옥수수 뿌리의 습해 관련 대사체 발현 분석

손재한,고영삼,배환희,손범영,신성휴,정태욱 경상국립대학교 농업생명과학연구원 2022 농업생명과학연구 Vol.56 No.6

The ability of resistant to waterlogging of corn is one of the important factor to cultivate in paddy soil condition to increase cultivation area and self-sufficiency of corn in Korea. We developed some elite inbred line containing 19KT-32P through the cross between Korean corn resource (Zea mays L.) and wild corns (Zea mays spp. parviglumis). We screened and analyzed the metabolites expressed in root of 19KT-32P that was treated waterlogging for 7 days at the seedling (V3) stage. 180 predict metabolites were detected. We selected 8 of 180 metabolites like as ℽ-aminobutyric acid (GABA), putrescine, citrulline, Gly, and Ala that expression was remarkably changed over 2.5-times, 7 metabolites increased and 1 metabolite decreased in waterlogging, respectively. Most of metabolites were related to abiotic stress in plant that it regulated to pH, osmotic pressure K+/Ca++ and ATPase activity. Glutamate decarboxylase (GAD) catalyzing GABA accumulation gene have 10 haplotypes, and exon1 was highly conserved, but identified to many SNPs after the first intron. Therefore, we are analyzing the association using these results for increase breeding efficiency. 옥수수의 내습성은 우리나라 옥수수 재배면적 확대와 자급률 향상을 위해 고려되어야 할 중요한 요소 중 하나이다. 본 연구는 내습성 옥수수계통 개발을 위한 기초 연구로서, 토양의 표면침수조건에서 변화하는 옥수수 뿌리의 대사체를 분석하여 옥수수의 내습성 관련 생리 기작을 구명하고자수행되었다. 우리나라 옥수수 유전자원(Zea mays L.)과 야생종 옥수수(Zea mays spp. parviglumis) 간 교배를 통하여 내습성이 향상된 계통을개발했고, 그 중 19KT-32P를 유묘단계(V3)에 7일 동안 침수시킨 후 뿌리에서 발현되는 대사체를 탐색하고 분석하였다. 총 180개 대사체가 확인되었고, 그 중에서 ℽ-aminobutyric acid (GABA), putrescine, citrulline, Gly, Ala 등 8개 대사체는 각각 2.5배 이상 발현이 증가 또는 감소하였다. 확인된 대사체는 식물에서 pH, 삼투압, K+/Ca++ 및 ATPase 활성을 조절하는 비생물적 스트레스와 관련이 있었다. 특히 가장 발현이 높은 GABA는glutamate decarboxylase (GAD) 효소에 의해 축적되며, 본연구에서 분석한 결과 10개의 유전자형이 확인되었다. 특히 첫 번째 엑손은 매우보존적이었지만, 두번째 엑손부터 많은 SNP 다형성이 확인되었다. 이러한 결과는 앞으로 내습성 옥수수 선발을 위한 분자마커로 활용되어 육종효율을 높이는 좋은 수단으로 이용될 수 있을 것으로 생각된다.

성숙기의 고온처리에 따른 밀의 농업형질 특성 변화 분석

손재한,강천식,정영근,김양길,박종호,박태일,윤영미,송태화,김보경 한국작물학회 2017 한국작물학회 학술발표대회 논문집 Vol.2017 No.-

국내환경에서 밀 유전자원의 연차간 농업특성 분석

손재한,양진우,강천식,김경훈,김경민,정한용,박진희,손지영,박태일,최창현,Son, Jae-Han,Yang, Jinwoo,Kang, Chon-Sik,Kim, Kyeong-Hoon,Kim, Kyeong-Min,Jeong, Han-Yong,Park, Jinhee,Son, Ji-Young,Park, Tae-il,Choi, Changhyun 한국작물학회 2021 Korean journal of crop science Vol.66 No.2

