원예작물의 주요병 발생억제를 위한 첨단미생물 개발

차재순 충북대학교 한국과학재단 지정 첨단원예기술개발연구센터 1996 연구보고서 Vol.1 No.-

1. Salicylic Acid처리에 의해 고추의 녹광, 청홍 두 품종 모두에서 역병의 발병을 감소시켰다. 발병억제 정도가 낮았지만 Salicyclic Acid가 고추에서 병저항성을 유도하는 것으로 나타났다. 2. 지금까지 2개균주, 56과 62 분리균주가 직접 고추에서 저항성을 유도하는 균주로 선발되었다. 3. 분리균주 67과 70의 배양액의 ethyl acetate 추출물이 고추에서 강력한 역병저항성을 유도하였다.

기내배양 마늘의 양액재배시 맹아 및 생육에 미치는 종구크기, 상토, 재식깊이 및 양액조성의 영향

최영일,백기엽,선정훈 충북대학교 한국과학재단 지정 첨단원예기술개발 연구센터 1997 연구보고서 Vol.2 No.-

조직배양 마늘의 양액재배에 의한 종구생산시 종구의 크기, 배양토 종류, 재식깊이와 양액조성이 최초맹아일수, 맹아율 및 이후의 생육에 미치는 영향에 대해 실험하였다. 양액종류, 종구의 크기와 무관하게 재식깊이를 1㎝로 하였을 때 깊게 심은 (3㎝) 식재구에 비해 최초맹아일수 및 맹아율이 크게 단축되었다. 반면 수확후 종구의 직경, 무게 및 식물체 생체중은 재식깊이 3㎝로 하였을 때 다소 증가하였다. 종구의 크기는 맹아율, 맹아일수 뿐만 아니라 식재후의 생육에도 크게 영향을 미쳤는데 조직배양시 가능한 큰 종구를 생산하는 것이 토양이식후 양호한 생육을 촉진할수 있을 것으로 나타났다. 식재용토로서 부엽, 바크, 모래를 혼합한 상토 또는 바로커를 이용하였을 때 수확후의 종구의 직경, 무게 및 식물체 생체중이 현저히 증가하였다. This study was carried out to investigate effects of bulb size, bed soil, depth of planting and nutrient compositions on the sprouting and growth of tissue cultured garlic microbulbs in hydroponic culture by EBB bed. Sprouting of microbulb after planting was hasten and sprouting rate was enhanced when planted in shallow (1 cm depth), while bulb size and whole plant weight increased in deep planting (3 cm depth) in soil. Bulb size have greatly influenced on not only sprouting rate but plant growth after planting and harvest yields. Large bulbs resulted in high growth rate like number of leaves, stem width and plant height, and increse of bulb size after planting. It was shown that oriental nutrients solution was more effective for sprouting and further growth of microbulb. Especially, the microbulb growns in mixture of leaf mould + bark + sand or Baroker irrigated with Oriental nutrients showed the most vigrous growth.

탄화왕겨 제조용 중화처리장치 부착 사이클론 연소기 개발

김원태,노수영 충북대학교 한국과학재단 지정 첨단원예기술개발 연구센터 1998 연구보고서 Vol.3 No.-

탄황왕겨의 중화처리를 위해 화석질산을 분사시키는 방법으로 식물생장 조건에 적합한 탄화왕겨를 생산하는 것이 가능하였다. 상토재료 및 양액재배 지주물질로 사용할 중화처리된 탄화왕겨를 연속적으로 제조하기 위해 연소기 예열온도 1373K, 보조가스유량 6.43ℓ/min의 조건에서 실험한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 당량비 1.68rhk 2.17의 조건에서 중화 처리한 결과 식물생장조건에 맞는 탄화왕겨는 회석질산 농도 0.03N, 유량 3ℓ/min이상의 조건에서 가장 잘 얻을 수 있었다.

