Soluble starch synthase (SS) IV-2 is one of the starch synthase gene family members and responsible for starch chain elongation interacting with other rice eating and cooking quality controlling genes (e.g., AGPlar and PUL). SSIV-2 is mainly expressed in leaves, especially at grain-filling stage and its alleles can significantly affect rice quality. Here, we investigated the genetic diversity and population structure analyses of SSIV-2 gene by using 374 rice accessions. This rice set was grouped into 320 cultivated bred (subsequently classified into temperate japonica, indica, tropical japonica, aus, aromatic and admixture) and 54 wild rice. Haplotyping of cultivated rice accessions provided a total of 7 haplotypes, and only three haplotypes are functional indicating four substituted SNPs in two exons of chromosome 5: T/A and G/T in exon 4, and C/G and G/A in exon 13. Including the wild, a highest diverse group (0.0041), nucleotide diversity analysis showed temperate japonica (0.0001) had a lowest diversity value indicating the origin information of this gene evolution. Higher and positive Tajima5s D value of indica (1.9755) indicate a selective signature under balancing selection while temperate japonica (-0.9018) was in lowest Tajima's D value due to a recent selective sweep by positive selection. We found the most diverse genetic components of the wild in PCA but shared in some portion with other cultivated groups. Fixation index (FST-values) and phylogenetic analysis indicate a closer relationship of the wild with indica (FST=0.256) than to its association to both of temperate japonica (FST=0.589). Structure analysis shows a clear separation of cultivated subpopulations at every K value, but genetic components were admixed within the wild illustrating the same genetic background with japonica and indica in some proportion.
중북부 중간지에서 극조생종 벼 품종 조운의 기계이앙 시기에 따른 출수기와 등숙기간 중 평균기온의 변화 및 그에 따른 수량특성을 알아보기 위하여 국립식량과학원 철원 출장소 시험포장에서 이앙시기를 5월 5일부터 6월 19일까지 조절하여 3년간 시험한 결과는 다음과 같다. 1. 출수기는 5월 5일 이앙에서 7월 16일이었고 6월 19일 이앙에서 8월 14일이었으며, 이앙시기가 늦을수록 이앙~출수기의 일평균기온은 높았으나 기간이 짧아지고 적산 온도가 적어졌다. 출수 후 40일간 기상은 이앙시기가 늦을수록 일평균기온이 낮아지고 일조시간은 많아졌다. 2. $m^2$당 이삭수는 이앙시기에 따라 크게 영향을 받은 수량구성요소로서 이앙시기가 늦어짐에 따라 유의하게 감소하였고, 수당영화수는 많아지는 경향을 보였다. 3. 쌀수량은 5월 20일 이앙에서 가장 많았고 6월 19일 이앙에서 가장 적었으며, 완전미 비율은 쌀수량과 반대의 경향을 보였는데, 완전미 수량은 쌀수량이 증가함에 따라 향상되는 경향을 나타내었다. 4. 이앙시기와 완전미 수량지수의 관계 분석 결과, 5월 18일 이앙에서 완전미 수량이 가장 높았으며, 최고수량 대비 5%와 10%가 감소하는 이앙시기는 각각 6월 6일과 6월 15일로 분석되었다. 5. 완전미 최고수량을 보인 이앙시기의 출수기는 7월 21일이었고 이 때 출수 후 40일간 평균기온은 $24.6^{\circ}C$였으며, 최고수량 대비 5%와 10%가 감소하는 이앙시기의 출수기는 각각 8월 2일과 8월 11일로 이들 출수기에서 출수 후 40일간 평균기온은 각각 $23.2^{\circ}C$와 $21.7^{\circ}C$였다.