다양하고 우수한 밀의 유전자원을 확보하는 것은 앞으로 한국의 밀 육종에서 매우 중요한 임무이다. 따라서 본 연구는 한국뿐만 아니라 세계 60여개국으로부터 수집된 1967점의 유전자원을 확보하였고, 2018년부터 2019년까지 2년 동안 이들 자원에 대하여 특성 조사를 실시하였다. 최근 기후변화에 따라 고온과 이상기온 현상이 빈번하게 발생하고 있기 때문에, 한국의 환경에 적합하고, 특히 밀의 간장, 출수기, 성숙기 등 주요 농업 특성에 주목하였다. 2018년은 유수분얼기 및 출수기에 이상고온 현상이 나타났고, 2019년은 성숙기에 잦은 비로 인한 일조량 감소 현상이 있었다. 이와 같은 이유로 밀의 출수기와 성숙기의 변화가 확인이 되었다. 그러나 모든 자원이 같은 양상으로 변화하지는 않았다. 출수기와 성숙기가 빨라지거나 늦어졌고, 또한 기후에 상관없이 변화가 없는 밀도 있었다. 밀의 간장은 2019년이 2018년에 비해 평균 20 cm 증가하였다. 이 같은 이유는 2018년 월동기 기온의 상승이 원인일 것으로 생각되나 더욱 세밀한 연구가 필요하다. 또한 밀의 간장은 출수기와 성숙기와 상관관계를 보였고, 2018년과 2019년에 각각 35%와 20% 상관관계지수를 나타냈다. 이들 결과를 바탕으로 출수가 빠르고 성숙기간이 짧으며, 기후의 영향을 덜 받는 자원은 앞으로 한국의 밀 육종에 매우 유용하게 사용할 수 있을 것으로 생각된다. Securing a range of wheat resources is of particular importance with respect to wheat breeding, as it provides a broad genetic foundation. Although wheat breeders have used different wheat germplasms as material resources in current breeding systems, the traits of most germplasms collected from foreign countries differ from the unique traits that have evolved in the Korean environment. In this study, conducted over a 2-year period (2018 and 2019), we therefore evaluated the agricultural traits 1,967 wheat germplasms collected not only in Korea but also worldwide. During the period from sowing to February, the average temperature in 2019 was greater than 1℃, whereas from March to June, the average temperature was approximately 0.9℃ higher in 2018. Compared with the growth recorded in 2018, the stem length in 2019 increased by approximately 20 cm in 2019, and there were notable differences heading date and maturation between 2018 and 2019. In 2019, the heading dates of 973 and 713 wheat resources were earlier and later than those in 2018, respectively. Moreover, stem length was found to be highly correlated with the heading date and maturation. In Korea, where the rainy season and tine of rice transplantation overlap with the time of wheat harvest, early flowering time with high grain yield has been the most important selection target with respect to wheat breeding. We anticipate that the findings of this study will provide would use a foundation for the selection of elite materials and the development of resource core-sets for Korean wheat breeding programs.

등숙기 고온이 국내 밀 품종의 밀가루 및 가공적성에 미치는 영향

손재한,강천식,윤영미,최창현,김경훈,김경민,박태일,강택규,강성욱,박철수,조성우 한국육종학회 2019 한국육종학회지 Vol.51 No.1

The flour physiochemical properties and end-use quality of wheat were evaluated to identify the effect of high temperature (HT) during grain maturation. HT caused a decrease in the width and thickness of grains. However, HT did not affect the grain weight, volume, length, test weight and 1,000-kernel weight in Korean wheat cultivars. Although HT marginally affected the general flour physiochemical properties and gluten composition, the effects were not significant. Based on the results of the evaluation of end-use quality, the effect of HT on the end-use quality was not significant. Nevertheless, the allelic composition was related to the quantity and quality of grain under HT conditions. In Korean wheat cultivars containing Glu-D1d and -D1f alleles, the 1,000-kernel weight was decreased by HT. In addition, Glu-D1f was more sensitive to HT than was Glu-D1d. The proportion of the y-type high-molecular-weight glutenin subunits (HMW-GSs) was decreased by HT in Korean wheat cultivars containing the Glu-A1ab allele, and was increased in cultivars containing the Glu-B3d allele. Furthermore, the proportions of gliadin and low-molecular-weight glutenin subunits (LMW-GSs) were decreased by HT in Korean wheat cultivars containing Glu-A1ab or Glu-B3ahi alleles.

借用語の音韻構造とアクセント

孫在賢(손재현, Son, Jae-Hyun) 일본어문학회 2009 일본어문학 Vol.44 No.-

The present paper examines on the basis of the data assembled by the author the conclusion by Kenstowicz & Sohn (2001) that the accent of loanwords in the Gyeongsang dialect is determined by their syllabic structure. As a result it is shown that the highest average of the application of the K & S's principle is about 70% as regards three or four syllable words. This average is only achieved when the following two conditions regarding the original word of borrowing are taken into account. There is no correlation between the syllabic structure and accent as regards monosyllabic words, since the accent remains the same even if the syllabic structure is altered by the addition of a particle. The present paper thus critically examines the applicability of the two conditions concerning the segmental structure of the original word, the prerequisites of the discussion of K & S (2001), as well as the level of knowledge of the original words in the acquisition of loanwords by the dialect speakers.