원예농산물의 직거래 활성화 방안 : 충북의 사례연구를 중심으로

성진근 충북대학교 한국과학재단 지정 첨단원예기술개발 연구센터 1998 연구보고서 Vol.3 No.-

한국에 자생하는 봉의 꼬리와 부싯깃고사리의 조직배양기술을 이용한 대량번식

이철희,진연희 충북대학교 한국과학재단 지정 첨단원예기술개발 연구센터 1998 연구보고서 Vol.3 No.-

본 연구는 자생 양치식물인 봉의꼬리(Pteris multifida)와 부싯깃고사리(Aleuritopteris argentea) 의 포자배양시 전엽체의 증식과 포자체의 발생에 미치는 배지의 종류와 구성물질, 접종과 배양방법을 구명하고, 전엽체를 토양으로 이식하였을 때 포자체 형성에 미치는 토양조성의 영향을 구명하여 자생 양치식물의 대량번식체계를 확립하기 위해 실시하였다. 포자로부터 전엽체 형성에 봉의꼬리는 45일, 부싯깃고사리는 48일이 소요되었으며, 포자체 형성에는 각각 93일, 72일이 소요되었다. 봉의꼬리의 전엽체 증식에 있어서는 MS, Hyponex배지가 효과적이였으나 포자체 형성에 있어서는 1/2MS가 효과적이였다. 질소 농도별로는 30mM 첨가구에 비해 60mM 첨가구에서 부싯깃고사리의 전엽체 증식과 포자체 형성이 양호하였으며, 질소급원의 비율별로는 MS배지의 조성과 동일한 NH₄+:NO₃이 20:40mM로 첨가된 구에서 생체중의 증가 및 포자체 형성이 가장 우수하였다. Sucrose의 농도별 실험의 결과는 봉의꼬리는 당이 첨가되지 않은 처리구를 제외한 모든 처리구에서 왕성한 생체중의 증가를 보였다. 부싯깃고사리는 NaH₂PO₄ 농도에 관계없이 비슷한 생체중의 증가를 보인 반면 포자체 형성은 100mg/L 첨가구에서 가장 양호하였다. 생장조절제별로는 부싯깃고사리의 경우 kinetin, NAA, IAA를 첨가하면 대조구에 비해 전엽체의 형성이 양호하였으나 봉의꼬리는 생장조절제의 첨가가 오히려 전엽체 증식에 억제적으로 작용하였다. 포자체 형성은 봉의꼬리의 경우에는 kinetin, 2iP, IAA, 부싯깃고사리는 kinetin, IAA 첨가구에서 각각 양호하였다. 접종방법별로는 전엽체를 다지는 것이 절단하는 것보다 생체중 증가에 효과적이었다. 봉의꼬리는 다진 후 1∼2주간 현탁배양한 전엽체에서, 부싯깃고사리는 전엽체를 절단하여 접종한 처리구에서 각각 포자체 형성율이 높았다. 각 식물의 전엽체를 토양별로 이식하여 포자체 형성율을 알아본 결과 2종 공히 상토에서 많은 포자체를 형성하였는데, 종별로는 봉의꼬리는 2g 전엽체당 57.4개, 부싯깃고사리는 2g 전엽체당 172.6개의 포자체를 형성하였다. 본 실험의 결과 2종의 자생 양치식물의 대량번식에 적합한 경제적인 방법을 개발하는데 성공하였으며, 앞으로 산업계에서의 양치류 대량번식에 효과적으로 이용될 수 있을 것으로 생각된다. The experiments were carried out not only to evaluate the effects of medium composition, prothallus innoculation and culture methods on the development of prothallus and sporophytes, but also to establish the economic mass propagation system when culturing spores of Pteris multifida and Aleuritopteris argentea native to Korea. The effects of soil composition on the formation of prothallus were also studied. Duration required for prothallus formation of Pteris multifida and Aleuritopteris argentea was 45 and 48 days, and duration for sporophyte formation was 93 and 72 days respectively. Prothallus growth of Pteris multifida was promoted on MS and hyponex media, but, sporeling foramtion was favorable on the half strength of MS medium. Higher concentration (60mM) of total nitrogen was favorable for prothallus growth and sporeling formation of Aleuritopteris argentea, when compared to low concentration (30mM). The ideal ratio of nitrogen sources was 20mM NH4+-N and 40mM NO₃-N. Prothallus growth of Pteris multifida was promoted by addition of sucrose regardless concentration. The addition of NaH₂PO₄were not favorable for the growth of prothallus in Aleuritopteris argentea. However, sporeling formation was promoted with 100mg/L NaH₂PO₄. The addition of kinetin, NAA and IAA to MS medium promoted prothallus growth of Aleuritopteris argentea, but growth regulators were inhibitory for Pteris multifida. Sporeling formation was favorable on the MS media supplemented with kinetin, 2iP, IAA for Pteris multifida, and kinetin, IAA for Aleuritopteris argentea. Chopping and suspension culture method promoted prothallus growth compared to using devived prothallus. However, sporeling formation was promoted from prothallus chopped and suspension-cultured for 2 weeks in Pteris multifida but was promoted from devided prothallus in Aleuritopteris argentea. Multiple shoots were successfully obtained by planting prothallus on soils in vivo. The effects of soil composition were varied. The highest number of multiple shoots were obtained with compost in Pteris multifida (57.4/2g) and Aleuritopteris argentea (172.6/2g). As a result of these experiments, economic mass propagation systems were established for both species. These results would be useful in industrial aspects.

