KR101180967B1 - 갈대 신품종 '대동1호' - Google Patents

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Abstract

본 발명은 갈대 신품종 '대동1호'에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로 갈대(Phragmites communis) 종자에 양성자빔을 조사하여 돌연변이체를 유도한 후, 육성하여 수득되고, 바이오매스 생산량, 무기 인 흡수량, 질소질 흡수량 및 재분화율이 야생형에 비해 증가된 특성을 갖는 갈대의 신품종 '대동1호'에 관한 것이다.
본 발명의 갈대 신품종은 바이오매스 생산량, 무기 인 흡수량, 질소질 흡수량 및 재분화율이 야생형에 비해 증가되었으므로, 산업적으로 매우 유용한 신품종이다.
갈대 신품종, 대동1호, 양성자빔, 돌연변이체, 바이오매스, 무기 인, 질소질, 재분화율

Description

갈대 신품종 '대동1호'{New cultivar of Phragmites communis Daedong1ho}
본 발명은 갈대 신품종 '대동1호'에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로 갈대(Phragmites communis) 종자에 양성자빔을 조사하여 돌연변이체를 유도한 후, 육성하여 수득되고, 바이오매스 생산량, 무기 인 흡수량, 질소질 흡수량 및 재분화율이 야생형에 비해 증가된 특성을 갖는 갈대의 신품종 '대동1호'에 관한 것이다.
갈대 (Phragmites communis)는 화본과에 속하는 여러해살이 풀로, 습지나 갯가, 호수 주변의 모래땅에 군락을 이루고 자란다. 뿌리줄기의 마디에서 많은 황색의 수염뿌리가 나며, 줄기는 마디가 있고 속이 비어 있다. 잎은 가늘고 긴 바소꼴이며, 끝이 뽀죡하고, 입집은 줄기를 둘러싸고 털이 있으며, 높이는 3m 정도이다. 꽃은 8-9월에 피고 수많은 작은 꽃 이삭이 줄기 끝에 원추 꽃차례로 달리며, 처음에는 자주색이나 담백색으로 변한다. 포영은 호영보다 짧고, 3맥이 있으며, 첫째 작은 꽃은 수꽃이다. 양성소하의 호영은 안쪽으로 말려서 끝이 까락처럼 되고, 수술은 3개이며, 꽃밥은 2mm 정도이다. 열매는 영과이고 종자에 깃털이 있어 바람에 쉽게 날려 멀리 퍼지며, 번식은 종자와 땅속줄기로 잘된다.
갈대의 줄기는 수공예품의 재료로도 널리 이용되고 있다. 특히, 갈대의 뿌리 는 이뇨, 지혈, 발한, 소염, 해독 등의 다양한 약리효과가 있다고 알려져 있어 한방에서는 약초로 사용되고 있다. 최근 갈대는 수질정화 처리에 널리 이용되고 있다.
한편, 바이오에너지 생산을 위해 사용되는 곡물의 가격상승으로 에너지 식물의 개발이 필수적인 바, 갈대는 생장 바이오매스가 매우 양호하여 바이오에너지 생산을 위한 바이오매스 자원으로서도 큰 잠재력을 가지고 있다.
그러므로, 갈대의 바이오매스량을 증가시킬 수 있는 방안을 강구하는 것이 절실히 요구되고 있다.
한국특허공개 제2009-0050176호에는 장석을 함유하는 갈대 생장촉진 및 바이오매스 증량을 위한 농업용 상토 조성물, 및 그의 제조 및 이용 방법이 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 안출된 것으로서, 갈대 신품종 '대동1호'를 돌연변이 육종하기 위하여, 원품종 종자에 750 Gy의 선량으로 양성자빔을 조사하고, 조사된 종자들을 발아시켜 증식한 후 선발 도태과정을 반복한 후 최종선발된 것을 대동1호라 명명한 후 대량 증식하고 품종의 특성을 조사함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 갈대(Phragmites communis) 종자에 양성자빔을 조사하여 돌연변이체를 유도한 후, 육성하여 수득되고, 바이오매스 생산량이 야생형에 비해 증가된 특성을 갖는 갈대의 신품종 '대동1호'를 제공한다.