韓国語光陽市津上面方言のアクセント

손재현(孫在賢) 일본어문학회 2014 일본어문학 Vol.64 No.-

The objective of this paper is to describe the accent systems and their mechanisms of a dialect in the Gyeongsang province of Korea. I will discuss on the three-class type in this paper found in this areas, and report on data obtained during field work there. The three-class system proposed in this paper can be found in Gyeongsang-do, Jella-do, Chungcheng-do, and the following neighboring regions surveyed by the present writer: Sangju-si, Gumi-si, Gimcheon-si, Geochang-gun and Hamyang-gun, with the Sobeck mountain range at the center. I have previously discussed the accents of this area. In this paper, I will take Gwangyang dialect, and discuss phenomena, such as the accents of compound words, which have not yet considered.

주요 국산밀 품종과 내고온성 터키 유전자원을 이용한 내고온성 관련 SSR 마커 평가

손재한,김경훈,정영근,박종철,김경호,김양길,오영진,송태화,김보경,강천식 한국작물학회 2015 한국작물학회지 Vol.60 No.3

밀의 등숙기간, 종자 수, 종자무게와 관련된 SSR 마커14개를 이용하여 터키에서 분양받은 내고온성 유전자원23개와 국산밀 품종 7개, Chinese spring 1개 등 31개를분석한 결과, 전체 86개의 대립유전자(평균 6.14개)가 확인되었다. 평균 PIC 값은 0.64로 나타났다. 다형성 분석을통한 마커 데이터를 이용하여 계통 분석을 한 결과 크게세 그룹으로 형성되었다. 올밀이 가장 바깥 그룹으로 형성되었고 올그루, 고소, 조품 등이 터키자원과 다르게 단일그룹으로 형성되었다. 금강, 조경, 백중 등 세 품종은 터키자원들과 같은 그룹으로 나타났지만 밀접하게 연관되어있지는 않은 것으로 나타났다. 국내 품종 중 올, 올그루, 조품, 고소 등 4개와 금강, 조경, 백중 등 3개가 서로 다른그룹으로 형성되었다. 두 그룹의 차이는 파성 II와 III의 차이로 구별되었다. High temperature is one of major environmental stress. Heat tolerance managing is difficult through the phenotypic selection, so marker assistant selection (MAS) using molecular markers like as RAPD, SSR etc. was tried to select useful traits for heat tolerance. Fourteen SSR markers reported by previous research were selected for this research. We tried to evaluate 14 SSR markers for MAS using 31 useful wheat resources including 24 crossing line from Turkey, six Korean wheat cultivars and Chinese spring. The average of the number of alleles and PIC values in this study were 6.14 and 0.64, respectively. Two major clades and four sub clades were grouped by phylogenetic tree using UPGMA. Four Korean wheat cultivars were distinct from other Turkey resources in the phylogenetic dendrogram. From the results, we expected that these markers were able to adapt to screening wheat genotyping for heat tolerance. Keywords : heat tolerance, MAS, SSR, wheat

밀 알레르기 연구 동향

손재한,정영근,박종철,김경호,김보경,강천식 한국육종학회 2017 한국육종학회지 Vol.49 No.2

Wheat is one of major crop and wheat flour is used to various end-use products such as bread, cookies and noodles due to its unique characteristic of it as elasticity and viscosity. Wheat consumption has been generally increasing in not only US and Europe but also Korea. Nevertheless, gluten proteins in wheat endosperm are cause of allergy by food ingestion. Hence, studies on the allergy have been conducting and have been attracting public attention. Herein, we report studies on research trend of the issue with research papers over the last decade for suggestion of future research direction. Since 2012, studies on allergy of gluten proteins have been dramatically increased based on the number of published papers related to the issue. As results of research activities by country, the Europe accounted for 60% corresponding to the number of papers. Next US (13%), Japan (9%), China (5%), and Korea (2%) came. In Korea, studies on allergy of gluten protein are less studied. In the field of studying of gluten allergy, there are two major technologies as preclinical technology and genome research accounted for 58% and 26%, respectively. In Korea, the study on glutenin proteins which is closely related to wheat allergy is actively performed. Therefore, it can be expected that research will be become more active.