Development of an ELISA for the Detection of the Residues of the Insecticide Imidacloprid in Agricultural and Environmental Samples

Lee, Jae Koo,Ahn, Ki Chang,Park, Oee Suk,Kang, Shin Young,Bruce D.Hammock 충북대학교 한국과학재단 지정 첨단원예기술개발 연구센터 2002 연구보고서 Vol.6 No.-

A competitive enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) for the chloronicotinyl insecticide imidacloprid was developed using a polyclonal antibody produced against a hapten conjugated through the imidazolidine to keyhole limpet hemocyanin. In the standard curve of imidacloprid, an IC_50 of 17.3 ng/mL was obtained using a competitive heterologous system at pH 10. Very low cross-reactivity was found for some structurally related compounds including the insecticide thiacloprid. The high cross-reactivity with a metabolite containing the carbonyl group in the imidazolidine moiety suggests the involvement of its polarity and stereochemical fitness in forming the antibody-antigen complex. The effects of various assay conditions, including organic solvents, detergent content, salt concentration, and pH on the sensitivity were evaluated. High-performance liquid chromatography was run for comparison to validate the ELISA with fortified water samples, the correlation being 0.997-0.998(n=15) with a slope of 1.10-1.38. The ELISA turned out to be a convenient tool for monitoring imidacloprid residues in agricultural and environmental samples.

