• Plant Breeding and Biotechnology
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• 제1권1호
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• pp.1-8
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• 2013

Low-temperature stress is an important factor controlling the growth and development of rice (Oryza sativa L.) in temperate region. In this study, a molecular linkage map consisting of 136 SSR markers was employed to identify QTL associated with cold tolerance at the seedling stage. 80 recombinant inbred lines (RILs) from an intersubspecific cross between Milyang23 (O. sativa ssp. Indica) and Hapcheonaengmi3, a japonica weedy rice and the parents were evaluated for leaf discoloration and SAPD value of seedlings. Rice plants were grown for 15 days in the low-temperature condition (13/20℃ day/night) and the control condition (25/20℃ day/night) in the growth chamber. The degree of leaf discoloration showed a highly significant correlation with the SPAD value in the low-temperature plot (r = -0.708, P < 0.0001). A total of four QTLs for SPAD were identified and the phenotypic variance explained by each QTL ranged from 5.4 to 16.0%. Two QTLs detected in the control condition were located on chromosomes 2 and 5, respectively. Two QTL on chromosomes 1 and 4 were detected at the low-temperature condition and Hapcheonaengmi3 alleles increased the SPAD values at these loci. Substitution mapping was conducted to delimit the position of qSPA-4 using introgression lines derived from the same cross. Results indicated that qSPA-4 was located in a 810-Kb region flanked by RM16333 and RM16368. The results indicated that Hapcheonaengmi3 contains QTL alleles that are likely to improve cold tolerance of Indica rice.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.20-20
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• 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
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• 한국작물학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.187-187
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• 2022

Purple-discoloration of the uppermost leaves has been observed in some soybean cultivars in recent years. The purpose of this study was to characterize the novel phenotypic changes between the uppermost and middle leaves via multiple approaches. First, quantitative trait loci mapping was conducted to detect loci associated with the novel phenotype using 85 recombinant inbred lines (RILs) of the 'Daepung' × PI 96983 population. 180K SNP data, a major quantitative trait locus (QTL) was identified at around 60 cM of chromosome 6, which accounts for 56% of total phenotypic variance. The genomic interval is about ~700kb, and a list of annotated genes includes the T-gene which is known to control pubescence and seed coat color and is presumed to encode flavonoid 35-hydroxylase (F3'H). Based on Hyperspectral imaging, the reflectance at 528-554 nm wavelength band was extremely reduced in the uppermost leaves compared to the middle (green leaves), which is presumed die to the accumulation of anthocyanins. In addition, purple-discolored leaf tissues were observed and compared to normal leaves using a transmission electronic microscope (TEM). Base on observations of the cell organelles, the purple-discolored uppermost leaves had many pigments formed in the epidermal cells unlike the normal middle leaves, and the cell wall thickness was twice as thick in the discolored leaves. The thickness of the thylakoid layer in the chloroplast the number of starch grains, the size of starch all decreased in the discolored leaves, while the number of plastoglobule and mitochondria increased.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2021년도 춘계학술대회
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• pp.9-9
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• 2021

Mutation breeding is useful for improving agronomic characteristics of various crops. In this study, we constructed soybean Mutant Diversity Pool (MDP) from 1,695 gamma-irradiated mutants through two selection phases over M1 to M12 generations; we selected 523 mutant lines exhibiting at least 30% superior agricultural characteristics, and, second, we eliminated redundant morphological phenotypes in the M12 generation. Finally, we constructed 208 MDP lines and investigated 11 agronomic traits. We then assessed the genetic diversity and inter-relationships of these MDP lines using target region amplification polymorphism (TRAP) markers. Among the different TRAP primer combinations, polymorphism levels and PIC values averaged 59.71% and 0.15, respectively. Dendrogram and population structure analyses divided the MDP lines into four major groups. According to an analysis of AMOVA, the percentage of inter-population variation among mutants was 11.320 (20.6%), whereas mutant inter-population variation ranged from 0.231 (0.4%) to 14.324 (26.1%). Overall, the genetic similarity of each cultivar and its mutants were higher than within other mutant populations. In an analysis of the genome-wide association study (GWAS) using based on the genotyping-by-sequencing (GBS), we detected 66 SNPs located on 13 different chromosomes were found to be highly associated with four agronomic traits: days of flowering (33 SNPs), flower color (16 SNPs), node number (6 SNPs), and seed coat color (11 SNPs). These results are consistent with those previously reported for other genetic resource populations, including natural accessions and recombinant inbred line. Our observations suggest that genomic changes in mutant individuals induced by gamma rays occurred at the same loci as those of natural soybean population. This study has demonstrated that the integration of GBS and GWAS can serve as a powerful complementary approach to gamma-ray mutation for the dissection of complex traits in soybean.

