• 한국조리학회지
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• 제20권4호
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• pp.27-36
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• 2014

본 연구에서는 초고압 추출공정을 이용하여 전통적인 기존 추출공정과 비교함으로써 초고압 추출공정에 의한 꼬마칼라감자의 항산화 활성 증진을 확인하고자 연구를 수행하였다. 초고압 처리 추출물의 수율이 15분 처리시 2.10, 30분 처리시 2.41%로 추출 수율을 나타내어 일반 열수추출공정(1.73%)과 비교하여 약 1.2~1.4배의 추출수율을 나타내었다. 초고압 공정에 따른 변화 비교에서는 초고압 공정을 병행하였을 시 총 페놀과 플라보노이드 함량이 초고압 공정을 거치지 않은 것보다 다소 증가되는 것으로 보아 활성성분의 용출이 증진된 것으로 보인다. DPPH radical 소거 활성은 30분 초고압 처리한 추출물이 1.0 mg/mL에서 76.21%로 높은 활성을 나타내었으며, 환원력 역시 전체적으로 초고압 공정을 실시하였을 때의 활성이 높게 측정되었다. 초고압 추출이 꼬마칼라감자 내부 조직까지 영향을 주어 세포벽이 깨어지면서 조직 및 구조가 변화한 것으로 판단되며, 이를 통해 수율 및 활성 성분의 용출 증가가 이루어 진 것으로 사료된다. 따라서 꼬마칼라감자의 초고압 추출공정의 최적화를 통한 활성물질의 추출 극대화를 통해 높은 경제적 가치를 이룰 것으로 판단된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제41권8호
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• pp.1035-1040
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• 2012

유색감자의 식품학적 가치를 향상시키고, 고기능성 유색감자 신품종 육성 및 기능성식품의 천연소재로써 기초자료를 제공하고자 일반감자인 '수미'와 다양한 유색감자의 생리 활성을 평가하였다. 총 폴리페놀 함량은 '수미'가 120.0 mg/100 g powder, '블루'가 151.1 mg/100 g으로 유색감자가 일반감자보다 더 많은 폴리페놀을 함유하고 있는 것으로 나타났다. 전자공여능은 추출물의 농도가 높아질수록 활성이 증가하였으며, '레드'와 '하령'을 제외한 유색감자의 활성이 '수미'보다 뛰어났다. Hydroxyl radical 소거능은 $2,000{\mu}g/mL$ 농도에서 '하령'을 제외한 나머지 유색감자의 활성이 '수미' 보다 높았으며, 특히 '블루'가 65.5%로 가장 높았다. 전단구 백혈병 세포주인 THP-1에 대한 세포 독성은 '블루', '자서', '자심'이 강한 활성을 나타내었고, 간암세포 $HepG_2$에 대한 증식 억제 효과는 '블루'만이 높은 항암효과를 나타내었다. 이상의 결과, 유색감자는 일반감자보다 항산화 및 항암활성이 뛰어난 것으로 나타났으며, 특히 유색감자 중에서도 '블루'의 생리활성이 높은 것으로 나타났다. 따라서 '블루'를 비롯한 다양한 종류의 유색감자는 기능성식품 소재로써 개발할 가치가 매우 높음을 알 수 있으며, 특히 감자가 주식 또는 부식으로 손쉽게 섭취하는 식용작물임을 감안할 때 그 가능성은 더욱 증대될 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제32권3호
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• pp.151-159
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• 2005