원예작물의 염류장애 원인과 대책을 위한 생리, 생화학적 연구 2. 토마토 뿌리조직 H+ 펌프 활성 및 Thapsigargin 저해효과

조광현,사공정,김영기 충북대학교 한국과학재단 지정 첨단원예기술개발 연구센터 1997 연구보고서 Vol.2 No.-

Thapsigargin은 동물조직 SR/ER-type Ca²+-ATPase에 특이성이 높은 선택적 저해제로서 토마토 뿌리조직으로부터 분리한 마이크로솜에 Ca²+-ATPase의 존재를 확인하기 위하여 사용되었다. 원형질막과 액포막에 위치하는 H+-ATPase들의 활성은 각각의 선택적 저해제인 vanadate와 NO₃를 이용하여 평가하였고, 이들의 활성은 각각 마이크로솜 ATPase 총활성의 ∼26%, ∼36%로 나타났다. 이들 두 가지 저해제 효과는 additive하게 나타났으며, 전체활성의 약 50∼70%를 저해함을 확인하였다. 마이크로솜 ATPase활성에 대한 thapsigargin의 저해효과에서 10 μM thapsigargin은 총활성의 30%를 저해하였으며, 저해효과는 농도 의존적으로 나타났다. Thapsigargin에 의한 활성저해 기작을 조사하기 위하여 H+-ATPase의 선택적 저해제들을 사용하였다. 액포막의 H+-ATPase 활성에 대한 thapsigargin의 효과를 조사하기 위한 NO₃의 dose-response 실험에서, thapsigargin은 NO₃에 의해 저해되는 ATPase활성을 경쟁적으로 감소시켰다. 반면, vanadate의 농도를 10 nM∼2mM로 증가시켜 원형질막의 H+-ATPase 활성을 저해시킨 조건에서는 thapsigargin에 의하여 저해되는 활성이 온전히 나타나 vanadate의 저해효과와는 무관한 결과를 얻었다. 이러한 결과는 액포막 H+-ATPase의 활성이 thapsigargin에 의해 저해된다는 것을 의미한다. 저자들은 액포막 H+-ATPase의 활성이 Ca²+에 의하여 저해됨을 이미 보고하였다 (Cho et al., 1998). Thapsigargin에 의하여 저해되는 마이크로솜 ATPase활성은 반응용액의 Ca²+농도가 증가할수록 감소하였으며, 이것은 thapsigargin이 액포막 H+-ATPase 활성을 저해한다는 가능성을 더욱 지지하였다. 이상의 결과는 토마토 뿌리조직의 마이크로솜 ATPase중 액포막의 H+-ATPase 활성이 thapsigargin에 의해서 저해되는 것을 보여주며, 액포막 H+-ATPase와 ER-type Ca²+-ATPase와의 구조적, 기능적 연관성이 있을 가능성을 제안한다. The effect of thapsigargin, a SR/ER-type Ca²+-ATPase inhibitor, was investigated to determine the presence of thapsigargin-sensitive Ca²+-ATPases in the microsomes of tomato roots. The activities of plasma membrane H+-APTase and vacuolar H+-ATPase were evaluated to ∼26% and ∼36% of total microsomal ATPase activity by using their specific inhibitors, vanadate and NO₃, respectively. The inhibitory effects of vanadate and NO₃- were additive and the simultaneous additions of these two inhibitors decreased the total activity up to 50∼70%. Thapsigargin (10μM) inhibited the microsomal ATPase activity by ∼30% and the thapsigargin-induced inhibition was appeared to be dose-dependent. In order to understand the molecular mechanism of thapsigargin-induced inhibition, the effects of specific H+-ATPase inhibitors were tested and compared to the effect of thapsigargin. The NO₃-induced inhibition was decreased by simultaneous treatment of thapsigargin. In dose-response experiments of vanadate and NO₃-, thapsigargin only blocked the NO₃-induced inhibition, while the effects of vanadate and thapsigargin were independent at the whole range of vanadate concentration (10 nM∼2 mM). Meanwhile, the thapsigargin-induced inhibition was decreased by increasing Ca²+ concentration. Since we have shown that Ca²+ blocks the activity of vacuolar H+-ATPase, these results together suggest that thapsigargin inhibits the NO₃-sensitive vacuolar H+-ATPase but not the vanadate-sensitive plasma membrane H+-ATPase. Our results also suggest that there is structural and functional relations between vacuolar H+-ATPase and SR/ER-type Ca²+-ATPase.

變形된 베드構造가 養液栽培 菊花의 生長과 切花品質에 미치는 影響 : Dendranthema grandiflorum Ramat. cv. Backwang