• IMMUNE NETWORK
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• 제23권2호
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• pp.15.1-15.17
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• 2023

Innate lymphoid cells (ILCs) are critical immune-response mediators. Although they largely reside in mucosal tissues, the kidney also bears substantial numbers. Nevertheless, kidney ILC biology is poorly understood. BALB/c and C57BL/6 mice are known to display type-2 and type-1 skewed immune responses, respectively, but it is unclear whether this extends to ILCs. We show here that indeed, BALB/c mice have higher total ILCs in the kidney than C57BL/6 mice. This difference was particularly pronounced for ILC2s. We then showed that three factors contributed to the higher ILC2s in the BALB/c kidney. First, BALB/c mice demonstrated higher numbers of ILC precursors in the bone marrow. Second, transcriptome analysis showed that compared to C57BL/6 kidneys, the BALB/c kidneys associated with significantly higher IL-2 responses. Quantitative RT-PCR also showed that compared to C57BL/6 kidneys, the BALB/c kidneys expressed higher levels of IL-2 and other cytokines known to promote ILC2 proliferation and/or survival (IL-7, IL-33, and thymic stromal lymphopoietin). Third, the BALB/c kidney ILC2s may be more sensitive to the environmental signals than C57BL/6 kidney ILC2s since they expressed their transcription factor GATA3 and the IL-2, IL-7, and IL-25 receptors at higher levels. Indeed, they also demonstrated greater responsiveness to IL-2 than C57BL/6 kidney ILC2s, as shown by their greater STAT5 phosphorylation levels after culture with IL-2. Thus, this study demonstrates previously unknown properties of kidney ILC2s. It also shows the impact of mouse strain background on ILC2 behavior, which should be considered when conducting research on immune diseases with experimental mouse models.

• Journal of Ginseng Research
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• 제48권3호
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• pp.310-322
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• 2024

Background: Osteosarcopenia is a common condition characterized by the loss of both bone and muscle mass, which can lead to an increased risk of fractures and disability in older adults. The study aimed to elucidate the response of various mouse strains to treatment with Rg3, one of the leading ginsenosides, on musculoskeletal traits and immune function, and their correlation. Methods: Six Collaborative Cross (CC) founder strains induced muscle atrophy and bone loss with dexamethasone (15 mg/kg) treatment for 1 month, and half of the mice for each strain were orally administered Rg3 (20 mg/kg). Different responses were observed depending on genetic background and Rg3 treatment. Results: Rg3 significantly increased grip strength, running performance, and expression of muscle and bone health-related genes in a two-way analysis of variance considering the genetic backgrounds and Rg3 treatment. Significant improvements in grip strength, running performance, bone area, and muscle mass, and the increased gene expression were observed in specific strains of PWK/PhJ. For traits related to muscle, bone, and immune functions, significant correlations between traits were confirmed following Rg3 administration compared with control mice. The phenotyping analysis was compiled into a public web resource called Rg3-OsteoSarco. Conclusion: This highlights the complex interplay between genetic determinants, pathogenesis of muscle atrophy and bone loss, and phytochemical bioactivity and the need to move away from single inbred mouse models to improve their translatability to genetically diverse humans. Rg3-OsteoSarco highlights the use of CC founder strains as a valuable tool in the field of personalized nutrition.

• 한국작물학회지
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• 제49권3호
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• pp.160-166
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• 2004

