초록 ▼

○ 연구결과
세부과제 1. 논콩 안정생산을 위한 내습성 유용유전자원 발굴 및 프로테옴 해석
가. 콩의 침수량과 침종일수에 따른 품종간 차이
(1) 침종기간이 1일에서는 발아율이 17.0～77.3%로 평균 56.3%였으며, 2일에서는 10.0～80.0%로 평균 45.9%, 3일에서는 11.0～82.0%로 평균 40.8%, 4일에서는 3.0～67.0%로 평균 25.7%였다. 즉, 침종일수가 증가할수록 어느 품종이나 발아율이 감소하였는데, 1일과 2일의 침종에서는 품종간 차이가 크지 않았으나, 3일에서는 품종간 차이가 나

○ 연구결과
세부과제 1. 논콩 안정생산을 위한 내습성 유용유전자원 발굴 및 프로테옴 해석
가. 콩의 침수량과 침종일수에 따른 품종간 차이
(1) 침종기간이 1일에서는 발아율이 17.0～77.3%로 평균 56.3%였으며, 2일에서는 10.0～80.0%로 평균 45.9%, 3일에서는 11.0～82.0%로 평균 40.8%, 4일에서는 3.0～67.0%로 평균 25.7%였다. 즉, 침종일수가 증가할수록 어느 품종이나 발아율이 감소하였는데, 1일과 2일의 침종에서는 품종간 차이가 크지 않았으나, 3일에서는 품종간 차이가 나타났다.
(2) 침수량 30㎖에서는 발아율이 26.0～82.0%로 평균 54.7%였으며, 60㎖에서는 19.0～77.3%로 평균 45.5%, 90㎖에서는 4.0～71.0%로 평균 39.5%, 120㎖에서는 3.0～72.0%로 평균 29.0%로 나타났다. 침수량이 증가할수록 발아율이 감소하는 경향이었는데, 침수량 90㎖에서 품종간 차이가 나타났다.
나. 침종처리후 발아능과 발아율의 품종간 차이
1) 품종간 발아능
(1) 종자 무게는 침종 20분부터 증가하기 시작하고, 1시간 후부터 6시간 후 까지는 급격히 증가하였다. 그 후 시간이 지남에 따라 물의 흡수량이 감소하기 시작하여, 24시간 전후에는 종자의 무게가 최고치에 도달하였다가, 그 이후에는 물의 흡수량이 급격히 감소고 종자의 무게도 감소하였다.
(2) 용도별로 보면, 밥밑콩과 풋콩 및 올콩은 24시간 후부터 종자 무게가 감소한 반면, 장류콩와 나물콩은 48시간 후부터 종자 무게가 감소하였다. 콩의 용도별로 보면 종자가 흡수한 물의 양이 가장 많은 것은 풋콩과 올콩으로 평균 17.34g를 흡수하였고, 그 다음에는 장류콩이 15.58g, 밥밑콩이 13.21g, 나물콩이 10.35g의 순서로 많았다.
(3) 평균용존산소량은 침종 20분후의 7.75㎎/ℓ에서 72시간 후의 0.87㎎/ℓ로 감소하였다. 밥밑콩은 침종 20분 후에는 7.96㎎/ℓ로 가장 높았으며 6시간 후에도 4.81㎎/ℓ로 가장 높았으나, 48시간 및 72시간 후에는 다른 콩들에 비하여 용존산소량이 낮았다. 한편 풋콩과 올콩은침종후 초기에는 용존산소량이 밥밑콩과 비슷하였으나 72시간 후에는 다른 콩들에 비하여 용존산소량이 가장 높아 1.25㎎/ℓ였다.
(4) 전기전도율은 침종 20분과 40분 후에는 풋콩 및 올콩이 162.05와 231.35㎲㎝^-1로 가장 높았고, 나물콩이 75.51과 111.36㎲㎝^-1로 가장 낮았으며, 1시간과 3시간 후에도 풋콩 및 올콩이 315.69와 485.02㎲㎝^-1로 높았고, 나물콩이 142.01과 259.33㎲㎝^-1로 낮았다. 6시간 후에도 풋콩 및 올콩이 642.76㎲㎝^-1로 높았고, 나물콩이 341.65㎲㎝^-1로 낮았으며, 24시간과 48시간 후에도 풋콩 및 올콩이 989.67과 1865.48㎲㎝^-1로 높았고, 나물콩이 618.69와 1013.69㎲㎝^-1로 낮았다.