서범석,이범선,정순주,강종구 충북대학교 한국과학재단 지정 첨단원예기술개발 연구센터 1997 연구보고서 Vol.2 No.-

본 연구는 고형배지를 이용한 양액재배에 있어 문제가 되는 다량의 배지 소모와 근권의 통기성 문제를 해결하기 위하여 근권내부로 통기방법을 개선한 바이오베드를 개발하였다. 바이오베드의 상이한 통기구조와 배지의 감량, 퍼라이트와 코코피트의 혼합비율에 따른 양액재배 국화의 생육과 절화품질에 미치는 영향을 검토하고자 수행하였다. 1. 근권온도에 있어 기존의 베드구조보다 B-1, B-2의 처리구에서 공기유동의 효과로 인해 2∼3℃가 높게 나타났다. 2. 비닐에 의해 막혀 통기가 불량한 대조구와 B-3처리구에서 초장과 경정이 낮게 나타났으며 통기구조가 양호한 B-1 및 B-2처리구에서 높게 나타났다. 엽면적은 통기성이 가장 양호한 B-2처리구에서 3189.3㎠로 근권의 통기성이 엽면적 증대에 깊게 영향함을 알 수 있었다. 3. 베드구조의 차이에 따른 국화의 건물생산은 통기가 우수한 B-2처리구가 가장 높게 나타났으며, 정식후 4주째부터 각 처리간 유의차를 나타내기 시작하였다. 4. 근권으로의 통기성이 좋은 B-1 및 B-2처리구가 개화소요일수가 짧아 재배기간이 단축되었으며 초장이 길고 절화수명이 길어 상품성이 높은 절화를 생산할 수 있었다. Modified bed structure which afford natural aeration can affect the growth and development of hydroponically grown crops. The effects of widely differing bed structures and natural aeration on growth and development of hydroponically grown chrysanthemum (Dendranthema grandiflorum Ramat. cv. Backwang) were quantified. Three types of bed structure, named B-1, B-2, B-3 were compared with conventional one(control). Chrysanthemum growth was positively correlated with bed structure and differences observed throughout most of the growing period. Growth in conventional bed structure, B-3 which was lined with plastic film was decreased compared to the plants in the B-1 and B-2, which are naturally aerated within substrate. Leaf area, plant height and stem length grew faster in B-2 bed structure than those in B-1 and B-3 structure. Rootzone temperature was higher up to 2 to 3℃ in the plot of B-1, B-2 bed structure caused by the effect of air movement. Days to flowering were shortened in the plots of B-1 and B-2 structure caused by natural oxygen supply to rootzone. Modified bed structure which was named Biobed(B-2) was developed for naturally supplying of oxygen into rootzone. The result was favorable for the growth and development of hydroponically grown chrysanthemum(Dendranthema grandiflorum Ramat. cv. Backwang) using perlite medium.

