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중 · 북부지역에서 재배된 GM 배추와 Non-GM 배추간의 식물체 특성 및 영양 성분 비교 분석
조동욱(Dong Wook Cho),오진표(Jin Pyo Oh),박권우(Kuen Woo Park),이동진(Dong Jin Lee),정규환(Kyu Hwan Chung) 한국원예학회 2010 원예과학기술지 Vol.28 No.5
본 연구는 GM 배추와 non-GM 배추 계통간의 식물체 생장 특성, 지방산의 조성 및 무기 영양 성분을 분석하여 GM 작물의 평가를 위한 기초 자료로 이용하고자 실시하였다. GM 배추(SKCP)와 모본(SC) 계통을 중부지역과 북부지역에서 2008년 가을과 2009년 봄과 가을에 밀식 및 일반 배치시험구로 나누어 40일간 재배하고 수확 후 특성을 조사하여 SKCP 계통과 SC 계통간의 차이점 및 재배 지역간의 차이를 분석하였다. 밀식 배치 시험구에서 재배된 배추 식물체의 최외각 엽의 특성 9개 항목에 대하여 조사한 결과, 두 지역에서 재배된 SKCP 계통과 SC 계통간에 통계적 유의차는 두 항목(잎의 모양과 모용수)을 제외하곤 크게 나타나지 않았다. 식물체의 지상부의 특성 6개 항목과 지하부의 특성 3개 항목을 조사한 결과, 두 지역 모두에서 SKCP 계통과 SC 계통간의 통계적 유의차는 거의 나타나지 않았다. 다만, 중륵의 길이가 두 지역에서 계통간 약간의 유의차를 보였으며, 재배 지역간에도 통계적 유의차가 발생하였다. 중부와 북부지역의 일반 배치 시험구의 경우 최외각 잎의 특성을 조사한 결과, 9개의 조사 항목 중 4개의 조사 항목에서 SKCP 계통과 SC 계통간의 통계적 유의차를 보였다. 특히 잎의 길이에서는 계통간, 재배 지역간 그리고 재배 시기별로 변이가 나타나는 것으로 조사되었다. 또한 식물체의 지상부 특성 9개의 조사항목 중 5개의 항목에서 통계적 유의차가 발생하였으며, 생체중 무게와 중륵의 길이와 넓이에서는 계통간, 지역간 그리고 시기별로 유의차가 크게 나타났다. 2009년도 가을에 중부와 북부 지역의 일반 배치 시험구에서 재배된 배추 식물체의 잎에 존재하는 주된 지방산은 palmitic acid, oleic acid, stearic acid, linoleic acid 및 linolenic acid인 것으로 조사되었다. 5 가지 지방산의 총 함량은 재배 지역 및 식물 계통간에 통계적 유의 차가 없었으나 linolenic acid를 제외한 4가지 지방산은 중부와 북부 지역에서 SKCP 비해 SC 계통이 건중량 1g당 함량이 다소 높은 것으로 조사되었다. 배추 식물체의 잎에 존재하는 무기영양성분의 함량을 조사한 결과, 다량원소는 질소(N), 인(P), 칼슘(Ca), 칼륨(K), 마그네슘(Mg) 및 나트륨(Na)의 6가지이었고 미량원소는 구리(Cu), 철(Fe), 망간(Mn) 및 아연(Zn)의 4가지로 조사되었다. 무기영양 물질의 대사체 분석 데이터를 표준화 작업하여 스코어를 통해 시각화하여 본 결과, GM 및 non-GM 계통간에 특이적 변이에 따른 클러스터 형성은 확인할 수 없었으나, 지역간 차이에 따른 클러스터 형성은 확인할 수 있었다. This study was carried out to investigate plant characteristics and nutritional components of the genetically modified (GM) Chinese cabbage and its control line grown in the central and northern parts of Korea in order to establish the evaluating protocol and standard assessment. The GM and non-GM Chinese cabbage was planted with normal and concentrated density at two locations in spring and fall of 2008 and 2009. From the statistic analysis on plant characteristics and nutritional components, there were not many significant differences between GM and non-GM Chinese cabbage. Only few differences in the plant characteristics were found between the dense and normal planting. In the dense planting, there was no significant difference between GM and non-GM Chinese cabbages except for three out of 18 plant traits, such as leaf shape, hairiness and midrib length. On the other hand, nine plant traits including leaf length, leaf width, leaf color, leaf shape, fresh weigh of ground part, number of leaf, midrib length, midrib width and root diameter were slightly different between GM and non-GM Chinese cabbage in the normal planting. In case of leaf length, midrib length, midrib width and fresh weigh of ground part, there were significantly differences not only between two lines, but also between two locations. From nutritional component analysis, only five fatty acids were identified in the Chinese cabbage: palmitic acid, oleic acid, stearic acid, linoleic acid and linolenic acid. Except linoleic acid, four fatty acids in one gram of dried sample from GM line were little higher than those from non-GM line. However, there were no significant differences in total contents of fatty acids not only between GM and non-GM Chinese cabbage line, but also between northern and central cultivating areas in the normal and dense planting. According to the composition of inorganic elements identified in the samples from both lines, there were six macro-elements, such as N, P, Ca, K, Mg and Na, and four micro-elements, Cu, Fe, Mn and Zn. Based on the result from PCA analysis, specific clusters were not found between GM Chinese cabbage and the control line, but found between two regions.