본 시험을 생식생장기 냉수관개가 벼의 Source와 Sink 관련형질 및 양분흡수에 미치는 시비반응을 구명한 것으로 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 질소의 과용은 생육 및 수량을 감퇴시켰으나 인산, 가리, 규산의 증비로 생육량의 증대, 영화착생량과 등숙비율 향상에 유리하였다. 2. 영화의 착생수, 기경과 영화의 퇴화율, 불임율은 인산, 가리, 규산의 증비로 그 피해를 경감시킬 수 있었으며 특히 규산의 증비효과가 현저하였고 지경당 개화는 1차 지경보다 2차 지경에 착생한 영화수에 크게 영향을 받았다. 3. 미립 및 등미의 발생량과 수량과는 부의 상관관계가 있었으며 인산, 가리, 규산의 증비는 추액및 서미의 발생억제와 수량증가에 효과적이었다. 4. 질소의 증비는 엽신. 지경, 영곡의 전질소함량을 높이고 인산, 가리, 규산의 흡수를 저해시켰으나 인산, 가리, 규산의 증비는 질소의 과잉흡수억제 및 인산, 가리, 규산의 흡수를 증가시켰고 지경의 무기성분함양은 엽신보다는 적었다. 5. 엽신. 지경, 영곡의 무기성분함량의 상호관련성은 지경의 무기성분은 엽신의 무기성분함양에 영향을 받고 지경은 다시 영곡의 무기성분조성에 영향을 미치고 있음을 알 수 있었다. 6. Source 와 Sink 관련형질에 미치는 엽신, 지경, 영곡의 무기성분반응을 보면 지경과 영화의 퇴화율, 불임율, 등숙비율, 수량 모두 엽신, 영곡보다 지경의 무기성분함양에 크게 영향을 받았다. 이로 보아 지경은 단순한 양분이동의 통로기능만을 갖는 것이 아니라 종실의 물질집적에 중요한 생리적 기능을 가지는 기관임을 알 수 있었다.
본 연구는 생태적 생리적 특성이 다른 5 콩 품종, 즉 조숙성의 예계7003. SS 79168 및 만숙성의 동북 7006. 백운콩, 장백콩을 공시하여 일본국 농업생물자원연구소 질소고정연구실 망실에서 진행하였으며, 등숙기간 중 체내성분의 영양생리학적인 관점에서 질소고정활성과의 관련성을 해명하기 위하여 Acetylene 환원능(ARA) 등 각종 조사를 실시하였다. 특히 공시품종 중 예계 7003는 노화가 지연되는 특성(delayed leaf senescence, DLS)을 갖는 품종이 다. 조사는 Fehr et al. (1977)의 콩 생육단계의 구분에 따라서 협신장기( $R_4$), 입비대기( $R_{6}$), 성숙시기( $R_{7}$) 등과 일부품종은 착협시( $R_3$) 및 $R_{4.5}$, $R_{6.5}$, $R_{7.5}$와 같은 중간적 생육단계에도 보족적인 조사를 실시하였는데, 얻어진 결과 중 질소고정활성의 경시적 변동과 각 기관 건물중과의 관계를 우선 보고하며 이를 요약하면 다음과 같다. 1. 콩의 질소고정활성을 Acetylene 환원법으로 측정한 결과 pot당 Acetylene 환원능(p-ARA)은 공시품종 모두 $R_{6}$에서 최고에 달한 후 급속히 저하하였다. 근류중당 Acetylene 환원능(s-ARA)은 조숙성 품종에서는 $R_4$~ $R_{4.5}$에서 최고에 달한 후 감소하는 경향을 보인 반면 만숙성 품종에서는 $R_{6}$까지 상승하고 기후 급속히 감소하였다. 근류중 및 숙주 각 기관의 건물중은 생육 각 단계 모두 숙기가 늦은 품종에서 커서 p-ARA도 만숙성 품종에서 높았다. 2. p-ARA와 각 기관 건물중은 모두 높은 정의 상관을 나타내었으나, 표준신회귀계수에 의한 상대적 기여도에서 보면 엽 > 근류 > 자실의 순으로 정의 효과를 나타내고, 협곡, 근, 경은 부의 효과를 나타내었다. 3. 성숙시기에 있어서 지상부 총중 및 종실중은 조숙종에서 그 Biomass가 작았으나 수확지수와 근류/지상부 총중비는 조숙종이 만숙종에 비하여 높고, 특히 DLS인 예계 7003는 타 공시품종보다 높았다.수와 근류/지상부 총중비는 조숙종이 만숙종에 비하여 높고, 특히 DLS인 예계 7003는 타 공시품종보다 높았다.