시설재배 토양의 염류집적 방지를 위한 효율적 시비관리

홍순달 충북대학교 한국과학재단 지정 첨단원예기술개발 연구센터 1997 연구보고서 Vol.2 No.-

시설재배 토양의 염류집적 방지를 위한 적정 시비량 추천방안을 구명하기 위하여 1996년도에 영동군, 보은군, 청원군, 및 청주시의 시설재배지로부터 염류농도가 다양한 18개 토양을 채취하여 폿트 시험으로 무비구와 시비구로 구분하여 토마토의 생산성과 비료효과를 조사하였다. 무비구의 토마토 건물중 및 질소, 인산, 칼륨 흡수량을 비옥도 요인으로 그리고 이들 조사자료에 대한 시비구와 무비구의 차이 값을 비료 전체효과 및 비료 질소, 인산, 칼륨효과로 고려하였다. 비옥도 및 비료효과 요인들은 화학적 검정 방법들과 희귀관계를 분석하여 시설재배 토양의 적정 시비량 추천을 위한 검정법의 선발과 검정 기준을 추정하였다. 토양중 무기태 질소(NO₃-N, NH₄-N), 염농도, 치환성 양이온등의 양분함량들은 토양 비옥도 및 비료효과의 두 요인들과 유의성 있는 상관을 갖는 검정법으로 선발되었다. 토마토의 생산력에 대한 화학성들의 가중치를 평가하기 위하여 표준 편회귀 계수를 분석하였다. 무비구 건물중, 질소, 인산, 칼륨 흡수량에 대한 무기태 질소함량의 편회귀 계수는 247∼1159, 비료효과에 대한 무기태 질소함량의 편회귀 계수는 407∼851로서 0.02∼4.02 범위를 보인 다른 화학성들에 비하여 수백배의 높은 값을 보였다. 이러한 결과는 토양중 무기태 질소함량이 시설재배 토양의 작물 생산성을 좌우하는 절대적인 검정법이며 이러한 검정치를 활용하여 적정 시비량의 추천방법에 활용 가능한 것으로 확인 되었다. 무비구 토마토의 생산력 및 비료효과에 대한 무기태 질소 함량의 분산형 도표를 이용하여 Cate-Nelson split 방법으로 평가 한 결과 최대의 생산력 및 비료효과 0가 되는 검정 기준값은 모든 평가 요인들에 대하여 NH₄-N+NO₃-N 함량 220 mg/kg으로 동일하게 추청 되었다. 이러한 검정기준은 시설재배 토양의 토마토재배를 위한 시비의 한계기준을 의미한다. 따라서 시설재배 토양의 토마토 재배에 대한 적정 시비량은 무기태 질소 함량 220 mg/kg 을 시비 한계기준으로 정하고 기준값 이하는 비료효과와의 희귀관계로부터 추정이 가능하였다. 또한 시설재배 토양의 검정법으로 많이 활용되는 전기전도도와 배추 생산력과의 관계에서 검정기준값은 4.2 dS/m로 추정되었다. To determine the optimum application of fertilizers for the cultivation of tomato in plastic film house, eighteen soils which contain different salts contents were taken from 4 different area of plastic film house cultivation, Youngdong, Boeun county, Cheongweon county, and Cheongju city. The dry weight and the amount of N, P, and K uptakes of tomato in the plot of no fertilization were considered as the factors representing the fertility of the soil. And a difference of dry weight and the amounts of N, P, and K uptakes of plants between the plot of fertilization and no fertilization were considered as the factors representing the total effect of fertilizer and fertilizer N, P, and K effects, respectively. These factors of soil fertility and fertilizer effects were estimated by correlation and regression with soil tests in order to find the critical levels and recommended method for optimum fertilization of tomato. The content of inorganic N, the electrical conductivity, and exchangeable cations were founded to have significant correlation with the factors of both the soil fertility and fertilizer effects for the cultivation of tomato. To determine the weighting degree for the productivity and the fertilizer effects, the standardized partial regression coefficient was analyzed by regression among the factors of fertility, the fertilizer effects, and the soil tests. The coefficient for inorganic N(NH₄-N and NO₃-N) was obtained as the absolut value of 245∼1159 and this value was extremely higher than those of other soil tests which was 0.02∼4.02. These results suggested that the content of inorganic N is the best tests for the estimation of the productivity and the fertilizer effects for the cultivation of tomato in plastic film house. The critical level of inorganic N(NH₄-N+NO₃-N) estimated by Cate-Nelson split method for maximum productivity and zero point of fertilizer effect was 220 mg/kg for all the factors of estimation. These results suggested that no application of fertilizer N, P, and K is required at the critical level of inorganic N of soil. Consequently the optimum application of fertilizer N, P, and K for the cultivation of tomato in plastic film house was possible to determine by the critical level of inorganic N of soil. The critical level of electrical conductivity was estimated as 4.2 dS/m by the same method.

BREEDING OF RESISTANT PEPPER LINES (CAPSICUM ANNUUM L.) TO BACTERIAL SPOT (XANTHOMONAS CAMPESTRIS PV. VESICATORIA) THROUGH ANTHER CULTURE

Hwang, J.K.,Cho, D.H.,Paek, K.Y. 충북대학교 한국과학재단 지정 첨단원예기술개발 연구센터 1997 연구보고서 Vol.2 No.-

The experiments were conducted to obtain pepper lines resistant to bacterial spot with superior horticultural characteristics through anther culture techniques. Thirty three breeding lines and plants derived from anthers of 3 F₁combinations. Nine lines including PI 163184 were shown to be resistant to the disease and PI 183439 and PI 244669 were moderately resistant, but others were susceptible. Pretreatment of anthers at 35℃ for 8 days under the darkness was more effective than 4℃ treatment for plant regeneration. The anthers at late uninucleate to binucleate stage responded better than those at other stages in inbred line-1×PI 163292 and inbred line -5×PI 183481 combinations, but in MS line-3×PI 183431 anthers at early uninucleate stage were more responsive. Large variations in the length of main stem and floral bud were observed with plants derived from anthers, and 2 chimeral plants with partial albino leaves were also observed. Most of the anther-derived plants were moderately resistant to the bacterial spot, and only few plants were susceptible.