(5) 총고형물질은 침종 20분과 40분 후에는 풋콩 및 올콩이 113.74와 161.70㎎/ℓ로 가장 높았고, 나물콩이 53.15과 78.15㎎/ℓ로 가장 낮았다(표 7). 침종 1시간과 3시간 후에도 풋콩 및 올콩이 220.56과 339.67㎎/ℓ로 높았고, 나물콩이 98.96과 174.69㎎/ℓ로 낮았다. 6시간 후에는 풋콩 및 올콩이 451.89㎎/ℓ, 24시간 후에는 714.58㎎/ℓ, 48시간 후에는 1354.36㎎/ℓ로 가장 높았으며, 나물콩은 6시간 후에는 238.91㎎/ℓ, 24시간 후에는 406.48㎎/ℓ, 48시간 후에는 747.31㎎/ℓ로 전기간 동안 가장 낮았다.
2) 품종간 발아율
(1) 장류콩에서는 장수콩의 발아율이 72.7%로 가장 높았고, 익산과 송학콩이 4%로 가장 낮았다.
나물콩에서 발아율이 가장 높은 품종은 소백나물콩으로 90품종중에서 가장 높은 90.7%였으며, 방사콩은 7.3%로 가장 낮았다. 밭밑콩에서는 선흑콩이 52.67%로 가장 높았고, 진율콩이 10.0%로 가장 낮았다. 풋콩 및 올콩에서는 선록콩이 34.0%로 가장 높았으며, 신록콩이 8.7%로 가장 낮았다.
3) 발아능과 발아율간의 상호작용
(1) 전기전도율과 TDS가 낮은 품종들은 발아율이 높았고, 높은 품종은 발아율이 낮은 경향이었다. 종자의 수분흡수가 낮은 품종들은 발아율이 높아 수분흡수와 발아율은 부의 상관이 있었다.
종자의 무게가 높은 품종은 전기전도율과 TDS가 높았으며, 종자의 무게가 낮은 품종은 전기전도율과 TDS도 낮아 정의 상관이 있었다.
다. 콩 침종 일수와 발아에 따른 단백질 동정
1) 침종 일수에 따른 단백질 동정
(1) 일반적으로 침종 일수가 늘어날수록 단백질 스팟의 수가 증가하였지만, 소백나물콩과 장수콩에서는 침종 일수가 증가하여도 단백질 스팟의 수가 크게 변하지 않았다. 분자량이 45kDa인 단백질들과 66kDa인 단백질은 침종일수가 증가하여도 변형되지 않았다.
(2) 종자의 침종에 따라 발현의 차이를 보이는 단백질로는 저장 단백질인 Glycinin, 식물생장과 관련된 p24 oleosin isoform B와 Seed maturation protein PM34가 확인되었다.
2) 침종 후 발아에 따른 단백질 동정
(1) 어느 품종에서나 발아한 종자에서 발아하지 않은 종자에 비하여 더 단백질 스팟이 많이 나타났다. 침종후의 발아종자에서는 ATP와 DNA binding 단백질과 Serine 단백질이 확인되었고, 침종후의 미발아 종자에서는 metallothionein과 지베렐린 조절 단백질이 확인되었다.
세부과제 2. 논콩 고품질 생산을 위한 고기능성 물질탐색과 유용유전자원발굴 및 프로테옴 해석
가. SDS-PAGE와 2-DE를 이용한 콩 종실 저장단백질 발현양상
1) 2-DE를 이용한 야생콩 종실 저장단백질 발현양상 비교 및 동정
(1) 2-DE를 이용한 염기성부분의 단백질 분리에 따른 발현양상은 기존에 실험방법보다 단백질 spots의 발현양상이 분명하게 증가하였다. IT183033은 LMW의 염기성부분에서 발현된 단백질 spots의 수가 다른 비교품종에 비해 많이 분리되었다. 30.0～97.0kDa의 중성부분은 다른 비교품종에 비해 단백질 발현양상에 분명한 차이를 보였다.
(2) LMW의 염기성부분에서 10개의 단백질 spots를 동정한 결과 spot no. 1, 2, 3, 10은 Glycinin Gy4 precursor으로 동정되었으며 spot no. 4는 Glycinin G3 precursor로 동정되었다. Spot no. 5, 7, 9는 Glycinin G1 precursor로 동정되었으며 spot No. 6, 8은 Glycinin chain A2B1a precursor로 동정되었다. 10개의 spots 모두 11S seed storage protein(globulins) family에 속해 있는 단백질과 유사한 단백질로 동정되었다. 동정 결과 모두가 저장단백질로 동정되었지만 기존의 염기성부분의 단백질 분리에서 동정되었던 결과보다 더 많은 수의 저장단백질이 동정되었다.
2) SDS-PAGE를 이용한 콩 종실 저장단백질 발현양상 비교
(1) 야생콩에 비해 장려품종과 재래종의 단백질 band의 발현정도가 많음을 알 수 있었으며 야생콩과 장려품종 및 재래종의 단백질 발현양상을 비교해 보면 장려품종 및 재래종의 단백질 발현양상은 대부분 유사한 발현양상을 보였으나 야생콩의 단백질 발현양상은 각각 다른 단백질 발현양상을 보였다.
