단계 말에는 성숙한 3세포성화분으로 발달하였다. 꽃 발달 13단계에는 화관이 탈락하고 개화가 일어났다. 꽃 발달 9단계부터 12단계까지 꽃받침 길이는 거의 변하지 않았지만 화관의 길이는 계속 증가했다. 두 포도 품종에서 '꽃받침 길이에 대한 화관 길이의 비율'의 평균은 꽃 발달 9단계에서는 2.0, 꽃 발달 10단계에서는 3.0, 꽃 발달 11단계에서는 4.5, 꽃 발달 12단계에서는 6.5로 나타났으며, '꽃받침 길이에 대한 화관 길이의 비율'을 사용하여 꽃 발달 단계를 판별할 수 있었다. 본 연구 결과로 '캠벨얼리'와 '탐나라'에서 꽃 발달 단계를 정확하게 추정하는 형태적 지표가 개발되었다. 이를 이용하면 두 품종에서 소포자 배양 시기의 판정이나 '탐나라'에서 무핵과 유도를 위한 지베렐린 처리 시기의 판정 등에 유용하게 활용될 수 있을 것이다.