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          벼키다리병 내성 벼의 생리·생화학적 특성 연구

          상완규 ( Wan Gyu Sang ), 김준환 ( Jun Hwan Kim ), 신평 ( Pyeong Shin ), 조현숙 ( Hyeoun Suk Cho ), 서명철 ( Myung Chul Seo ), 박홍규 ( Hong Kyu Park ), 이건휘 ( Geon Hwi Lee ), 정남진 ( Nam Jin Jeong ) 한국국제농업개발학회 2015 韓國國際農業開發學會誌 Vol.27 No.4

          키다리병 내성벼의 생리·생화학적 특성 연구를 알아보기 위해 남평벼와 호품벼를 비교하여 실시한 실험결과는 다음과 같다. 1. 키다리병 발병률은 품종에 관계없이 병원균 포자의 농도, 노출시간에 비례하여 증가하며 특히 감수성 품종인 호품벼는 그 증가 속도가 더욱 심함을 알 수 있었고 이들 감수성 품종들은 염수선을 통한 종자정선이 키다리병 예방에 중요한 역할을 한다. 2. 키다리병 감염조건에서 남평벼가 호품벼에 비해 체내 전분 및 단백질 감소 정도가 더 작았으며 α-amylase, CAT, SOD 항산화 효소 활성은 다소 높게 유지되었다. 3. 키다리병 감염조건에서 SOD를 제외한 CAT, POD, APX 유전자들은 남평벼가 호품벼에 비해 모두 2 ~ 3배 이상의 강한 발현증가를 보인 반면 호품벼에서 GA positive gene인 Gα(D1), GID2의 발현이 높은 반면 GA deactivating gene인 EUI의 발현은 남평보다 낮은 것으로 나타났다. Rice bakanae disease caused by Fusarium fujikuroi, is one of the most important rice diseases and distributed widely in Asia. This study was carried out to investigate biochemical characteristics and gene expression of bakanae-tolerant japonica rice(Nampyeong) after bakanae inoculation. Concentration of total protein and starch in Nampyeong after bakanae infection were higher than those of Hopum. Whereas, α-amylase activitity of Nampyeong was lower than that of Hopum. And activities of antioxidative enzymes such as Superoxide dismyrase (SOD), Catalase (CAT) of Nampyeong were higher than those of Hopum. In comparative analysis of gene expression related with bakanae tolerant, Nampyeong seedlings highly expressed catalase, peroxidase and ascorbate peroxidase genes, but not superoxide dismutase genes. On the other hand, Hopum highly expressed Gibberellic acid (GA) positive gene, Gα (D1) but lower expressed GA deactivating gene, EUI. In conclusion, high content of total protein and starch, low activity of α-amylase, high activity of SOD, CAT in antioxidative enzymes, high expression of antioxidant genes, CAT, Peroxidase (POD), Ascorbate peroxidase (APX) in rice seedling may played important roles in the tolerance of bakanae. This results might be important resources for improvement of bakanae resistance in rice breeding programs.

        • 자포니카 초다수성 벼 "보람찬"의 질소이용효율 동태 분석

          상완규 ( Wan Gyu Sang ), 김영두 ( Young Doo Kim ), 강신구 ( Shin Gu Kang ), 구본일 ( Bon Il Ku ), 이현석 ( Hyun Suk Lee ), 이민희 ( Min Hee Lee ), 박홍규 ( Hong Kyu Park ), 이점호 ( Jeom Ho Lee ) 전북대학교 농업과학기술연구소 2014 농업생명과학연구 Vol.45 No.2