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바이러스 내병성 GM 고추의 중부와 북부 지역에서의 농업적 재배특성조사 분석
조동욱(Dong Wook Cho),오진표(Jin Pyo Oh),박권우(Kuen Woo Park),정규환(Kyu Hwan Chung) 한국원예학회 2009 원예과학기술지 Vol.27 No.4
본 연구는 CMV-CP 유전자가 형질전환된 CMV 내병성 고추 2계통과 각 계통의 모본에 대한 농업적 특성을 2년 동안 중부지역 2곳과 북부지역 1곳에서 재배하여 조사, 비교함으로써 GM 작물의 평가 프로토콜 확립을 위한 기초 자료로 이용하고자 실시하였다. 2007년과 2008년 GM 고추 2계통과 그 모본에 대한 자료를 조사 분석하여 동일지역 내에서의 GM과 non-GM간의 차이점을 비교하였으며, 또한 2007년과 2008년도 및 지역 간의 차이점을 비교 분석하였다. 조사결과 각 지역에서는 GM과 non-GM간의 여러 항목에서 유의차를 보였지만 전반적으로는 큰 차이는 보이지 않았다. 하지만 지역 간의 유의차는 여러 항목에서 다소 크게 나타났다. 특히 식물체 생장특성과 숙과의 특성분석에서는 GM과 non-GM간의 여러 항목에서 같은 지역 내에서 약간의 유의차를 보였다. 하지만 잎의 특성, 미숙과의 특성 및 종자의 특성분석은 GM과 non-GM간에 몇몇 항목에서 미미한 차이를 보였을 뿐 전반적으로 유의차를 보이지 않았다. 특히 지역 간의 비교분석에서 북부지역이 중부지역에 비하여 많은 항목에서 높은 값을 나타냈다. 이러한 차이점은 지역 간의 연평균 온도차에 의한 변이라 생각된다. 각 지역 내에서 고추의 총 수확량을 비교한 결과 GM 고추의 총 수확량이 non-GM 고추보다 월등히 많았다. 특히 915 계통에 비하여 2377 계통의 수확량이 더 많았다. 지역 간의 변이 역시 크게 나타났다. 결론적으로 GM 작물의 평가프로토콜 작성을 위하여 중부 및 북부 지역 내에서의 GM 고추와 non-GM 고추간의 농업적 특성을 조사, 분석한 결과 큰 차이점은 나타나지 않았다. This study was to investigate agricultural characteristics between 2 lines of cucumber mosaic virus (CMV) resistant transgenic hot pepper plants and their control pepper plants grown in three different regions of Korea in order to establish the evaluating protocol and standard assessment for the genetically modified (GM) hot pepper. In 2007 and 2008, agricultural characteristics of 2 GM pepper plants carrying CMV coat protein (CP) gene and their control plants were investigated. The collected data was analyzed to compare each characteristic between GM and non-GM pepper plants in the same field and in three different regions. From the statistic analysis, there were not many significant differences between GM and non-GM peppers. However, there were few differences found in some of the quality investigation items. These exceptions included investigation items of vegetative growth period and fruit setting period of red peppers. On the other hand, there were apparent differences shown among all three regions in 2007 and 2008. Upon comparing the characteristics of GM and non-GM peppers collected from three different regions, the value of each characteristic shown in GM and non-GM peppers from the northern region was higher than the southern region. This was due to the low temperature in the northern region compared to the southern region. In yield of GM and non-GM peppers in each region, total fruit weight of GM pepper was higher than non-GM pepper. Moreover, the total fruit weight of green and red peppers from 2377 line (H-15 and P-2377) were higher than 915 line. Also the total fruit weight of GM and non-GM peppers from three different regions in 2007 and 2008 varied. In conclusion, there were not significant differences between GM and non-GM peppers in terms of agricultural characteristics.
