• 한국환경농학회지
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• 제38권3호
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• pp.185-196
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• 2019

BACKGROUND: This study investigated the effects of rice genetically modified to be resistant against rice blast and rice bacterial blight on the soil microbial community. A comparative analysis of the effects of rice genetically modified rice choline kinase (OsCK1) gene for disease resistance (GM rice) and the Nakdong parental cultivar (non-GM rice) on the soil microbial community at each stage was conducted using rhizosphere soil of the OsCK1 and Nakdong rice. METHODS AND RESULTS: The soil chemistry at each growth stage and the bacterial and fungal population densities were analyzed. Soil DNA was extracted from the samples, and the microbial community structures of the two soils were analyzed by pyrosequencing. No significant differences were observed in the soil chemistry and microbial population density between the two soils. The taxonomic analysis showed that Chloroflexi, Proteobacteria, Firmicutes, Actinobacteria, and Acidobacteria were present in all soils as the major phyla. Although the source tracking analysis per phylogenetic rank revealed that there were differences in the bacteria between the GM and non-GM soil as well as among the cultivation stages, the GM and non-GM soil were grouped according to the growth stages in the UPGMA dendrogram analysis. CONCLUSION: The difference in bacterial distributions between Nakdong and OsCK1 rice soils at each phylogenetic level detected in microbial community analysis by pyrosequencing may be due to the genetic modification done on GM rice or due to heterogeneity of the soil environment. In order to clarify this, it is necessary to analyze changes in root exudates along with the expression of transgene. A more detailed study involving additional multilateral soil analyses is required.

• 한국육종학회지
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• 제49권3호
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• pp.230-234
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• 2017

녹두 품종 '수현'은 '전남14호'와 'IT208777'을 교배하여 2010년에 육성되었다. 초형은 직립이고 잎 모양은 심장형이고 배축색은 녹색이고 성숙한 꼬투리는 검고 곧으며 종피는 광색이 없는 녹색이다. '수현'의 경장은 66cm로 '어울녹두'보다 5cm 작고 개체당 꼬투리는 24개로 5개 많으며 나물 수율은 8.67배로 16% 많다. 종실의 전분, 조단백질 및 조지방 함량은 각각 62.7, 27.3, 1.89%이다. '수현' 평균 수량은 1.74톤/ha로 '어울녹두'보다 8% 많다. (품종보호권 등록번호: 제5107호, 2014년 7월 31일)

• The Plant Pathology Journal
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• 제38권3호
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• pp.239-247
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• 2022

Bacterial wilt caused by the pathogen Ralstonia solanacearum is a devastating disease of potato crops. Harmonizing immunity to pathogens and crop yield is a balance between productive, economic, and environmental interests. In this work, the agronomic performance of two events of potato cultivar INIA Iporá expressing the Arabidopsis thaliana EFR gene (Iporá EFR 3 and Iporá EFR 12) previously selected for their high resistance to bacterial wilt was evaluated under pathogen-free conditions. During two cultivation cycles, the evaluated phenotypic characteristics were emergence, beginning of flowering, vigor, growth, leaf morphology, yield, number and size of tubers, analyzed under biosecurity standards. The phenotypic characteristics evaluated did not show differences, except in the morphology of the leaf with a more globose appearance and a shortening of the rachis in the transformation events with respect to untransformed Iporá. The Iporá EFR 3 genotype showed a ~40% yield decrease in reference to untransformed Iporá in the two trials, while Iporá EFR 12 did not differ statistically from untransformed Iporá. Iporá EFR 12 shows performance stability in the absence of the pathogen, compared to the untransformed control, positioning it as an interesting candidate for regions where the presence of the pathogen is endemic and bacterial wilt has a high economic impact.

• The Plant Pathology Journal
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• 제39권6호
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• pp.575-583
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• 2023

Fusarium root rot is an increasingly severe problem in soybean cultivation. Although several Fusarium species have been reported to infect soybean roots in Heilongjiang province, their frequency and aggressiveness have not been systematically quantified in the region. This study aimed to investigate the diversity and distribution of Fusarium species that cause soybean root rot in Heilongjiang province over two years. A total of 485 isolates belonging to nine Fusarium species were identified, with F. oxysporum and F. solani being the most prevalent. Pot experiments were conducted to examine the relative aggressiveness of different Fusarium species on soybean roots, revealing that F. oxysporum and F. solani were the most aggressive pathogens, causing the most severe root rot symptoms. The study also assessed the susceptibility of different soybean cultivars to Fusarium root rot caused by F. oxysporum and F. solani. The results indicated that the soybean cultivar DN51 exhibited the most resistance to both pathogens, indicating that it may possess genetic traits that make it less susceptible to Fusarium root rot. These findings provide valuable insights into the diversity and distribution of Fusarium species that cause soybean root rot and could facilitate the development of effective management strategies for this disease.