          본 연구는 질소시비량에 따른 질소이용효율, 중질소를 이용한 질소시비의 분배와 흡수 구명을 통해 자포니카 초다수성 품종인 ‘보람찬'의 질소이용능을 분석하여 최대수량을 위한 질소시비방법 개선 기초자료로 제공하고자 수행하였다. 다비구의 경우에는 다른 품종들에 비해 보람찬 벼의 잎과 줄기의 질소함량이 비교적 낮은 반면 이삭의 질소함량은 가장 높은 값을 보였는데 이는 보람찬 벼가 다비조건에서 질소 전이율이 높기 때문으로 생각된다. 다비 조건에서 호품, 호농 벼의 질소이용효율(NUE)이 각각 43.7, 41.0인 반면 보람찬 벼는 47.7로 가장 높았으며 질소흡수효율(NUpE), 생리적 질소이용효율(PNUE), 농업적 질소이용효율(ANUE), 질소수확지수(NHI)의 수치도 각각 1.34, 31.3, 16.0, 0.64로 보람찬이 가장 높았다. 각 부위별 시비질소의 흡수량은 부위에 관계없이 기비와 분얼비에서 적었고, 특히 보람찬은 수비 질소의 흡수량뿐만 아니라 흡수된 질소의 이삭 분배율 또한 64%로 다른 품종들에 비해 높았다. 이는 다수성 품종인 보람찬의 시비질소 흡수율과 종실로의 질소 전이율이 다른 품종들에 비해 더 우수하여 다비조건에서 질소시비, 특히 수비시용에 따른 수량 기대효과가 가장 크다는 것을 반증한다. Productive agriculture needs a large amount of expensive nitrogenous fertilizers. Improving nitrogen use efficiency (NUE) of crop plants is thus of key importance. This experiment was conducted to investigate the variation of nitrogen use efficiency, nitrogen uptake efficiency, physiological utilization efficiency in high yield japonica rice ‘Boramchan' under variable nitrogen levels. Field experiment was conducted at the research farm in National Institute of Crops Science (NICS), Iksan, Korea during 2012∼2013. Four nitrogen levels (0 kg ha-1, 45kg ha-1, 90kg ha-1 and 135kg ha-1) and three Japonica rice varieties (Boramchan, Hopum and Honong) formed the treatment variables. Nitrogen use efficiency of rice cultivars ‘Boramchan' was 47.7, nitrogen uptake efficiency was 1.3, and physiological N use efficiency was 31.3 in high nitrogen level. And when 135kg ha-1 of nitrogen fertilizer were applied compared to the standard rate of 90kg ha-1, yield and plant dry weight of Boramchan were increased than the others dramatically mainly due to higher number of panicles per m2. Especially Production efficiency(yield/total nitrogen taken up), physiological N use efficiency, agronimic N use efficiency and nitrogen harvest index are higher in ‘Boramchan' than in the others. In addition, N derived from fertilizer(NDFF) and partitioned N to panicle from fertilizer(PNPF) of ‘Boramchan' was higher than the others in high nitrogen level.

        • 벼 키다리병 감염 및 발병에 대한 자포니카 벼 품종별 생리적 차이 구명

          상완규 ( Wan Gyu Sang ), 김영두 ( Young Doo Kim ), 강신구 ( Shin Gu Kang ), 구본일 ( Bon Il Ku ), 이현석 ( Hyun Suk Lee ), 이민희 ( Min Hee Lee ), 박홍규 ( Hong Kyu Park ), 이점호 ( Jeom Ho Lee ) 전북대학교 농업과학기술연구소 2014 농업생명과학연구 Vol.45 No.2