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'흑보석' 포도의 GA<sub>3</sub>와 Thidiazuron(TDZ) 처리에 따른 과육 연화 지연 및 과실특성
정명희,이별하나,박요섭,오진표,김희섭,박희승,Jung, MyungHee,Lee, ByulHaNa,Park, YoSup,Oh, Jin Pyo,Kim, HeeSeob,Park, Hee-Seung 한국원예학회 2015 원예과학기술지 Vol.33 No.2
본 연구는 $GA_3$와 TDZ 처리에 따른 '흑보석' 포도의 품질 특성변화와 과실 연화 지연을 위한 생장조절제의 효과를 구명하기 위하여 실시하였다. 최종생산량은 저농도 $GA_3$ 단용처리에서 목표생산량 대비 88.3%로 낮았으나 TDZ를 2차에 혼용함으로써 최종생산량은 회복되었다. 착색을 기준으로 수확하였을 때 만개 후 100일까지의 수확률은 $GA_3$ 단용처리시 낮은 수확률을 보였으며 TDZ를 혼용할 경우 상쇄되었고 특히 2차에 혼용할 경우 효과적이었다. 반면에 생장조절제 처리시 가용성 고형물 함량은 만개 후 90일 이후에는 큰 변화가 없었으며 산 함량은 만개 후 90일부터 급격히 감소되어 당도와 산도를 기준으로 할 경우 오히려 무처리구에 비해 일찍 성숙기에 도달하였다. 경도는 $GA_3$와 TDZ 처리에 의해 활발한 세포비대와 세포분열로 과피가 두꺼워지고 밀도가 증가함에 따라 무처리구에 비해 만개 후 최종 수확시까지 높게 유지되었으며 특히 1, 2차 $GA_3$ $2.5mg{\cdot}L^{-1}$ + TDZ $2.5mg{\cdot}L^{-1}$ 처리구에서 연화가 지연되어 과실의 품질을 개선할 수 있을 것으로 생각되었다. 무핵과실은 TDZ를 혼용시에도 가장 높은 무핵률이 65.5%에 불과하여 무핵유기가 어려웠으며 열과발생은 모든 처리구에서 0.0-0.9%로 거의 발생하지 않았다. 따라서 '흑보석' 포도는 1, 2차 $GA_3$ $2.5mg{\cdot}L^{-1}$ + TDZ $2.5mg{\cdot}L^{-1}$로 처리하여 경도가 급격히 낮아지기 전인 만개 후 100일 이전에 수확하는 것이 적절할 것으로 생각되었다. This research was conducted to investigate effect the plant growth regulators (PGRs) on the characteristics of fruit and flesh softening, using GA3 and thidiazuron (TDZ) treatments in 'Heukboseok' grapes. The total yield obtained under PGR treatment was 88.3% lower than the target production when a single treatment with $GA_3$ of low concentrations was used, but the expected yield was recovered by combined treatment with TDZ and $GA_3$. When harvested on the basis of color, the harvest rate up to 100 days after full bloom (DAFB) was low with the $GA_3$ single treatment, but was increased by the addition of TDZ, with the second TDZ mixed treatment being particularly effective. The soluble solids content in the PGR-treated samples demonstrated no significant changes after 90 DAFB, while the acidity content decreased rapidly starting from 90 DAFB. Measured on the basis of sugar and acidity content, maturity was reached much earlier in treated fruit than in the non-treated fruit. Firmness was maintained at a higher level until the final harvest time after PGR treatment compared to untreated grapes according to epidermis thickness and flesh density increase to activity cell division and expansion by $GA_3$ and TDZ. In particular, the fruit quality was improved based on the delay of softening in primary and secondary treatments of $25mg{\cdot}L^{-1}\;GA_3+2.5mg{\cdot}L^{-1}$ TDZ. The production of seedless fruit was difficult, even with the inclusion of TDZ, reaching the highest seedless rate of only 65.5%. Fruit cracking was rare, occurring at a rate of about 0.0~0.9% in all treatments. Accordingly, 'Heukboseok' grapes should be harvested within 100 days after full bloom (DBFB) before a rapid decrease of firmness, conferred by primary and secondary treatments with $25mg{\cdot}L^{-1}\;GA_3+2.5mg{\cdot}L^{-1}$ TDZ.