• 한국작물학회지
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• 제68권3호
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• pp.175-187
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• 2023

Peanuts, also known as groundnuts (Arachis hypogaea L.), are globally recognized as a vital oilseed crop. Peanuts are rich in proteins (e.g., arginine), oils (e.g., oleic acid and linoleic acid), fiber, vitamins (e.g., niacin and tocopherol), and carbohydrates and are consumed worldwide. However, the presence of aflatoxin (AF) has garnered substantial attention since its initial discovery as the causative agent of Tukey's X disease in the United Kingdom in 1960. Among the 18 aflatoxins identified, aflatoxin B₁ (AFB₁) has the highest toxic activity and causes hepatocellular carcinoma. It is classified as Group I by the International Agency for Research on Cancer (IARC) of the World Health Organization (WHO). The present study was conducted to evaluate aflatoxin B₁ resistance of 102 peanut accessions and select putative aflatoxin B₁-resistant peanut accessions to aflatoxin B₁. One hundred and one Korean germplasms harvested in 2020 were inoculated with A. flavus to identify aflatoxin-resistant cultivars, and the aflatoxin B₁ concentration was measured using an ultra-performance liquid chromatography-photodiode array detector. Twenty-six accessions with aflatoxin B₁ concentrations lower than those of the check plant 55-437 were chosen for the development of aflatoxin-resistant varieties in Korea. As Korean aflatoxin-resistant varieties have not yet been developed, the findings of the present study are expected to provide useful information for the development of aflatoxin-resistant cultivars.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2020년도 추계국제학술대회
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• pp.63-63
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• 2020

Rice stripe virus (RSV) disease is one of the major constraints in rice production, transmitted by the small brown planthopper (SBPH; Laodelphax striatellus). Upon RSV infection, plants develop typical symptoms, which include chlorosis and weakness of newly emerged leaves, white and yellow spots, stripe on leaves, and necrotic and wilting leaves, resulting in plant growth inhibition, oxidative damage that may culminate in programmed cell death (PCD) and plant death in severe epidemics. Although RSV-resistant quantitative trait loci (QTLs), Stv-a, Stv-b, and Stv-bi, were mapped using various resistant varieties, one RSV-resistant gene, OsSOT1, has been identified so far. In this study, we used the rice cultivar Zenith, known to carry Stv-b, to investigate novel RSV-genes through fine mapping. Therefore, we crossed Zenith (Donor parent, RSV resistant) with Ilpum (Recurrent parent, RSV susceptible) to fine-map using a BC₂F₂ population of 2100 plants. Chromosome segment introgression lines that were heterozygous at a different region were selected, two types of heterozygous lines showed an heterozygous genotype between Sid2 and Sid75 to Indel9 and RM6680. Interestingly, we identified qSTV11^Z region harboring Stv-b, covering about 171-kb region between the InDel markers Sid75 and Indel8. The localization of qSTV11^Z provides useful information that could be used for marker-assisted selection and determination of genetic resources in rice breeding.

• 한국육종학회지
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• 제40권4호
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• pp.484-489
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• 2008