(2) IT184247에서는 단백질 발현양상이 다른 야생콩에 비해 분명한 차이를 보였다. IT104397에서 가장 특이한 단백질 bands의 발현양상을 보인 66.0～97.0kDa의 α'-, α-subunit부분이 다른 비교품종의 단백질 bands의 발현양상과 분명한 차이를 보였으며 β-subunit부분에서도 다른 야생콩과는 상이하게 단백질 band의 발현정도가 분명한 차이를 보였다.
(3) 가장 특이한 단백질 bands의 발현양상을 보인 IT104397와 α'-subunit이 결실된 Keburi, 장려품종인 황금콩 그리고 야생콩인 IT184222를 SDS-PAGE을 이용하여 비교한 결과 IT104397의 경우는 α'-subunit와 α-subunit부분이 IT184222와 Keburi, 그리고 황금콩에 비해 단백질 bands의 발현양상에서 분명한 차이를 보였다. 또한 α'-, α-subunit부분뿐만 아니라 β-subunit부분도 Keburi와 황금콩에 비해 단백질 bands의 발현양상이 차이를 보였으며 특히 IT184222와는 단백질 bands의 발현양상이 분명한 차이를 보인 반면 30.0 - 45.0 kDa 부분에서 단백질 band의 발현양상은 HMW 부분의 발현양상과는 정반대의 발현 양상을 보였다. 또한 20.1kDa 부분에서 단백질 bands의 발현양상은 IT184222와 유사한 발현양상을 보였다.
3) 2-DE를 이용한 콩 종실 저장단백질 발현양상 비교 및 동정
(1) 야생콩에서 α'-와 α-subunit이 결실된 야생콩인 IT104397을 2-DE를 이용하여 분석한 결과 66.0 - 97.0 kDa 부분에서는 단백질 spot가 거의 없었으며 염기성부분의 단백질 발현양상이 분명한 차이를 보였다. 또한 30.0 kDa 부분의 산성부분에서도 발현되는 단백질 spots에서 분명한 차이를 보였다.
(2) IT104397의 단백질 동정결과 spot no.7은 metallothionein-like protein, spot no.8, 9는 metallothionein type 2, spot no. 11은 β-conglycinin의 α'-subunit, spot no. 21은 Chain I, Trypsin (E.C.3.4.21.4) Complexed with Bowman-Birk Inhibitor, spot no. 29는 gibberellin regulated protein으로 동정되었다.
나. 등숙에 따른 콩 종실 저장단백질 발현양상
1) 2-DE를 이용한 등숙에 따른 콩 종실 저장단백질 발현 양상 비교
(1) HMW에서 산성부분은 등숙이 진행됨에 따라 감소하는 경향을 보였으며 30.0～45.0kDa부분에서는 증가하는 경향을 보였다. 또한 LMW에서 염기성부분도 역시 증가하는 경향을 보였다.
(2) 이차원전기영동 후 세부분을 부분별로 비교하였다. 부분 1에서는 1waf에서 발현되어 3waf까지 단백질 발현 정도가 증가하다가 4waf에서부터 6waf까지는 단백질 발현 정도가 감소되었다. 반면에 부분 2에서는 1waf 때에는 단백질 발현 정도가 거의 없었으나 부분1번과는 다르게 2waf에서부터 단백질 발현 정도가 분명히 증가하여 4waf까지 점차적으로 증가하다가 5waf에 급격히 증가한 후 6waf 때에는 약간 감소 양상을 보였다. 부분 3에서는 1waf에 단백질 발현 정도가 거의 없다가 2waf때부터 점차 증가하여 6waf때까지 단백질 발현 정도가 증가하는 양상을 보였다.
2) 등숙에 따른 콩 종실 저장단백질 동정
(1) 논과 밭에서 재배된 4품종을 2-DE gel에서 임의 선발한 단백질 spot를 이미지 분석한 결과, 한남콩의 경우는 논에서 재배하여 얻은 종자의 protein normal volume이 40개의 단백질 spots 중 13개의 단백질 spots은 증가하였으며 27개의 단백질 spots은 감소하였다. 백천콩에서는 40개의 단백질 spots 중 23개의 단백질 spots은 증가하였고 16개의 단백질 spots이 감소되었으며 1개의 단백질 spots은 변화가 없었다.
(2) 황금콩에서는 30개의 단백질 spots 중 11개의 단백질 spots은 증가하였으며 19개의 단백질 spots은 감소하였다. 단원콩에서는 30개의 단백질 spots 중 16개의 단백질 spots은 증가하였으며 14개의 단백질 spots은 감소하였다.