본 발명의 갈대 신품종은 바이오매스 생산량, 무기 인 흡수량, 질소질 흡수량 및 재분화율이 야생형에 비해 증가되었으므로, 산업적으로 매우 유용한 신품종이다. 또한, 본 발명의 갈대 신품종은 생장 바이오매스가 매우 양호하여 바이오에너지 생산을 위한 바이오매스 자원으로서도 크게 기여할 수 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 갈대(Phragmites communis) 종자에 양성자빔을 조사하여 돌연변이체를 유도한 후, 육성하여 수득되고, 바이오매스 생산량이 야생형에 비해 증가된 특성을 갖는 갈대의 신품종 '대동1호' (KCTC 18161P)를 제공한다.
본 발명에 따른 새로운 갈대 신품종 '대동1호'는 종자에 양성자빔을 조사하여 돌연변이체를 유도한 후 몇 차례의 선발 육종과정을 거쳐 품종을 고정하였다.
본 발명의 일 구현예에 따른 갈대 신품종 '대동1호'에서, 상기 바이오매스 생산량은 야생형에 비해 28 ~ 270% 증가될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 갈대 신품종 '대동1호'에서, 상기 양성자빔은 700~800 Gy, 바람직하게는 750 Gy의 선량으로 조사될 수 있다. 상기 돌연변이원은 양성자빔, γ-선, X-선, 자외선, EMS(ethyl methane sulfonate), NaN3(Sodium azide), NMU(N-nitroso-N-methylurea), 콜히친, 알킬화제, 방향족아민, 니트로화합물 및 과산화물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있으며, 바람직하게는 양성자빔이다.
본 발명의 일 구현예에 따른 갈대 신품종 '대동1호'는 하기에 기재된 하나 이상의 특성을 추가로 포함할 수 있다:
(a) 무기 인의 흡수량이 야생형에 비해 증가되고;
(b) 질소질의 흡수량이 야생형에 비해 증가되고;
(c) 재분화율이 야생형에 비해 증가됨.
본 발명의 일 구현예에 따른 갈대 신품종 '대동1호'는 바람직하게는 하기에 기재된 하나 이상의 특성을 추가로 포함할 수 있다:
(a) 무기 인의 흡수량이 야생형에 비해 28 ~ 302% 증가되고;
(b) 질소질의 흡수량이 야생형에 비해 31 ~ 409% 증가되고;
(c) 재분화율이 야생형에 비해 31 ~ 153% 증가됨.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 양성자빔 조사 및 변이체 제작
화본과에 속하는 갈대 (Phragmites communis) 종자를 25cm 직경의 투명한 페트리디쉬에 담아 750 Gy의 선량으로 양성자빔을 조사하였다. 처리된 종자를 온실 안에서 발아시킨 후 1년간 관찰하며 선발하였다.
실시예 2: 바이오매스 생산량에 따른 선발
변이체를 30cm 화분에 재배하며, 6월, 8월, 11월에 건중량을 측정하였다. 건중량은 갈대 시료를 60℃에서 1주일간 건조한 후 건물중을 측정하였다 (도 1). 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 갈대 신품종 '대동1호'는 야생형과 비교하여 28 ~ 270%의 바이오매스 생산량의 증가를 보였다.
실시예 3: 무기 인의 흡수량에 따른 선발
변이체를 30cm 화분에 재배하며, 6월, 8월, 11월에 인 함량을 측정하여 무기 인의 흡수량을 측정하였다. 갈대 시료는 60℃에서 1주일간 건조한 후 분쇄기로 0.5 mm 이하의 크기로 간 후 분석에 사용하였으며, 시료를 산분해(H2SO4-HClO4)한 후, Ammonium paramolybdate-vanadate 발색법으로 분석하였다. 갈대가 흡수한 인의 양은 단위 면적당 갈대 건물중과 갈대의 인 농도의 곱으로 계산하여 g/m2의 단위로 표시하였다 (도 2). 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 갈대 신품종 '대동1호'는 야생형과 비교하여 28 ~ 302%의 무기 인의 흡수량의 증가를 보였다.
실시예 4: 질소질의 흡수량에 따른 선발