          벼 품종에 따른 유묘기 키다리병 발생비율 조사를 위해 남부 평야지에서 재배하는 자포니카 33품종을 대상으로 도장정도와 고사정도를 기준으로 키다리병 발병율을 조사한 결과 남평 등 2품종은 식물체의 1% 이하로 발병하여 키다리병에 저항성이 강한 것으로 나타났으나, 호품 등 9품종은 동일 조건에서 5%이상의 높은 발병율을 보여 키다리병에 대해 감수성인 것으로 나타났다. 키다리병 발병율은 품종에 관계없이 병원균 포자의 농도, 노출시간에 비례하여 증가하며 특히 감수성 품종인 호품벼는 그 증가 속도가 더욱 심함을 알수 있었고 이들 감수성 품종들은 염수선을 통한 종자선정이 특히나 키다리병예방에 중요한 역할을 함을 실험적으로 알수 있었다. 또한 이들 품종간에 지베렐린에 의한 초장 및 중배축 신장 반응 차이가 나타나는 것으로 보아 키다리병 저항성 기작에 지베렐린에 대한 생리적 민감도가 밀접히 연관되어 있음을 추론할수 있다. Rice bakanae disease caused by the fungus Fusarium fujikuroi, is one of the most important rice diseases and distributed widely in Asia. Infected seedlings are elongated, more slender and slightly chlorotic when compared to healthy seedlings by the secretion of gibberillic acid(GA3) from the fungus. But resistant responses of rice culivars was unknown yet. The objective of this study is to compare the response of different cultivars of rice to infection with bakanae and treatment with gibberellic acid. Resistance evaluation of 33 rice varieties against Fusarium fujikuroi was conducted in field seedling test. Finally, Two resistant cultivars(Nampyong, Saenuri) and thirty-one susceptive cultivars(Hopum., etc) were selected. And the length of the elongated seedlings was measured, and the percentage of death of the seedlings after infection was also counted. The disease symptoms such as leaf dryness were appeared in the ``Nampyeongbyeo`` from 30 days at the concentration of 104pores/㎖culturing at 30℃ and then the other varieties withered 20 days after seeding. And susceptive cultivar was more faster than resistant cultivar in seed germination and stem elongation. Thus, a significant correlation might be found between the length of the seedling treated with GA3 and disease injury by bakanae fungus. This study indicated GA related genes might be important resources for improvement of bakanae resistance in rice breeding programs.

        • KCI등재

          한국형 SPAR(Soil-Plant-Atmosphere-Research) 시스템에서 대용량 관측 자료의 처리 및 품질관리

          상완규 ( Wan-gyu Sang ), 김준환 ( Jun-hwan Kim ), 신평 ( Pyong Shin ), 백재경 ( Jae-kyeong Baek ), 서명철 ( Myung-chul Seo ) 한국농림기상학회 2020 한국농림기상학회지 Vol.22 No.4

          본 연구에서는 첨단 옥외환경조절시설인 SPAR 시스템의 작물 및 환경 관측 자료의 품질 관리와 보증방법을 최초로 제시하였다. 특히 실시간 군락 CO<sub>2</sub>플럭스의 경우에는 수집되는 자료의 특성을 고려하여 이상치의 제거와 보정이 병행되어야 함을 확인하였다. 본 연구를 통해 구축된 자료 처리 방법들은 향후 SPAR 자료를 통한 작물 생육 모형 개선에 매우 중요하게 활용될 수 있을 것으로 보인다. SPAR 내 작물과 환경 관련 10분 평균 자료는 국립식량과학원 내 작물 연구 통합 정보시스템(Crop Research Information System, CRIS) 웹사이트(www2.nics.go.kr/cris)에서 이용 가능하다. In this study, we developed the quality control and assurance method of measurement data of SPAR (Soil-Plant-Atmosphere-Research) system, a climate change research facility, for the first time. It was found that the precise processing of CO<sub>2</sub> flux data among many observations were significantly important to increase the accuracy of canopy photosynthesis measurements in the SPAR system. The collected raw CO<sub>2</sub> flux data should first be removed error and missing data and then replaced with estimated data according to photosynthetic lig ht response curve model. Comparing the correlation between cumulative net assimilation and soybean biomass, the quality control and assurance of the raw CO<sub>2</sub> flux data showed an improved effect on canopy photosynthesis evaluation by increasing the coefficient of determination (R<sup>2</sup>) and lowering the root mean square error (RMSE). These data processing methods are expected to be usefully applied to the development of crop growth model using SPAR system.