다. 논과 밭의 콩 종실 저장단백질 발현양상
1) SDS-PAGE를 이용한 논과 밭의 콩 종실 저장단백질 발현양상 비교
(1) 논과 밭에서 재배한 한남콩, 백천콩, 황금콩, 단원콩을 가지고 SDS-PAGE를 이용하여 단백질 bands 발현양상을 비교하였다(그림 25). 66.0～97.0kDa부분의 main bands의 발현정도가 논보다는 밭에서 높았으며 45.0kDa부분의 band 역시 논보다는 밭에서 발현정도가 높았다. 한남콩의 경우 14.4～20.1kDa부분에서 단백질 band의 발현양상이 분명한 차이를 보였으며 백천콩에서도 14.4～20.1kDa부분의 단백질 발현양상이 한남콩과 같은 단백질 발현양상을 보였다.
2) 2-DE를 이용한 논과 밭의 콩 종실 저장단백질 발현양상 비교
(1) 2-DE를 이용한 등숙에 따른 단백질의 발현 정도는 LMW의 염기성부분은 단백질 발현정도가 증가하는 양상을 보인 반면 45.0-66.0 kDa의 산성부분에서는 감소되는 양상을 보였다. 또한 동정결과 p24 oleosin isoform A라는 등숙에 관여되는 단백질이 동정되었다.
협동과제 1. 논콩 습해경감 및 고품질 생산 기술 개발
가. 논콩 재배시 습해경감을 위한 파종방법 및 초형별 재식밀도 구명
(1) 논 토양수분 조건에 따른 콩 발아율은 적습, 과습, 건조, 침수처리에서 각각 평균 90, 38, 0.2, 0%로 과습 조건에서 발아율이 크게 떨어졌으며, 풍산나물콩이 송학콩에 비해 과습 조건에서 발아력이 높았다. 평휴와 휴립파종 간에는 휴립재배시 송학콩, 풍산나물콩 모두 경장, 경태, 분지수 등 생육이 양호하였다.
(2) 재배조건별 습해정도는 휴립재배시 습해지수는 1이었고, 평휴재배에서 송학콩이 5, 풍산나물 콩이 7을 나타내 습해가 심하여 휴립재배시 습해경감 효과가 컸다. 수량성도 휴립 파종시 송학콩이 305kg/10a(100), 풍산나물콩은 280kg/10a인데 반해 평휴재배시 수량지수는 송학콩은 61%, 풍산나물콩은 46%로 습해에 의해 수량이 감소하였다. 그리고 나물콩 품종의 내습성을 검정하기 위해 온실 베드에 풍산나물콩 등 나물콩 4품종을 공시하여 영양생장기인 5엽기에 10일간 습해 처리한 결과 도레미콩, 풍산나물콩이 무처리에 비해 개체당 생육 및 수량 감소량이 적어 습해에 강한 품종으로 생각되었다.
(3) 초형 및 재식밀도에 따른 콩 생육과 수량성을 검토해본 결과 표준 재식밀도(조간60cmx주간 10cm)에 비해 소식재배에서 경장은 길고, 경태는 두꺼워 졌으며, 분지수 및 주경절수가 많아지는 경향을 보였고, 엽면적 지수는 밀식조건에서 높았으며, 재식밀도별 수량성은 풍산나물콩은 조간 50cmx주간10cm, 송학콩은 조간 60cmx주간10cm에서 최고수량을 나타내어 초형이 난형인 송학콩에 비해 세장형인 풍산나물콩이 밀식적응성이 있는 것으로 보였다.
나. 논콩 재배시 근류균 접종 및 석회시용 효과 구명
(1) 콩 논 재배시 근류균 효과를 구명하기위해 근류균 종토(밭토양)를 50～150kg/10a 수준으로 접종하고 접종량에 따른 식물체 건물중 및 근류균량을 조사해본 결과 무접종 처리구와 차이가 없었다. 또한 근류균 종토 접종량에 따른 콩 생육 및 수량성도 차이가 없어 근류균 종토접종 효과를 인정 할 수 없었다.
(2) 전남ㆍ북 10개 시ㆍ군의 보통답(논) 20개 지점의 논 토양을 채취하여 폿트에 담아 콩 파종 후 30일 후에 근류균 형성 여부를 조사해본 결과 전 지역의 논 토양에서 근류균이 형성 되었는데 이는 과거 오랫동안 논두렁에 콩을 재배하여 근류균이 존재하는 것으로 생각되었고, 본 시험을 수행한 논토양에도 밭 토양 보다는 적었으나 8.8×102 정도의 근류균이 존재 하는 것을 확인하였다. 따라서 콩 논 재배시 별도의 근류균 종토 접종 작업을 생략하여도 좋을 것으로 생각되었다.