밀 주요 농업 형질관련 마커 특성 분석

손재한,강천식,정영근,김양길,박종호,박태일,윤영미,송태화,김보경 한국작물학회 2017 한국작물학회 학술발표대회 논문집 Vol.2017 No.-

분자표지인자를 이용한 밀 연구 현황과 국산 밀의 연구 방향

손재한,김경훈,신상현,김학신,김남수,현종내,강천식 한국육종학회 2013 한국육종학회지 Vol.45 No.3

식물연구에 있어 다양한 분자마커의 개발은 학문적 그리고 기술적으로 새로운 혁신을 가져왔다. DNA를 이용한 분자마커는 DNA 지문뿐만 아니라 식물의 분류학, 생리학 및 유전공학 등 다양한 분야에서 사용되고 있다. 밀은 옥수수, 벼와 함께 세계 중요 3대 작물 중 하나로서 17,000 Mb의 게놈을 가지고 있어 연구에 많은 어려움이 따르고 있다. 본 연구는 현재까지 보고된 분자마커를 이용한 밀 연구 분야에 관한 보고들을 분석하여 앞으로의 연구 방향을 제시하고자 하였다. 1990년부터 2012년까지 발표된 주요 논문 1,123편을 분석한 결과 유전육종 분야가 38.3%로 가장 높았으며, 분자표지인자와 생리학 분야가 각각 26.9%와 1.5%로 나타났다. 미국을 포함하여 중국, 호주 영국 등 4개국에서 발표한 논문이 전체의 50% 이상을 차지하고 있으며, 이들 국가소속기관 연구소에서 발표된 논문이 전체의 52%로서, 대학보다 활발히 진행되고 있는 것을 알 수 있었다. 특히 밀의 연구는 1992년부터 2007년까지 급격하게 증가하였는데 이것은 밀의 다양한 육종사업과 분자표지인자 기법의 발달이 영향을 미쳤기 때문이다. 그러나 국내 밀의 연구 논문은 88편으로 2008년 이후 대부분 보고되는 것으로 보아 밀의 연구가 매우 늦게 시작된 것을 알 수 있다. 현재까지 국내 밀의 연구는 유전육종 분야에 집중되어 있는 것을 알 수 있다. 국산 밀은 ‘금강’ 등 30 여 품종이 생산량 증가, 재해저항성 증진 등의 목적으로 육성되었다. 예를들어 백립계 제면용으로서 내한성과 붉은곰팡이 중도 저항성을 가지는 ‘한백’, ‘적중’, ‘알찬’, ‘수강’ 등의 품종이 개발되었다. 이와 같이 다양한 목적에 맞는 밀 품종이 육성되어 있기 때문에 이 후의 연구는 용도별 신품종 육성과 함께 국산 밀 품종을 보호하는 방향으로 나아가야할 것이다. 이를 위해선 국산 밀의 기본적인 식물적 특성과 유전적 특성이 확립되어야한다. 최근 국산 밀의 품질 및 품종 판별에 적합한 분자표지인자를 개발하기 위한 다양한 분석방법이 시도되고 있다. 다양한 분자표지인 자 기술 및 개발은 앞으로의 밀 육종사업에 유용한 도구로서 이용가치가 매우 높기 때문에 SSR, ISSR, STS 등의 분자표지인자를 개발하여 국내 밀품종을 보호할 뿐만 아니라, 밀의 수량성 및 고품질과 내재해성 등에 관련된 많은 연구를 통하여 밀의 품질과 수량성 향상에 이용해야 할 것이다. Academic and technical development of a variety of molecular markers in plant research has brought new innovations. DNA molecular markers have been used in a variety of fields, such as plant taxonomy, physiology and genetic engineering, as well as simple DNA fingerprints. Wheat is one of the three important crop with maize and rice. However, wheat have so enormous genome (17,000 Mb) that they have a lot of trouble to research follow. In this study, we analyzed that the reported on the research field of wheat have been reported until now, and was to provide direction for future research. The results of analysis of 1,123 episode of major papers published from 1990 to 2012, the field of genetics and breeding was highest 38.3%, molecular marker was 26.9% and physiology was 1.5%, respectively. In Korea, 35 wheat cultivars were developed such as ‘Kumkang”. Most of all the Korean wheat cultivars are developed for specific applications that is baking or noodles. Therefore, the development of specific molecular markers related to abiotic or biotic stress, yield and quality of wheat flour are able to use useful tools to protect wheat varieties, as well as the wheat breeding programe, the quantity and quality of wheat.