변이체를 30cm 화분에 재배하며, 6월, 8월, 11월에 질소 함량을 측정하여 질소질의 흡수량을 측정하였다. 갈대 시료는 60℃에서 1주일간 건조한 후, 분쇄기로 0.5 mm 이하의 크기로 간 후 분석에 사용하였다. 시료를 산분해(H2SO4-HClO4)한 후, 산분해액을 켈달 증류하여 정량화하였다. 갈대가 흡수한 질소의 양은 단위 면적당 갈대 건물중과 갈대의 질소 농도의 곱으로 계산하여 g/m2의 단위로 표시하였다 (도 3). 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 갈대 신품종 '대동1호'는 야생형과 비교하여 31 ~ 409%의 질소질의 흡수량의 증가를 보였다.
실시예 5: 재분화율에 따른 선발
재분화율이 높은 갈대 변이체 선발을 위하여, 갈대의 조직(잎)을 비타민이 포함된 MS 배지에 치상 (2mg/L 2,4-D 첨가)하여 4주간 배양한 후, 4주 후 2,4-D의 농도를 1mg/L로 낮추고 4주간 배양하고, 2,4-D의 농도를 0.1mg/L 로 낮추고 3주간 배양하면서 재분화를 유도하였다. 신초가 형성되어 2cm 정도가 되면 1/2MS (호르몬 무첨가) 배지에서 뿌리를 유도하였다. 각각의 변이체에서 100 개체 이상의 조직을 치상하였으며, 신초형성 정도를 백분율로 평가하였다 (도 4). 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 갈대 신품종 '대동1호'는 야생형과 비교하여 31 ~ 153%의 재분화율의 증가를 보였다.
실시예 6: 선발육성과정
상기 실시예 1, 2, 3, 4, 5를 통해 선발된 변이체는 자가수분 3회 반복하여 품종을 고정하였다. 3회 이후 공시재료 모두 신품종의 균일성을 유지하였다. 본 발명 갈대 신품종을 '대동1호'로 명명하였으며, 2009년 6월 8일자로 한국생명공학연구원 생물자원센터에 기탁하였다 (기탁번호: KCTC 18161P).
도 1은 야생형과 비교한 본 발명의 갈대 신품종 '대동1호'의 바이오매스 생산량을 보여준다. A; 반월호 고습지 주변 갈대, B; 반월호 저습지 주변 갈대, C; 동화천 고습지 주변 갈대, D; 동화천 저습지 주변 갈대, E; 삼화천 주변 갈대, 대동1호: 신품종.
도 2는 야생형과 비교한 본 발명의 갈대 신품종 '대동1호'의 무기 인의 흡수량을 보여준다. A, B, C, D, E 및 대동1호에 대한 설명은 도 1의 것과 같다.
도 3은 야생형과 비교한 본 발명의 갈대 신품종 '대동1호'의 질소질의 흡수량을 보여준다. A, B, C, D, E 및 대동1호에 대한 설명은 도 1의 것과 같다.
도 4는 야생형과 비교한 본 발명의 갈대 신품종 '대동1호'의 재분화율을 보여준다. A, B, C, D, E 및 대동1호에 대한 설명은 도 1의 것과 같다.

Claims (5)

  1. 갈대(Phragmites communis) 종자에 양성자빔을 조사하여 돌연변이체를 유도한 후, 선발된 돌연변이체를 자가수분 3회 반복하여 품종을 고정시킴으로써 수득되고, 바이오매스 생산량이 양성자빔을 조사하지 않은 야생형 갈대에 비해 28 ~ 270% 증가된 특성을 가지며, 하기에 기재된 하나 이상의 특성을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 갈대의 신품종 '대동1호' (KCTC 18161P):
    (a) 무기 인의 흡수량이 양성자빔을 조사하지 않은 야생형 갈대에 비해 28 ~ 302% 증가되고;
    (b) 질소질의 흡수량이 양성자빔을 조사하지 않은 야생형 갈대에 비해 31 ~ 409% 증가되고;
    (c) 재분화율이 양성자빔을 조사하지 않은 야생형 갈대에 비해 31 ~ 153% 증가됨.
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  3. 삭제
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  5. 삭제
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