다. 논콩 재배시 석회시용 효과 구명
(1) 콩 논 재배시 석회 시용에 따라 작물 생육은 무처리에 비해 경장이 커졌으며, 주경절수 및 분지수는 많아지는 경향이었고, 경태도 굵어져 작물생육이 양호하였다. 또한 석회 시용 처리구가 무처리에 비해 개체당 협수가 증가하였고, 수량성은 무처리에 비해 석회중화량 처리에서 8%, 중화량 +50%증량, 중화량+100%증량 처리에서 각각 6%, 4% 증수되어 석회시용 효과가 있었다.
(2) 석회시용에 따른 토양 화학성은 무처리에 비해 토양 pH가 높아져 중화되었으며, 양이온 함량도 증가하였는데 특히, SiO₂, Ca의 함량이 높아졌으며, 립비대기에 조사한 식물체 부위별 성분 조사에서도 무처리에 비해 석회시용 처리구에서 잎, 줄기, 협 모두 CaO, K₂O 등 양이온 함량이 증가 하였다.
라. 나물콩 논 재배시 수확시기에 따른 수량 및 콩나물 품질
(1) 나물콩 논 재배시 적정수확시기를 구명하기 위해 수확시기를 달리한 시험에서 성숙기 10일전 수확시 종실수분 함량은 61.9%였고, 탈곡시 까지의 건조일수는 11일이 소요 되었으며, 성숙기, 성숙기 10일 후, 성숙기 20일 후 수확에서의 종실 수분함량은 각각 40.1, 13.5, 12.1%였고, 탈곡을 위한 건조일 수는 각각 7, 2.5, 1일이 소요되었다.
(2) 수확시기별 미숙립을 제외한 종실수량은 일반적인 수확기인 성숙기 10일 후 수확에 비해 성숙 전 10일 및 성숙기 수확은 각각 18, 7% 감소하였고, 성숙 기 20일 후 수확에서는 대등하였다. 수확시기별 종자의 콩나물 특성을 조사해본 결과 콩나물 수율은 일반적인 수확기인 성숙기 10일 후 수확에 비해 성숙기 10일 전 수확 및 성숙기에 수확한 종자는 부패 및 불완전 신장립율이 많아 각각 6, 2% 콩나물 수율이 떨어졌으며, 성숙기 20일 후 수확에서는 차이를 보이지 않았다.
마. 나물콩 논 재배 대단위 실증 시험
(1) 콩 논재배시 그동안 검토 되었던 고휴재배 및 석회시용과 생육중기에 배토작업 등 신기술을 투입한 현장실증 결과 농가관행에 비해 경장은 커졌으며, 주경절수 및 분지수가 많아졌다.
(2) 개체당 협수의 증가로 10a당 수량이 269kg으로 농가관행 재배에 비해 10% 증수 효과가 있었다. 따라서 습해가 우려되는 논에서 콩을 재배 할 경우 고휴재배는 필수적으로 생각되었고, 안정 다수확 생산을 위해서는 석회시용을 통한 토양중화와 배토작업 등 중간관리에 노력을 기울여야 할 것으로 생각되었다.

Abstract ▼

This study was conducted to investigate the effect of pre-germination soaking on germination, especially expression studies and proteome analyses which are novel tools for the analysis of seed pre-germination soaking on germination, for comparing recommended and local varieties and wild-type soybea

This study was conducted to investigate the effect of pre-germination soaking on germination, especially expression studies and proteome analyses which are novel tools for the analysis of seed pre-germination soaking on germination, for comparing recommended and local varieties and wild-type soybeans to proteins of basic region and confirming how to turn up displayed expression protein bands obtained from the wild-type soybeans and recommended and local varieties through the use of proteomics approaches for the known functional components, and to get the seeding method for the reduction of flooding damage and adaptable distance according to plant types in the paddy field cultivation of soybean.
Over the last two decades, the increasing interest in functional foods with the "scientific principle and basis for disease prevention" has greatly promoted the development of new types of functional foods with the various antioxidative factors known as beneficial for the prevention of age-related disease through the extensive research. The soybean [Glycine max (L.)] has long been recognized as a valuable components of medicine, food and feed. The various functional substances in soybean such as isoflavone, lutein, tocopherol, and phytic acid enhanced the value of soybean. Phytosterols which reduce cholesterols in human body will greatly increase the value of soybean as functional food source. Therefore, Korean soybean germplasm was used to study the variations of phytosterols and to select genetic resources useful for the development of soybean with the better valuable nutrition.
Recently, in the field of plant proteomics, the interest in the plant biology especially in the proteins expressed by genome and the proteome has been increased. In this respect, two-dimensional gel electrophoresis is a powerful tool to analyze the complex protein mixtures by separating the proteins according to their isoelectric point (pl) and their molecular mass. Protein spots isolated from 2-D polyacrylamide gels and digested with proteases generate the reproducible peptide fragments whose molecular mass can be accurately and rapidly determined using Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization Time-of Flight (MALD-TOF) mass spectrometry. These experimentally determined peptide masses can be utilized to search " in silico" digested protein or nucleic acid databases for statistical matches. Their experimental verifications through the nutritional values and the functional proteomics of soybean that have been called as a medicinal crop have been focused on. Many research scientists have conducted the extensive research to isolate and characterize Isoflavone, tocopherol, lutein and phytosterols etc.