"영양보리"는 총체생산성이 높으며 사료 영양가가 우수한 보리품종을 개발하기 위하여 키가 크고 내습성이 강한 부농을 모본으로 하고 조숙 계통인 밀양55호를 부본으로 하여 1992년도 영남농업연구소에서 인공 교배하였다. 1993년 $F_1$을 양성한 후 1994년부터 1995년까지 집단육종법으로 $F_2$, $F_3$ 세대를 전개하였고, 1996년부터 1997년까지 계통육종법으로 $F_4$, $F_5$ 계통을 전개하여 초형 및 내병성이 우수한 YB3882-B-B-B-17-1 계통을 선발하였다. 1998년부터 1999년까지 2년간 생산력검정 예비시험과 생산력 검정 본시험을 실시한 결과, 직립이며 총체수량성이 높고 내습성이 강하여 총체 사료용 보리로서 우수성이 인정되어 "밀양111호"로 계통명을 부여하고 2000년부터 2002년까지 3년간 지역적응시험을 실시하였다. 그 결과, 수량성이 높고 습해 및 호위축병에 강한 계통으로 입증되어 2002년 9월 농작물 직무육성품종선정심의회에서 신품종으로 선정됨과 동시에 "영양"으로 명명하여 등록하고 농가에 보급하게 되었다. 1. 영양보리는 올보리에 비해 출수기는 2000년부터 2002년까지 3년동안 수원, 아산, 대전에서 평균 5월 1일로 올보리보다 4일 정도 늦었으며 성숙기는 수원에서 평균 6월 6일로 올보리 보다 1일정도 늦은 중만생종이다(표2, 3). 2. 영양보리는 초장은 83 cm로 올보리 보다 2 cm크며, $m^2$ 당 경수는 637개로 올보리에 비해 120개 적었으며, 엽신/줄기+엽신의 비율과 이삭/총체 비율은 올보리와 비슷한 하였다. 3. 내습성과 도복 정도는 올보리와 비슷하였으나 연천에서 실시한 내한성은 올보리 보다 약 하였으며 호위축병 저항성은 올보리 보다 강하고, 흰가루병 저항성은 올보리와 같았다. 4. 영양보리의 건물수량은 11.7톤/ha으로 올보리보다 18% 증수하였으며, 종실수량은 6.32톤/ha로 올보리 보다 5% 증수한 다수성이다. 5. 영양보리의 탈립율이 42%로 올보리에 비해 낮았고. 조단백질 함량, ADF, NDF는 올보리와 비슷하며, TDN비율은 올보리에 비하여 다소 낮고 사일레지 품질은 비슷하였다.

• 한국작물학회지
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• 제29권2호
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• pp.136-151
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• 1984

수도에 있어서 흰등멸구에 대한 저항성 유전자를 가진 것으로 알려진 N22(Wbphl)와 ARC 10239(Wbph2)의 흰등멸구 저항성 유전자의 연관 분석을 하기 위하여 V번 연관군을 제외한 11개 연관군의 표식 유전자를 가진 semi-dwarf 초형의 검정친과 N22및 ARC10239와의 교잡 F$_2$세대에서 12개 표식 유전자의 유전양식을 조사하고 F$_3$ 세대에서 흰등멸구에 대한 저항성의 분리를 조사하여, 이들을 이용하여 연관분석을 한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. N22와 검정친들과의 교잡 세대 F$_2$에서 lg, d-t, g, la, nl, bl, gl 둥은 우성과 열성이 3 : 1로, Bh는 9 : 7로 이론치에 맞게 분리하였으며, Cl, gh, Lh, bc 등 4개 형질은 오차가 컸지만 대체로 이론분리비에 비슷한 분리비를 보였다. 2. ARC 10239와 검정친들과의 조합 F$_2$에서 Cl, lg, Pn, g, la, bl, gl 등은 우성과 열성이 3 : 1로, Bh는 9 : 7로 분리하였으며, gh, Lh, nl, bc 등은 이론분리에 비하여 오차가 크게 나타났다. 3. N22의 Wbph1 유전자와 ARC 10239의 Wbph 유전자는 단순우성유전자이었으며 저항성 계통, 분리계통 및 감수성 계통의 분리비는 모든 조합에서 1 : 2 : 1 의 이론치에 합당하였다. 4. Wbph1은 II번 연관군의 liguleless (lg)와 36.8%의 조환가로 연관되어 있으며 Black hull(Bl)과도 35.9%의 조환가로 연관된 것으로 나타났으며, Bh는 II번 연관군의 Ph(Phenol staining)와 보족적으로 발현됨 을 고찰하였다. 5. Wbph 2는 검정된 I,II,III,IV,VI,VII,VIII,IX,X,XI,XII번 연관군의 Cl, lg, Pn, g, gh, Lh, la, nl, bl, bc, gl, Bh와 독립적인 것으로 나타났다. 6. 이상에서 흰등멸구 저항성 유전자 Wbph2의 연관관계가 분명하지 못한 것은 사용된 Marker 유전자가 염색체상에서 저항성 유전자와 원거리에 있거나 Marker 형질의 발현특성에서 기인된 것으로 생각된다. 7. Wbph2의 연관관계는 본 실험에서 검토되지 못한 V번 연관군을 포함하여 독립성 검정에서 변이가 큰 것으로 나타난 Ⅶ, Ⅷ, Ⅹ 및 XII 번 연관군과의 조합에 대하여는 재검토되어야 할 것으로 판단된다.