        • KCI등재

          RGB 컬러 이미지를 이용한 콩의 군락 피복과 엽면적에 대한 저비용 평가

          이윤호 ( Yun-ho Lee ), 상완규 ( Wan-gyu Sang ), 백재경 ( Jae-kyeong Baek ), 김준환 ( Jun-hwan Kim ), 조정일 ( Jung-il Cho ), 서명철 ( Myung-chul Seo ) 한국농림기상학회 2020 한국농림기상학회지 Vol.22 No.1

          This study compared RGB color images with canopy light interception (LI) and leaf area index (LAI) measurements for low cost and low labor. LAI and LI were measured from vertical gap fraction derived from top of digital image in soybean canopy cover (cv Daewonkong, Deapongkong and Pungsannamulkong). RGB color images, LAI, and LI were collected from V4.5 stage to R5stage. Image segmentation was based on excess green minus excess red index (ExG-ExR). There was a linear relationship between LAI measured with LI (r<sup>2</sup>=0.84). There was alinear relation ship between LI measured with canopy cover on image (CCI) (r<sup>2</sup>=0.94). There was a significant positive relationship(r<sup>2</sup>=0.74) between LAI and CCI at all grow ingseason. Therefore, it is expected that in the future, the RGB color image could be able to easily measure the LAI and the LI at low cost and low labor.

        • KCI등재

          재배기간 동안 이상고온 발생에 따른 콩의 수량반응 탐색

          정유란 ( Uran Chung ), 조현숙 ( Hyeoun-suk Cho ), 김준환 ( Jun-hwan Kim ), 상완규 ( Wan-gyu Sang ), 신평 ( Pyeong Shin ), 서명철 ( Myung-chul Seo ), 정우석 ( Woo-seuk Jung ) 한국농림기상학회 2016 한국농림기상학회지 Vol.18 No.4

          본 연구는 콩 생육모형을 활용하여 우리나라에서 콩 재배기간 동안 발생할 수 있는 이상고온에서 파종일 이동에 따른 콩의 수량반응과 그 영향을 탐색하였다. 또한 미래 기후변화 시나리오(2041-2070년)에서도 파종일 이동이 잠재수량(yield potential)의 변화에 미칠 수 있는 영향을 분석하였다. 1981-2010년 동안 전주와 밀양 두 지점에서, 6월 10일의 파종일을 기준으로 5월 25일과 30일의 파종일 단축에 의한 상대적 잠재수량의 변화는 증가보다는 감소 경향으로 나타난 반면, 6월 5일의 파종일 단축에 의한 잠재수량은 증가(평균 +3%)하는 것으로 나타났다. 그러나, 6월 15일과 20일의 파종일 지연에 의한 잠재수량의 감소(평균 -5%)가 증가(평균 +2%)보다 큰 것으로 나타났다. 또한 두 지점의 최근 2003년부터 2010년 동안 정상온도의 해에서, 6월 10일의 파종일을 기준으로 전주의 5월 25일을 제외하고 파종일 이동에 의한 상대적 잠재수량의 변화에 큰 차이가 나타나지 않았다. 그러나 이상고온의 해에서, 밀양의 경우 파종일 단축에 의한 상대적 잠재수량이 모두 증가하였지만 전주는 6월 5일의 파종일 단축을 제외하고 파종일 단축에서도 상대적 잠재수량의 감소가 나타났다. 파종일 지연에서는 두 지점 모두에서 상대적 잠재수량이 감소하는 것으로 나타났다. 두 지점에서 2041-2070년의 미래 기후변화 시나리오 전망에서 파종일 단축에 따른 잠재수량의 증감효과는 RCP 4.5에서 +7%/-13%(전주)와 +14%/-10%(밀양)로 나타났고, RCP 8.5에서 +10%/-9%(전주)와 +14%/-9%(밀양)로 나타났다. 또한 파종일 지연에 따른 잠재수량의 증감효과는 RCP 4.5에서 +5%/-13%(전주)와 +11%/-16%(밀양)로 나타났고, RCP 8.5에서는 +10%/-17%(전주)와 +10%/-29%(밀양)로 나타났다. 절대적인 값의 차이는 작지만 상대적 잠재수량의 변화에서 파종일 이동에 의한 영향이 RCP 8.5에서 더 반영된 것으로 판단된다. In soybeans, responses of high temperature according to shift of sowing dates during the growing season was explored using the crop model, CROPGRO-soybean. In addition, it analyzed impact on change of sowing dates affects yield potential of soybean under future climate scenario (2041-2070). In Jeonju and Miryang during 1981-2010, if sowing at 15 or ten days ahead from 10 June, namely in shorten of the sowing day (i.e. when sown on 25 or 30 May), the yield potential reduced. However, the yield potential increased when sown 5 June. In the case of delay of sowing day (i.e. when sown on 15 or 20 June), reduction of yield potential in the average -5% was higher than increase in the average +2%. In particular, the relative changes for shorten of the sowing day or delay of the sowing day do not be shown in normal years which high temperatures did not abnormally occur during the growing season from 2003 to 2010 except when sown on 25 May. In abnormal years which high temperatures occurred during the critical period, especially R5 to R7, shorten of the sowing day affected to the increase of yield potential in Miryang, while the yield potential decreased in Jeonju except when sown on 5 June. However, delay of the sowing day influenced on the reduction of yield potential both in two sites. In future climate scenario of Representative Concentration Pathway (RCP) 8.5 during from 2041 to 2070, the increase and decrease of yield potential for shorten of the sowing day were +10/-9% for RCP 8.5 of Jeonju, and +14/-9% for RCP 8.5 of Miryang, respectively. Additionally, it showed +10/-17% for RCP 8.5 in Jeonju, and +10/-29% for RCP 8.5 in Miryang, respectively in the increase and decrease of yield potential for delay of the sowing day.