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과경 유관속 조직의 차이에 따른 ‘자옥’과 ‘흑보석’ 포도의 수확기 과실 연화
정명희(MyungHee Jung),오진표(Jin Pyo Oh),김준혁(JunHyeok Kim),박요섭(YoSup Park),권용희(YongHee Kwon),박희승(Hee-Seung Park) 한국원예학회 2016 원예과학기술지 Vol.34 No.5
본 연구는 수확기 과실의 연화 정도에 차이를 보이는 ‘자옥’과 ‘흑보석’ 포도를 대상으로 과실 발달과 과실 품질 및 특히, 과경 유관속조직의 차이를 비교하고자 실험하였다. ‘자옥’ 포도는 ‘흑보석’ 포도에 비해 성숙이 20일 정도 빠르고 변색기 이후의 과실 비대가 크지 않으나 ‘흑보석’ 포도는 1차 과실비대기와 2차 과실 비대기 모두 비대 양상이 두드러졌다. 변색기 이후 ‘자옥’ 포도의 아표피를 구성하는 세포층수는 변화가 없었으나 ‘흑보석’ 포도에서는 아표피층의 세포벽 분해가 계속 진행되어 점진적으로 경도가 하락하였으며 최종적으로 두 품종의 아표피를 구성하는 세포층수는 14.2와 9.0층으로 조사되었다. 가용성 고형물 함량은 ‘자옥’ 포도가 평균 19.5°Brix로 ‘흑보석’ 포도의 평균 17.0°Brix 보다 높은 것으로 조사되었다. 과경의 물관부는 품종간 차이를 보이지 않았으나 변색기 이후 체관부의 평균 면적은 ‘자옥’ 품종이 19044.8㎛², ‘흑보석’ 품종이 10509.4㎛²로 ‘자옥’ 품종이 약 1.8배 정도 큰 것으로 나타났으며 이는 체관부를 구성하는 세포 수의 차이인 것으로 조사되었다. 체관부 세포의 수와 면적은 세포벽의 주 구성성분인 당을 축적하는데 영향을 미치는 것으로 생각되며, 경도를 늦은 성숙기까지 높게 유지하는데 유리하게 작용하는 것으로 판단되었다. 따라서 상대적으로 ‘흑보석’ 포도가 수확기에 쉽게 물러지는 것은 체관부의 역할이 큰 것으로 생각되었다. The objective of this study was to determine the differences in fruit growth, fruit quality, and particularly the pedicel vascular bundles of ‘Shigyoku’ and ‘Heukboseok’ grapes, which appeared to be different in softening at harvest. ‘Shigyoku’ grape matured faster (by about 20 days) than ‘Heukboseok’ grape with slight fruit enlargement after veraison. However, fruit of ‘Heukboseok’ grapes showed remarkable enlargement in both the primary and secondary fruit enlargement periods. Hypodermal cell layers were not different after veraison in ‘Shigyoku’ grape, but degradation of the hypodermis cell wall continued in ‘Heukboseok’ grape, resulting in a gradual decline in firmness. The numbers of hypodermal cell layers in ‘Shigyoku’ and ‘Heukboseok’ grapes were 14.2 and 9.0, respectively. The average content of soluble solids in ‘Shigyoku’ grape (19.5°Brix) was significantly (p ≤ 0.01) higher than that of ‘Heukboseok’ grape (17.0°Brix). Xylem of the pedicel did not differ between the two varieties. However, average phloem area after veraison of ‘Shigyoku’ grape (19044.8 ㎛²) was about 1.8 fold greater than that of ‘Heukboseok’ grape (10509.4 ㎛²), based on the number of cells constituting the phloem. The cell number and area of the phloem might affect the accumulation of sugars, the main constituents of the cell wall, thus maintaining the firmness of grapes until late maturity. Therefore, the increased softening of ‘Heukboseok’ grapes at harvest might due to their phloem structure.
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