벼 M/G RIL 162 계통에 대한 초기급속등숙율에 대한 이화학적특성 및 색차색도특성 변이에 대한 주성분분석 및 유전력분석의 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 초기급속등숙율이 41％ 이하인 계통군은 164계통중 74계통이었으며, 41∼60％의 계통군에는 32계통이 있었다. 또한, 초기급속등숙율이 빠른 계통군에 속하는 61∼80％사이에는 24계통이 있었으며, 초기급속등숙율이 매우 빠른 계통군으로 분류되는 81％ 이상인 계통은 32계통이 있었다. 2. 벼 M/G RIL 164계통에 대한 품종군별 이화학적특성을 보면, 초기급속등숙을이 40％ 이하인 계통군이 단백질 함량이 9.1％로 가장 높았으며, 지방산함량은 초기급속등숙율이 61∼80％의 계통군에서 26.5KOHmg/100g으로 가장 높게 나타났다. 또한, 곡립형태에 있어서 현미길이는 41∼60％사이의 초기급속등숙율을 보인 계통군이 5.40mm로 가장 짧았으며, 81％ 이상인 계통군이 1.80mm로 현미두께가 가장 두꺼웠으며, 현미의 형태를 나타내는 현미 길이/넓이 비에 있어서는 41∼60％사이의 계통군이 2.18로 나타났다. 3. 호화온도와 깊은 관련이 있는 알카리붕괴도에 있어서는 초기급속등숙율이 61∼80％사이가 3.40으로 가장 붕괴가 되지않는 계통군으로 나봤으며, 81％이상인 계통군은 4.31로서 붕괴가 가장 잘 되는 것으로 나타나 81％의 계통군이 호화온도가 낮은 것으로 나타났다. 4. 화학적특성, 색차색도특성 및 알카리붕괴도를 이용한 벼M/G RIL 164 계통에 대한 주성분분석의 결과 제 1주성분은 약 3.6개의 형질을 포함하고 있었으며, 제 2주성분은 약 2.1개의 형질을 포함하고 있는 것으로 밝혀졌다. 또한, 제 1주성분은 전체 변동에 대한 기여율은 약 36％이었으며, 제 4주성분까지의 전체 변동에 대한 누적 기여율은 86.4％로서 설명이 가능함을 알 수 있었다. 5. 벼 M/G RIL 164 계통의 품질평가치, 단백질함량, 아밀로오스함량, 지방산함량, 명도, a-value, b-value, 채도, 색상 및 알카리붕괴도 등의 형질에 대한 유전력 검정의 결과, 품질평가치의 유전력은 87.89％로 가장 높은 유전력을 나타내었으며, 단백질함량 ＞ 알카리붕괴도 ＞ 지방산함량 ＞ 아밀로오스함량 ＞ 색상 ＞ 명도 ＞ a-value ＞ b-value의 순으로 나타났으며, 채도의 유전력은 30.62％로 가장 낮음을 알 수 있었다.

• 한국작물학회지
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• 제65권3호
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• pp.172-181
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• 2020

고시히카리는 도열병과 쓰러짐에 약하지만 밥맛 좋은 쌀로 유명하고, 육성된 지 60년이 넘은 지금까지도 일본에서 가장 많이 재배되는 품종이다. 고시히카리에 도열병에 강하면서 생육이 빠른 백일미를 교배한 RIL집단(KBRIL)에서 도열병 저항성에 대한 유전분석을 수행하여 저항성 유전자의 염색체 상 위치를 규명하고, 고시히카리의 우수한 미질을 보유하면서 도열병에도 강한 계통을 선발하기 위해 본 연구를 수행하였다. 주요 결과는 다음과 같다. 1. 고시히카리×백일미 RIL 394계통과 모·부본의 도열병 저항성(전주, 남원) 및 주요 농업형질을 조사하고, 유전 분석을 위해 사용된 142계통으로 총 130개 SNP 마커, 1,272.7cM의 유전자지도를 작성하였다. 도열병 저항성 QTL 분석 결과 전주에서는 1번 염색체의 qBL1.1이, 남원에서는 전주와 동일한 qBL1.1과 추가로 2번 염색체의 qBL2.1이 탐지되었다. 2. RIL 394계통의 qBL1.1과 qBL2.1 유전자형을 도출하고 각 QTL의 백일미 대립인자 집적에 의한 도열병 저항성 강화 효과를 관찰하였다. 전주에서는 qBL1.1의 경우에만 백일미 대립인자 집적에 의하여 도열병 저항성이 강화되었다. 반면 남원에서는 qBL1.1, qBL2.1 모두 백일미 대립인자가 집적될 때 도열병 저항성이 강화되었다. qBL1.1, qBL2.1은 출수기, 간장, 수장, 수수를 포함한 주요 농업형질에는 영향을 미치지 않았다. 3. 고시히카리×백일미 RIL 394계통 중에서 출수기와 간장을 기준으로 고시히카리와 유사하면서 도열병에 약/강한(KS/KR) 계통과 백일미와 유사하면서 도열병에 강한(BR) 계통을 각 15계통씩 선발하였다. KR 그룹은 완전 미율이 가장 우수하여 밥맛 검정, 수량성 등 추가조사를 통해 고시히카리의 우수한 밥맛을 지니면서 도열병 저항성을 보유한 고품질 밥쌀용 품종개발에 활용할 계획이다. 또한 BR그룹은 미질이 우수하면서 출수가 빠른 고품질 품종 개발에 유용할 것으로 기대된다.