본 시험은 조생종 벼의 평야지 재배에 따른 등숙 온도 차이에 의한 전분구조와 종자 저장단백질 특성 차이를 평가하여 쌀 품질향상을 위한 기초자료 제공을 위해 수행하였다. 이를 위해 조생종 벼 8 품종을 철원 및 등숙기 온도가 상대적 고온조건인 수원에서 재배하여 품질 분석을 수행하였다. 등숙시 고온 조건에서는 일반 조건보다 쌀 완전미율, 아밀로스 함량, 식미총평 점수가 낮은 반면 단백질 함량은 높았다. 전분구조 특성 차이를 평가한 결과, 고온 조건에서는 일반 조건에 비해 아밀로펙틴의 단쇄 사슬길이(DP < 12) 분포비율이 낮은 반면, 중쇄(DP 13-24) 및 장쇄사슬 길이(DP > 25) 분포비율은 높았다. 저장단백질 특성 차이를 평가한 결과, 등숙기 고온 조건의 시료에서는 알부민과 글로불린 함량에는 차이가 없는 반면, 글루텔린 함량은 높고, 프롤라민 함량은 낮았다. 글루텔린의 서브유닛을 분석한 결과, 염기성 글루텔린 조성은 두 지역 간 차이가 없었으나 산성 글루텔린은 등숙기 고온 조건에서 유의하게 높았으며, 특히 ${\alpha}$-1(약 36 kDa)과 ${\alpha}$-3(약 40.6 kDa) 서브유닛의 함량이 높았다. 선행연구에서 고온등숙 조건에서 프롤라민의 감소는 보고가 되었으나, 산성 글루텔린 증가와 관련된 사항은 현재까지 보고된 바가 없어, 향후 이 부분에 대한 추가 검토가 필요할 것으로 고찰된다.
최근 쌀 소비 감소에 따라 밀가루 소비를 쌀가루로 바꾸기 위해 쌀가루 전용 품종을 개발하였으나, 지역과 품종별 재배방법 구명 및 취약한 수발아 발생을 회피하기 위한 재배방법을 구명하기 위해서 중만생종인 설갱, 한가루, 신길과 조생종인 가루미 2를 충북지역 청주와 보은의 시험연구 포장에서 3년간 시험한 연구결과는 다음과 같다. 1. 청주지역에서는 중만생종인 설갱, 한가루와 신길은 5월 30일 이앙에서 수량구성요소 및 수량이 가장 높았으며, 조생종 가루미 2는 6월 20일 이앙에서 가장 높았다. 출수 후 40일간 평균온도는 22~24℃로, 자포니카 및 통일형 품종 등숙조건에 적정하였다. 보은지역에서도 청주와 비슷한 경향이었고, 가루미 2는 6월 10일 이앙에서 가장 높았다. 2. 출수 20일 후에 직면하는 8월 중순부터 10월 상순까지 최근 5년간 평균기온은 평년보다 증가되었고, 지역별로 조생종 등숙시기인 8월 중순에는 1.2~1.9℃, 중만생종 등숙시기인 9월 상· 중순에 0.6~2.0℃가 증가되었다. 3일 이상 강우 빈도도 8월 하순은 1.6~1.8회, 9월 상순은 1.0회가 각각 많아져, 기존 이앙시기에서 쌀가루용 품종의 수발아 발생은 점차 늘어날 것으로 판단되었다. 3. 한가루와 가루미 2의 수발아 발생률은 청주와 보은지역에서 이앙시기가 늦어질수록 감소되었으며, 통일형 신길은 이앙시기에 따른 영향이 없었다. 4. 품종별 현미수량과 수발아 발생을 고려한 충북지역 적정 이앙시기는 청주에서는 설갱은 6월 4일, 한가루 6월 8일, 신길 5월 31일, 가루미 2는 6월 19일이며, 보은에서 설갱은 5월 29일, 한가루 5월 28일, 신길 5월 30일, 가루미 2는 6월 7일로 분석되었다.