• 원예과학기술지
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• 제34권3호
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• pp.442-452
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• 2016

Plasmodiophora brassicae Woron.에 의한 뿌리혹병은 배추과 작물에 발생하여 전세계적으로 심각한 피해를 주고 있다. 본 연구에서는 뿌리혹병균에 대한 양배추의 저항성 특성을 조사하기 위하여, 일반 품종, 뿌리혹병 저항성(CR) 품종 및 CR 계통 그리고 저항성과 감수성 계통의 교배로부터 얻은 $F_3$ 계통에서 뿌리혹병균 균주들에 의한 뿌리혹병 발생 조사하였다. 국내 시판 중인 일반 양배추 16품종에서 뿌리혹병균 4균주(DJ, HN1, GN1 및 YC)에 의한 뿌리혹병 발생을 조사한 결과, 이들 뿌리혹병균들은 감수성 배추에서는 유사한 뿌리혹병 발생을 보였으나, 양배추 16품종에서는 균주에 따라 뿌리혹병 발생에 큰 차이가 있었다. 양배추에서 병원력이 가장 강한 균주는 YC 균주였고, 그 다음은 GN1, HN1, DJ 균주순이었다. 일반 양배추 품종에서 뿌리혹병 발생이 뿌리혹병균의 병원력에 따라 차이를 보이는 것과 달리, CR 양배추 계통인 'YCR478'과 CR 양배추 2품종은 YC, GN1, HN1 및 DJ 균주를 포함한 뿌리혹병균 12개 균주에 대하여 모두 고도의 저항성을 보였다. 한편, 'YCR478'과 감수성 계통 'C1176'의 교배로부터 얻은 $F_3$ 107계통의 뿌리혹병균 3개 균주에 대한 저항성 차이를 조사한 결과, YC, GN1 및 DJ 균주에 대하여 감수성 반응을 나타내는 $F_3$ 계통은 각각 89, 33, 6개였다. 이와 반대로 이들 균주에 대하여 저항성을 보이는 계통은 각각 6, 36, 67개였다. 이상의 결과로 양배추의 뿌리혹병 저항성은 P. brassicae 균주들의 병원력 정도에 따라 영향을 받는 것으로 생각되었다.

• Molecules and Cells
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• 제39권5호
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• pp.426-438
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• 2016

Plant disease resistance occurs as a hypersensitive response (HR) at the site of attempted pathogen invasion. This specific event is initiated in response to recognition of pathogen-associated molecular pattern (PAMP) and subsequent PAMP-triggered immunity (PTI) and effector-triggered immunity (ETI). Both PTI and ETI mechanisms are tightly connected with reactive oxygen species (ROS) production and disease resistance that involves distinct biphasic ROS production as one of its pivotal plant immune responses. This unique oxidative burst is strongly dependent on the resistant cultivars because a monophasic ROS burst is a hallmark of the susceptible cultivars. However, the cause of the differential ROS burst remains unknown. In the study here, we revealed the plausible underlying mechanism of the differential ROS burst through functional understanding of the Magnaporthe oryzae (M. oryzae) AVR effector, AVR-Pii. We performed yeast two-hybrid (Y2H) screening using AVR-Pii as bait and isolated rice NADP-malic enzyme2 (Os-NADP-ME2) as the rice target protein. To our surprise, deletion of the rice Os-NADP-ME2 gene in a resistant rice cultivar disrupted innate immunity against the rice blast fungus. Malic enzyme activity and inhibition studies demonstrated that AVR-Pii proteins specifically inhibit in vitro NADP-ME activity. Overall, we demonstrate that rice blast fungus, M. oryzae attenuates the host ROS burst via AVR-Pii-mediated inhibition of Os-NADP-ME2, which is indispensable in ROS metabolism for the innate immunity of rice. This characterization of the regulation of the host oxidative burst will help to elucidate how the products of AVR genes function associated with virulence of the pathogen.