Recently, the recognition for wild-type soybean related to the many functional components and experimental materials have been greatly changed. However, the studies have been carried out with a few landscape soybean varieties. No reports have been released about the pre-germination soaking on germination and the functional materials such as isoflavone, lutein, tochoperol and phytosterols are not reported by proteomics approach. The research was carried out in three different sub-projects: 1) to evaluate the effect of pre-germination soaking on the germination and identification of proteins in soybean. 2) to investigate differentially displayed expression of soybean seed storage proteins using SDS-PAGE and two-dimensional electrophoresis. 3) to establish the seeding method of flooding damage reduction and the adaptable distance according to plant types in the paddy field cultivation of soybean.
The first part of research. Development of useful genetic resources and proteomic analysis for flooding resistance for the stable production of soybean in paddy field.
This study was carried out to investigate the effect of pre-germination soaking on the germination of 90 Korean soybean varieties and the identification of protein in seeds of 7 soybean varieties. The results obtained were summarized as follows:
1. Germination rate of soybean seeds was decreased as amount of soaking water and soaking duration in number of days. Difference in germination rate of soybean seeds was significant at three days soaking with water volume of 90㎖.
2. Water absorption of seeds was rapidly increased during the first 6 hours, followed by the slow increase until 24 hours and then decreased during the 24 to 48 hours after soaking soybean varieties for bean sprout soaked the lowest amount of water, while soybean varieties for cooking with rice showed the lowest seed water content.
3. Dissolved oxygen(DO) in soaking water was rapidly decreased during the first 3 hours after soaking, then slowly decreased. Soybean varieties for vegetable and early maturity showed the lowest DO during the early soaking periods, but showed higher DO after 24 hours than other groups of soybean varieties.
4. Electrical conductivity and Total Dissolved Solid(TDS) were increased as the number of soaking days were increased. Soybean varieties for vegetable and early maturity showed the highest electrical conductivity and TDS, followed by those for sauce and paste or cooking with rice, while showed the lowest electrical conductivity and TDS, varieties for bean sprout.
5. Among 90 Korean soybean varieties, varieties which showed the highest germination rate were Jangsukong for sauce and paste, Sobaegnamulkong for bean sprout, Seonheukkong for cooking with rice, Seunnokkong for vegetable and early maturity. On the ather hand, varieties which showed the lowest germination rate were Iksan and Songhakkong for sauce and paste, Pangsakong for bean sprout, Jinyeulkong for cooking with rice, Sinlokkong for vegetable and early maturity.
6. Germination rates of soybean seeds were higher when electrical conductivity, TDS and water absorption of seeds were lower. There were negative correlations between electrical conductivity, TDS and water absorption of seeds and germination rate, while there were positive correlations among electrical conductivity, TDS and soybean seed weight.
7. Proteins expressed in soybean during soaking periods were identified as Glycinin, p24 oleosin isoform B, and seed maturation protein PM34, respectively.
8. Proteins expressed in germinated seeds after soaking were identified as ATP, and DNA-binding proteins, and serine protease precursor, re[ectively, while proteins expressed in non-germinated seeds after soaking were identified as metallothionein related to metal and gibberellin regulating protein.
The 2nd part of Research: Survey and proteome analysis of the functional materials and valuable genetic resources for the production of high quality of soybean in the rice paddy soils
This study was performed to compare the recommended and local varieties and wild-type soybeans to the proteins of basic region and to confirm how to turn up displayed expression protein bands which were in wild-type soybeans and recommended and local varieties by electrophoresis. And the four cultivars, such as Hannamkong, Baekcheonkong, Hwangkeumkong, and Dawonkong are cultivated from paddy-field and upland-field, in order to examine the normal volume of protein spots. Also, during seed-filling phase of soybean seed development in Taekwangkong, we carried out a survey to identify how it changes and what kind of protein it is. Besides obtaining preliminary data of displayed expression in soybean seed storage proteins, the results of surveys obtained were summarized as follows;
1. Protein spots was more clearly visualized than existing experimental method for displayed expression following a region of basic in protein separation. Also, as a result of proteins identified by MALDI-TOF-MS, we identified there are 11s protein Glycinin in the wild-type soybeans for the most part and protein spot No. 6, 8 came out as a glycinin chain A2Bla precursor.
2. It has showed differentially displayed expression result between wild -type soybean and recommended and local varieties by comparison using SDS-PAGE. However, the recommended and local varieties showed mostly the same displayed expression. It was α'-, α-subunit that wild-type soybean lacked in IT104397 and protein bands nearby β-subunit region extremely intended to increase display expression than any other wild-type soybean.