중부 평야지에서 온난화 현황을 반영하여 조생종 벼의 이앙시기에 따른 완전미 수량의 변화를 검토하고, 완전미 수량 향상과 관련된 작물학적 특성을 분석하기 위하여, 2017~2018년 2년에 걸쳐 국립식량과학원 중부작물부(수원) 벼 재배시험 포장에서 6품종을 이용하여 시험한 결과는 다음과 같다. 1. 완전미 무게는 품종에 따라 6월 14일~29일 이앙, 6품종 공통 6월 29일 이앙에서 통계적으로 가장 높았는데, 완전미 최고 무게를 나타낸 출수 후 40일간 등숙적온은 품종에 따라 $21.3{\sim}23.9^{\circ}C$, 6품종 평균 $21.8^{\circ}C$이었다. 2. 완전미 무게는 쌀 무게보다 완전립 비율과 더 밀접한 상관관계를 나타내었다. 3. 출수 후 40일간 등숙적온은 쌀 무게 기준에서 $23.5^{\circ}C$, 완전립 비율 기준에서 $20.5^{\circ}C$로, 쌀수량보다 품위 향상을 위한 등숙적온이 $3^{\circ}C$ 낮게 나타났다. 4. 완전미 무게 향상에 일정 부분 기여한 쌀 무게도 6품종 공통 6월 29일 이앙에서 가장 높았는데, 이에는 등숙비율과 $m^2$ 당 영화수의 증가가 기여하였다. 5. 오대 1품종을 이용하여 별도의 이앙시기 처리에서 검토하였을 때, 쌀수량이 가장 높았던 이앙시기에 $m^2$ 당 영화 수, 출수기 및 수확기 건물중, 수확지수가 통계적으로 가장 높은 수준이었다. 6. 결론적으로, 중부 평야지에서 조생종의 완전미 수량 향상을 위한 이앙적기는 품종에 따라 6월 14일~29일이었으며, 완전미 수량 향상의 작물학적 요인은 출수기 건물 중 증가에 따른 $m^2$ 당 영화수의 증대와 수확기 건물중 및 수확지수 증가에 따른 등숙비율의 향상, 그리고 완전립 비율 향상으로 분석되었다.
국산밀을 재배하는 전국 175농가를 대상으로 2년 동안 재배 현황에 대한 자료를 수집 분석한 결과, 평균 재배 경력과 재배면적은 7.7년과 2.4~3.3 ha였으며, 재배 품종은 금강밀이 주로 재배되었고 조경밀과 백중밀이 남부지역에서 재배 면적이 늘어나고 있다. 파종은 대부분 농가에서 10월 하순에서 11월 상순에 휴립광산파로 이루어지고 있으며, 시비는 2종 복합비료를 이용하여 평균 29.7 kg/10a이상 기비로 시용하였으며, 추비는 2월 하순~3월 상순에 질소비료를 1회 시용하는 농가가 주를 이루었는데, 농가 현장에서 표준시비량에 비해 과량의 비료가 시용되고 있기 때문에 적정 시비에 대한 관리가 필요하다. 재배 밀의 출수는 기상 영향으로 2011년은 5월 상순, 2012년은 4월 하순에 이루어졌으며, 밀 수확은 대부분 농가에서 6월 중순에 이루진 것으로 나타났다. 재배 면적 확대와 밀 재배 농가 소득 향상을 위하여, 수발아 및 붉은곰팡이병 저항성 증진과 기상이변에 대응할 수 있는 재해저항성 증진 품종 개발이 이루어져야하며, 국산밀 품질 향상을 위한 보급종 생산 및 확대가 필요하며, 지역별 밀 재배 농가의 규모화에 대한 지원과 재배 관리 체계 확립과 현장 지원 확대가 필요하다.