• 한국작물학회지
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• 제65권4호
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• pp.485-495
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• 2020

농업유전자원센터에 보존 중인 멜론(Cucumis melo L.) 206자원에 대한 형태적 특성을 분석하였다. 형태적 특성은 과장, 과폭, 과형지수, 과육두께, 당도, 개화일수, 성숙일수 등 7가지 양적형질과 과피색, 과육색 등 2가지 질적형질을 조사하고 다변량분석을 하였다. 또한 20개 SSR 마커를 이용하여 그들의 유전적 구성을 분석하였다. 1. 멜론 유전자원 중 아시아 국가에서 수집한 자원이 77.2%로 가장 많았으며 국가별로는 우즈베키스탄에서 수집한 자원이 가장 많았다. 2. 7가지 양적형질중에서 개화일수가 자원간 가장 적은 변이(CV=9.2%)를 보였으며 당도(CV=29.1%)가 가장 높은 변이를 보였다. 3. 질적 형질 중 과피색은 녹색(102자원, 49%), 과육색은 흰색(115자원, 56%)이 가장 많았다. 4. 주성분 분석 결과 제1주성분(36.7%), 제2주성분(22.1%), 제3주성분(21.7%)이 전체 변량의 80.5%를 나타내었다. 5. 군집분석 결과 멜론 206자원은 3개의 그룹으로 나뉘었으며 각각 107자원, 43자원, 56자원으로 구성이 되었다. 이 중 그룹 I에 속한 자원들이 다른 그룹의 자원들 보다 과장, 과폭이 길고 당도가 높은 특징을 보였다. 6. SSR 마커를 이용한 유전적 상태 구분 결과 K189118, K100486, K190292은 모두 동형접합형 대립유전자(Homozygote allele)를 보였으며 이를 토대로 근교계(Inbred) 자원으로 예측 할 수 있었다. 본 연구 결과는 멜론 과일 품질 향상을 위한 육종 프로그램에 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국가축번식학회지
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• 제23권3호
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• pp.247-256
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• 1999

본 연구는 한국야생 유래 행동이상 마우스(M. m. molossinus-tt@Kist)의 혈액학 및 혈액생화학치와, 체외수정란과 정자동결보존법, 체외수정과 수정란 이식기법을 이용한 번식장애 개선과 병원성 미생물이 제거된 무병마우스 생산을 위하여 실시하였다. 1. 5주령의 혈액학치에서 RBC, platelet치는 근교계에 비해 높게 나타났다. 혈액생화학치에서는 total cholesterol치가 근교계에 비해 높게 나타났으나 triglyceride, total protein, albumin치는 유사하였다. 2. 과배란 유기시의 평균 채란 수는 PMSG/hCG를 2.5/2.5 lU 투여군에서 11.6개, 5.0/5.0 IU 투여군에서 12.7개로 통계학적 유의 차는 인정되지 않았다. 3. 2.5/2.5 lU 투여군과 5.0/5.0 lU 투여군의 수정율은 각각 87.9%와 52%로 2.5/2.5 lU 부여군이 유의성있게 높은 성적을 나타내었고(p<0.05), 2세포기로의 발달율도 각각 유의성이 인정되는 99.0%와 90.6%였다 (p<0.05). 4. 동결정자를 이용한 체외수정에서의 수정율은 24.8%로 신선정자를 사용했을 때의 87.9% 보다 낮은 성적이었다. 5. 체외 수정란의 이식후의 산자율은 동결 2세포기 체외수정란의 경우 5마리(6.6%), 동결 정사를 이용한 체외 수정란의 경우 6마리(19.4%)와 대조군의 체외수정란의 경우 10마리(21.7%)의 새끼를 얻었다. 6. 이식후 출산한 산자의 미생물학적 검사에서 MHV(Mouse hepatitis virus)와 Staphylo-coccus aureus 등의 병원성 미생물이 무병대리모를 이용한 수정란이식에 의해 제거되었음을 확인하였다.