3. By analyze IT104397 lacking in α'-, α-subunit through using 2-DE, we found that there were only few protein spots near by 66.0 - 97.0 kDa which showed differentially displayed expression at a basic region of protein. Also the protein spot generally near the acidic region by 30.0kDa showed differentially displayed expression.
4. As a resut of proteins identified by MALDI-TOF-MS in IT104397, it was identified that the spot no. 7 is metallothionein-like protein, spot no. 8, 9 was metallothionein type 2, spot no. 11 was alpha′- subunit of beta-conglycinin, spot no. 21 was Chain I, Trypsin (E.C.3.4.21.4) Complexed with Bowman-Birk Inhibitor and spot no. 29 was gibberellin regulated protein
5. As a result of image analysis for the randomly selected protein spot in 2 - DE gel image of Hannamkong cultivated from the paddy field and protein normal volume of got 13 protein spots were increased 27 protein spots were decreased from 40 protein spots. In Baekcheonkong, 23 protein spots were increased, 16 protein spots were decreased, 1 protein spots wasn't changed from 40 protein spots. Also, in Hwangkeumkong, 11 protein spots were increased 19 protein, spots were decreased from 30 protein spots. In Danwonkong, 16 protein spots were increased, 14 protein spots were decreased from 30 protein spots.
6. As a result of differentailly displayed expression by 2-DE, Protein display expression through the seed-filling phase of soybean seed development was increased in basic region of LMA in other region decreased that proportion around of an acidic region of 45.0 - 66.0 kDa. Also, as a result of proteins identified by MALDI-TOF-MS was p24 oleosin isoform A.
7. Phytosterols are wildly found in plants and known for their physiological function to reduce cholesterol in human. A total of 166 Korean soybean germplasm was evaluated for phytosterol variation in this study. Total phytosterol content ranged from 49.9 to 247.5 mg/100g with the average of 97.8 mg/100g. Soybean phytosterols consisted β -sitosterol of 53.2%, campesterol of 23.2 and stigmasterol of 23.6 mg/100g. The ranges of β-sitosterol, campesterol and stigmasterol were 19.4-132.5, 12.0-58.7 and 11.5-56.3, respectively. About 66% of Korean soybean germplasms had phytosterol content less than 100 mg/100g, while only about 10% had higher phytosterol content greater than 140 mg/100g. Phytosterol and three components showed skewed distribution to left, i.e., more in lower phytosterol contents. KLS087103, KLS087230, Oialkong, KLS087238, KLS87190, KAS634-12, and KAS521-15 might be the useful soybean germplasm, which might be useful source for the development of soybean varieties with high phytosterol content. Contents of phytosterols, β-sitosterol, campesterol, and stigmasterol were highly significantly related to each other. This indicated that the increase in any component of phytosterol would result in the significant increase of other phytosterols as well as the total phytosterol content.
8. Tocopherol(T) (vitamin E) is one of important functional substances in soybean (Glycine max Merrill.). Selection of any soybean germplasm with high tocopherol content is desirable due to its high nutritional value. Tocopherol content of 67 soybean cultivars was analyzed with HPLC using soxhlet extraction (24 hours) method. Total tocopherol concentration ranged 23.32∼41.68 mg/100g with an average of 28.66 mg/100g. About a half of the cultivars showed range of 26.0∼28.0 mg/100g in total tocopherol content . Concentration of four tocopherol components was higher in the order of γ-T, δ-T, α-T and β-T with 18.01, 7.24, 3.02 and 0.38 mg/100g. But the coefficient of variation was greater in the order of β-T (51.06), α-T (35.63), δ-T (21.70) and γ-T (12.89), which is quite the opposite with that of the tocopherol concentration. α-T, the primary precursor to vitamin E in the body and a good antioxidant, was rather low in concentration but showed high variation. α-T concentration ranged 1.25∼8.02 mg/100g. Cultivars with higher α-T concentration than 4.00 mg/100g were Eunhakong, Anpyongkong, Sohokong, Alchankong, Doremikong, Jangkyongkong, Dongpuktae, Heukcheongkong, Geomjeongkong 1, Jangdanbaekmog and Keumgkangdaerip. In general, Cultivars crossed with Enhakong were higher than any other cultivars used in this study.