수도 Indica$\times$Japonica 품종을 중심으로 유형이 다른 품종을 공시 저온에 민감한 시기를 외적으로 손쉽게 판별할 수 있는 방법과 감수분열기에 있어서 저온의 영향을 구명하고자 phytotron을 이용하여 정밀시험을 시도한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 수도생육기간중에서 저온에 가장 민감한 Tetrad phase는 엽이간장이 진흥은 -12cm, IR 36 -3cm 수원 26004 -9cm, 수원 258호 -3cm, 밀양 29호 -6cm, Lengkwang+1cm 였다. 2. 본시험결과 Tetrad phase는 모든 품종에서 내영(palea)의 길이가 최대에 달하는 개화기를 100로 하였을 때의 50-60% 신장되었을 때 나타나고 있었다. 3. 저온에 의한 영화의 퇴화율은 15$^{\circ}C$에서 통일품종 및 인도형품종에서는 대단히 높았으나 Japonica품종(진흥)과 Indica품종(Lengkwang)에서는 비교적 낮었다. 4. 수도감수분열기에 있어서 계속 $15^{\circ}C$로 7일이상 저온처리는 수도의 저온에 한계온도를 넘어서 내냉성의 품종간 차이를 구별하기 어려웠으나 4일간의 저온처리에서는 품종간 차이가 뚜렷하여 불완율이 진흥; 46.8%, IR 36; 67.6% 수원 26004 ; 60.9% 수원 258 ; 60.0% 밀양 29호 ; 62.2%, Lengkang 27.3%였다. 5. 하분모세포의 발육단계의 Tetrad-1st contraction phase에서의 저온은 임실율을 가장 낮게 하였으며 이 시기를 전후로 멀어질수록 임실율은 높아졌다. 6. 내영의 길이는 영화분화에서 개화기까지 직선적으로 신장하였고 엽이간장의 신장과는 정의 상관관계가 인정되었다.
1990년대 후반 이후 국내 건설폐기물의 발생량은 급격하게 증가하였으며, 이를 처리하기 위해 많은 노력을 기울인 결과 97%이상 재활용이 이루어지고 있다. 이 과정에서 폐콘크리트는 단순 파쇄를 통해 순환골재로 생산되고 있으며, 대부분 뒤채움재나 매움재 등 저급한 용도로 재활용되고 있는 실정이다. 그 이유는 골재와 모르타르의 단체분리가 원활히 이루어지지 않아 천연골재 대비 낮은 품질의 순환골재가 생산되기 때문이다. 이에 본 연구에서는 기존 순환골재 생산 공정의 문제점을 파악하기 위하여 기존 공정에서 대표적으로 사용되고 있는 파분쇄 장비를 이용한 폐콘크리트 파분쇄 실험을 통해 골재와 모르타르의 단체분리 특성을 분석하였다. 이 과정에서 골재와 모르타르의 단체분리 효율을 향상시키기 위하여 가열 전처리 방법을 도입하였으며, 우수한 단체분리 특성을 확인하였다. 파분쇄 실험 결과 기존 파분쇄 장비를 통해 생산된 순환골재는 골재와 모르타르의 계면을 따라 선택적인 파분쇄가 발생하지 않아 그 품질이 저하되었으며, 나아가 골재 자체가 충격을 받아 파괴가 일어나는 문제가 존재하였다. 이를 해결하기 위하여 골재와 모르타르의 계면에서의 선택적인 파분쇄를 유도시키는 새로운 분쇄 메커니즘인 gentle breakage를 도입하였으며, 이를 위한 기초 실험으로 폐콘크리트를 자유낙하시켜 순환골재를 생산한 결과 기존 파분쇄 장비에 비해 우수한 단체분리 특성을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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