Injury caused by reactive oxygen species (ROS), known as oxidative stress, is one of the major damaging factors in plants exposed to environmental stress. Chloroplasts are specially sensitive to damage by ROS because electrons that escape from the photosynthetic electron transfer system are able to react with relatively high concentration of $O_2$ in chloroplasts. To cope with oxidative stress, plants have evolved an efficient ROS-scavenging enzymes such as superoxide dismutase (SOD) and ascorbate peroxidase (APX), and low molecular weight antioxidants including ascorbate, glutathione and phenolic compounds. To maintain the productivity of plants under the stress condition, it is possible to fortify the antioxidative mechanisms in the chloroplasts by manipulating the antioxidation genes. A powerful gene expression system with an appropriate promoter is key requisite for excellent stress-tolerant plants. We developed a strong oxidative stress-inducible peroxidase (SWPA2) promoter from cultured cells of sweetpotato (Ipomoea batatas) as an industrial platform technology to develop transgenic plants with enhanced tolerance to environmental stress. Recently, in order to develop transgenic sweetpotato (tv. Yulmi) and potato (Solanum tuberosum L. cv. Atlantic and Superior) plants with enhanced tolerance to multiple stress, the genes of both CuZnSOD and APX were expressed in chloroplasts under the control of an SWPA2 promoter (referred to SSA plants). As expected, SSA sweetpotato and potato plants showed enhanced tolerance to methyl viologen-mediated oxidative stress. In addition, SSA plants showed enhanced tolerance to multiple stresses such as temperature stress, drought and sulphur dioxide. Our results strongly suggested that the rational manipulation of antioxidative mechanism in chloroplasts will be applicable to the development of all plant species with enhanced tolerance to multiple environmental stresses to contribute in solving the global food and environmental problems in the 21st century.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제38권1호
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• pp.62-68
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• 2011

원예작물의 생육을 저하시키는 각종 병충해로 인한 과도한 농약과 화학비료의 사용은 환경오염뿐만 아니라 작물의 생산량에도 큰 영향을 미치고 있다. 식물생명공학기술을 이용하여 농약이나 화학비료 사용량을 획기적으로 줄일 수 있는 식물체의 개발, 즉 형질전환을 이용한 분자 육종기술은 병충해 내성 농작물을 개발하여 과도한 화학비료의 사용에 따르는 여러가지 문제점들을 극복할 수 있는 대안으로 대두되고 있다. 본 연구에서는 모델식물인 애기장대에서 분리한 식물생체방어 신호전달에 관련된 AtCBP63 유전자를 감자에 과발현시켰고, 이러한 형질 전환 감자에서 병저항성에 관여하는 유전자인 PR-2, PR-3, PR-5 유전자들의 발현이 증가되어 지속적으로 식물 방어 기작이 활성화되어 있음을 확인하였다. 또한, 감자에서 무름병 (soft rot disease)을 일으켜 막대한 피해를 유발하는 병원성 세균인 Erwinia carotovora subsp. Carotovora (Ecc)를 이용하여 AtCBP63 유전자를 과발현한 감자에 감염시켰을 때, 병 저항성이 증가한다는 사실을 검증하였다. 앞으로, 다양한 곰팡이 균에 대응하여 AtCBP63 유전자를 과발현한 감자에 저항성을 검증하고자 한다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제38권1호
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• pp.49-53
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• 2011

본 실험은 해발 800 m의 대관령에서 가을감자 기본종 생산을 위한 분무경 재배시 적품종을 선발하기 위해 수행하였다. 분무경 재배방법은 3분에 20초씩 양액을 분사하였고, 두께 30 mm스티로폼 위에 직경 20 mm구멍을 뚫고 9월5일 정식하여, 11월 12일에 수확하였다. 시험품종은 '대서', '대지', '하령', '홍영', '자영', '조풍', '조원', '남서', '서홍', '수미' 등 10품종을 공시하여 생육 및 수량을 비교하였다. 생육초기의 경장은 '하령', '자영', '서홍' 등 3품종이 대조구인 수미보다 좋았으나, 생육후기에는 큰 차이를 보이지 않았다. 또한 생육초기의 뿌리 생육은 '수미'가 좋았으나, 생육 후기로 갈수록 '자영', '서홍', '자영' 등 3품종이 크게 증가하였다. 복지생체중은 36 ~ 48.6 g 범위였으며, '서홍'>'수미'>'자영'>'홍영' 순으로 무거웠다. 특히, 괴경수는 '조원'품종이 22.4개/주로 '수미' 품종의 11.3개에 비해 2배 이상 많았다. 따라서 가을감자 기본종 생산을 위한 분무경 재배시 적품종은 '서홍', '자영', '홍영', '조원' 등 4품종이었다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제38권1호
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• pp.42-48
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• 2011