        • KCI등재

          연구보문 : 자연과학; 벼 무논점파 재배시 입모 향상을 위한 물관리 방법

          최민규 ( Min Kyu Choi ), 구본일 ( Bon Il Ku ), 강신구 ( Shin Gu Kang ), 상완규 ( Wan Gyu Sang ), 백남현 ( Nam Hyun Back ), 김영두 ( Young Doo Kim ), 박홍규 ( Hong Kyu Park ), 최원영 ( Weon Young Choi ), 박태선 ( Tae Seon Park ), 김보경 ( B) 한국국제농업개발학회 2013 韓國國際農業開發學會誌 Vol.25 No.3

          Water management and weed control in rice direct seeding on puddled paddy surface is important for seedling establishment and early growth. To develop management method for enhancing seedling stands and weed control, three experiments were conducted with rice variety Hopum (midmaturing) at experimental station of National Institute of Crop Science, in Iksan in 2010-2011. In experiment 1, germinated rice seeds were sowed on 1, 2, 3, and 4 days after puddling to find the optimum drying days of paddy surface. The average numbers of seedling stands in 2 and 3 days drying were 117 and 114 per m2, respectively, and those were higher than in the 1 and 4 days. Plant height and root length were increased as drying up to 3 days, but decreased in the 4th day. In experiment 2, non-irrigation and intermittent irrigation started 2, 4, and 6 days after seeding were evaluated. The average numbers of seedlings in intermittent irrigation from 2 and 4 days after seeding were 117 and 113 per m2, respectively. The seedlings in irrigation after 6 days was 92 per m2, and 84 per m2 in non-irrigation. Shoot lengths were highest in the irrigation treatments of 2 days and 4 days after seeding. In experiment 3, herbicide was treated on 10, 12, 14, and 16 days after seeding. Rice seedling and root length was increased in the later herbicide treatments. Weeds were not occurred until the 12 days, but observed in the later two treatments. According to these findings, drying paddy for 3 days after puddling, intermittent irrigating after 2 days from seeding, and herbicide treatment on 12 days after seeding is recommended for direct seeding on puddled paddy surface.

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