The 3rd Part of Research: Reduction of flooding damage to the soybean in the rice paddy soils and the development of production technology for its improved quality
This experiment was carried out to establish the seeding method of wet injury reduction and adaptable distance according to plant types in the paddy field cultivation of soybean. In the different four moisture conditions, such as optimum, excess, drought, and flood, the emergence rate of soybean in the optimum, excess, drought, and flood conditions were 90 percent, 38 %, 0.2 %, and not appeared. And high ridge culture was better than level row on the reduction of wet injury. And the plant type of slender leaf, Pungsannamulkong was more suitable than that of round leaf, Songhakkong on the high density culture. The infected Rhizobium soil was got into paddy field 50-150 kilograms per 10a, but the effect of Rhizobium treatment was not so good as any other effect. Because that was cultivated on levee for a long time. And the experimental cultivar was Pungsannamulkong, and the 4 treatments by the amount of lime, includes none liming application, standard amount of liming requirement(LR), 50%, and 100% more of the amount of LR. The experiments were conducted in Iksan of Korea for two years from 2005 to 2006. In the results, pH of the soil was higher than before liming, and especially the concentrations of SiO2 and Ca were increased. And the concentrations of CaO cation on the leaves and stems were more increased in R5(beginning seed time) stage than in the none liming treatment. On the growth of soybean, the plant hight, the number of nodes per plant, the number of branches per plant increased more on the liming treatment than the none liming treatment. Especially, the yields of soybean increased 8 % more in the LR treatment, 6 % in the 50% more LR treatment, and 4 % in the 100% more LR treatment than the none liming treatment. The conclusion is that soybean cultivation in the paddy field the application of lime should be done by referring to soil test for the amount of lime application in the soil. And other experiments were carried out to analyze the effects of lime treatment on the growth and yield of soybean in the paddy field. The soybean variety tested was Pungsannamulkong and the planting date was 20 June in Iksan of Korea for two years from 2005 to 2006. Four harvest times; before 10 days of maturation, mature day, after 10 days of matured day and after 20 days of matureday, were tested to get results. The moisture content in the harvested before 10 days of maturation treatment was 62 percents, and the drying days for harvest needed 11 days, and that in the harvested on matured day treatment was 40 %, after 10 days of matured day treatment was 14 %, and after 20 days of matured day treatment was 12 %. And the drying days for harvest in the matured day treatment it required 7 days, after 10 days of matured day treatment, it needed 3 days, and after 20 days of matured day treatment, it needed just one day. As a results, after 10 days of matured day treatment, the growth of soybean-sprouts was better than any other treatment. It was found that early harvest was not good after cropping, because of high decay rate of soybean-sprouts, and yield of soybean was decreased, because of high moisture content.
And to ideally cultivate soybean in the paddy field, some cultural methods, such as high ridge, liming, molding, and other management in the broad area need to be demonstrated in the farmer's field

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 20
• 목차 ... 28
• CONTENTS ... 30
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 32
• 제 1 절 연구목적 ... 32
• 제 2 절 연구필요성 ... 32
• 제 3 절 연구개발의 내용과 범위 ... 33
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 35
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 37
• 제 1 절 논콩 안정생산을 위한 내습성 유용유전자원 발굴 및 프로테옴 해석 ... 37
• 1. 재료 및 방법 ... 37
• 2. 결과 및 고찰 ... 43
• 가. 논콩 입모 및 초기생육 향상을 위한 출아기의 내습성 검정방법 확립 및 자원발굴 ... 43
• 나. 콩 생육중기의 습해저항성 검정지표 구명 ... 64
• 다. 논콩 담수조건에서의 품종 간 생육 비교 및 유용자원 발굴 ... 74
• 라. 출아기 내습성 기초연구를 위한 프로테옴 해석 ... 80
• 3. 결과요약 ... 96
• 제 2 절 논콩 고품질 생산을 위한 고기능성 물질탐색과 유용 유전자원 발굴 및 프로테옴 해석 ... 101
• 1. 재료 및 방법 ... 101
• 2. 결과 및 고찰 ... 114
• 가. 콩 기능성 물질의 변이탐색 및 자원 발굴 ... 114
• 나. 종자저장 단백질(11S,7S)의 변이, 자원탐색 및 프로테옴 해석 ... 138
• 다. 논과 밭의 콩 종실 저장단백질 발현양상 ... 174
• 라. 등숙기간의 종실 프로테옴 발현 해석 및 동정 ... 188
• 3. 결과요약 ... 195
• 제 3 절 논콩 습해경감 및 고품질 생산 기술 개발 ... 199
• 1. 재료 및 방법 ... 199
• 2. 결과 및 고찰 ... 202
• 가. 습해경감 파종 작휴방법 구명 ... 202
• 나. 초형별 적정 재식밀도 구명 ... 205
• 다. 근류균 종토접종이 콩 생육에 미치는 영향 ... 207
• 라. 논콩 재배시 석회시용 효과 구명 ... 210
• 마. 논콩 재배시 적정 수확시기 구명 ... 212
• 바. 논콩 재배 대단위 농가실증 시험 ... 215
• 3. 결과요약 ... 216
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 219
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 221
• 제 6 장 연구개발 과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 222
• 제 7 장 참고문헌 ... 224
• 끝페이지 ... 236