고등식물의 엽록체 유전공학은 핵 형질전환과 비교해 볼때 여러 가지 독특한 장점을 가진다. 높은 transgene 발현율, 상동 재조합에 의한 site-specific transgene의 삽입으로 인해 유전자의 position effect가 없으며, 단일 형질전환으로 동시에 여러 유전자의 도입이 가능하고 모계 유전으로 인해 화분 방출 위험을 감소시킬 수 있다. 담배 specific한 pCtVG (trnI-Prrn-aadA-mgfp-TpsbA-trnA) 벡터를 이용하여 안정적인 감자 엽록체 형질전환 시스템을 개발하였다. 감자 엽록체 게놈으로 외래유전자의 삽입과 homoplasmic level은 PCR과 Southern blot 분석으로 확인하였다. Northern과 immunoblot 분석 및 GFP fluorescence imaging을 통하여 엽록체 형질전환체의 잎에서 GFP 유전자가 강하게 발현, 축적됨을 알 수 있었다. 본 연구에서 확립된 감자 엽록체 형질전환 시스템을 이용하여 유용 유전자를 도입함으로써 농업적 형질을 개선하거나 고부가가치 단백질을 대량 생산하는 감자를 보다 효율적으로 개발할 수 있을 것이다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제39권4호
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• pp.300-304
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• 2012

수확 후 저장하면서 감자에 함유된 아스파라진 함량의 변화를 연구하기 위하여 수확 후, 저장 중, 감자싹의 아스파라진 함량을 분석하였다. 수확 후 감자 품종별 아스파라진 함량은 수미 가황 대서 고운 품종의 순으로 높았다. 감자 품종에 함유된 아스파라진 함량은 건물중 기준 평균 1300 mg/100g이었다. 저장 조건에 따른 아스파라진 변화를 분석하고 괴경과 싹을 구분하여 아스파라진 함량을 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 아스파라진의 함량은 $4^{\circ}C$에 저장할 경우에는 저장기간에 관계없이 큰 변화가 없는 경향이었지만, $10^{\circ}C$에서는 3개월간 저장하였을 때 9.7% 증가하여 저장온도가 높고 저장기간이 길어질수록 아스파라진의 함량은 증가하는 경향을 보였다. 감자싹의 위치별 아스파라진의 함량은 괴경과 맞닿은 아래부분의 싹이 상부의 싹에 비하여 21% 높았다. 휴면이 타파되고 맹아가 출현하여 싹이 발달하는 과정에서 아스파라진의 함량은 증가하는 것으로 생각된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제20권2호
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• pp.166-174
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• 2018

감자는 전 세계적으로 생산량이 쌀, 벼, 옥수수 다음으로 널리 재배되고 있는 식량 작물이며 생육 중에 수분스트레스를 받을 경우 수량에 크게 영향을 받는다. 기후변화에 의한 감자수량의 변화를 정확하게 예측하는 것은 식량안보를 위해 매우 중요하다. 기후변화 등에 의한 환경에 따른 작물생산량 예측을 위해 전세계적으로 많은 연구자들이 작물모형프로그램을 이용해서 다양한 작물에 대해 연구를 수행하고 있다. 미국에서 개발된 DSSAT 프로그램도 그 중 하나로 다양한 작물에 대한 여러 모델들을 하나의 프로그램으로 통합한 일종의 패키지이며 27종의 작물에 대해 연구할 수 있다. 이 연구에서는 RCP 8.5 기후조건에서 2050년대와 2090년대의 국내 5개 지역의 감자 생산량을 모의하였다. 국내에서 가장 흔하게 재배되고 있는 감자품종인 수미에 대한 품종모수가 DSSAT프로그램에 내재되어 있지 않기 때문에 2016-2017년 실제 생육조사를 통해 얻은 자료로 하부모듈인 GenClac 프로그램에서 수미품종의 품종모수를 추측하였으며, 총 5개 지역 39개의 지역적응시험 성적자료를 이용하여 추측된 품종모수를 검증하였다. 검증된 품종모수로 RCP 8.5기후 시나리오조건에서 수미품종의 생산량예측을 수행한 결과 2010년대와 비교하여 2050년대에는 5개 지역 총 생산량이 26% 증가한 반면 2090년대에는 17% 감소하였다. 그러므로 기후변화에 대비하여 안정적인 감자 생산을 위해서는 고온에서의 재배와 관수와 관련된 연구가 중요할 것으로 생각된다.

• The Plant Pathology Journal
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• 제19권1호
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• pp.13-18
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• 2003

From 1996 to 1999, potato-growing areas in Korea were surveyed for identification and distribution of potato scab pathogens. Potato scab was widely distributed in the mass cultivation areas, especially in Jriu island, southern areas of Chonnam and Gyounggi provinces, and the alpine area of Gangwon province. Jeju island was the most affected area by this disease. A total of 55 Streptomyces strains were isolated from potato scab lesions, among which 40 strains were pathogenic on progeny tubers. Among the pathogenic strain, 21 strains were identified as previously described S. scabies, 7 Strains as S. turgidiscabies, and 5 Strains as S. acidiscabies, while 7 strains were observed as having distinct phenotypic properties. These strains were classified into six distinct clusters based on phenotypic characteristics and selected representative strains for each cluster. S. scabies (S33) had grey spores in a spiral chain. Mean-while, S. turgidiscabies (S27) had grey spores, S. acidiscabies (S71) had white spores, S. luridiscabiei (S63) had yellow-white spores, S. puniciscabiei (S77) had purple-red spores, and S. niveiscabiei (S78) had thin and compact white spores, all in a rectiflexuous chain. Pathogenicity was determined by the production of thaxtomin A and homologs of necl and ORFtnp genes. In TLC, representative strains S27, S71, S63, S77, and S78 produced a yellow band that co-migrated with the authentic thaxtomin A. However, thaxtomin A was not detected in chloroform extracts from oatmeal broth culture and Slice tuber tissue of S. luridiscabiei (S63) and S. puniciscabiei (S77) by HPLC analysis. In addition, no homologs of necl and ORFtnp genes in S. acidiscabies (S71), S. luridiscabiei (S63), S. puniciscabiei (S77), and S. niveiscabiei (S78) were detected by PCR and Southern hybridization analysis.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제7권3호
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• pp.183-186
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• 2005

Cryopreservation has been recognized as a practical and efficient tool for the long-term storage of vegetatively propagated plants. This study was conducted to investigate the effects of slow-freezing techniques on the cryopreservation of potato. In vitro plantlets of the potato genotypes of 'Atlantic', 'Superior’, 'Namseo', 'J138', and 'CTO5-5' were cold acclimated, and the excised axillary buds were precultured, osmoprotected, exposed to plant vitrification solution, frozen slowly to $-40^{\circ}C$ and then rapidly plunged into liquid nitrogen, thawed and finally plated on the regeneration medium. It was found that the higher the sucrose concentrations in the subculture medium of donor plantlets, the higher the survival rates of shoot tips after cryopreservation, and the highest survival (20%) was observed in the medium added with 0.25 M sucrose. As for the effect of cooling, $0.3^{\circ}C/min$ cooling speed showed the highest survival (25%). Different varieties showed different responses over different cryopreservation treatments. Survival rate was increased by slow-freezing technique method as compared with that of the basic cryopreservation method of vitrification alone in the diverse potato genotypes. Leaf and tuber morphologies of potatoes regenerated after cryopreservation using slow freezing technique were similar to those derived from the in vitro stock plantlets.