KR101387056B1

KR101387056B1 - 신품종 방사무늬김의 육성방법

Info

Publication number: KR101387056B1
Application number: KR1020120025106A
Authority: KR
Inventors: 이종화
Original assignee: 서천군
Priority date: 2012-03-12
Filing date: 2012-03-12
Publication date: 2014-04-25
Also published as: KR20130133312A

Abstract

본 발명은 파도에 강한 부착기와 우수한 형질을 갖는 김 엽체를 채집하여, 김의 무성세대인 유리사상체 배양과 유성세대인 김 엽체 양식을 통해서 선발 육종된 신품종 방사무늬김, 이의 육성방법 및 이의 판별방법에 관한 것으로, 본 발명의 신품종 방사무늬김의 유리사상체를 패각에 이식하여 배양한 결과, 일반 방사무늬김보다 빠른 생장을 나타내었고, 각 포자낭이 잘 성숙되었으며, 육상채묘에서 각포자 방출이 활발하여 채묘가 양호하였고, 분망시기에 단위면적당 부착율이 자연채묘보다 높았으며, 김 양식장에서 단위면적당 생산량이 높았다.

Description

신품종 방사무늬김의 육성방법{Cultivating method of novel Porphyra yezoensis seopoong}

본 발명은 파도에 강한 부착기와 우수한 형질을 갖는 김 엽체를 채집하여, 김의 무성세대인 유리사상체 배양과 유성세대인 김 엽체 양식을 통해서 선발 육종된 신품종 방사무늬김의 육성방법에 관한 것이다.

한국 양식 김의 현황은 1960년대에 인공채묘 기술과 망홍 보급, 1970년대는 노출 부류식 개발과 양식, 1980년대는 부류식 김 양식이 서해안으로 확대, 1990년대는 1억속 이사의 최대 김 생산량, 2000년대는 생산량 조절하기 위하여 자조금 사업과 유통협약사업 실시, 2004년부터 인공위성에 의한 김 양식장 관측사업 시작, 2005년부터 국제식물신품종동맹(UPOV)에 대비하기 위하여 양식 김의 DNA분석, 2009년에 김산업연합회 결성, 2010년에 김 1억 달러 수출 달성하였고(옥영수, 2011 김 산업 발전동향. 2011), 2011년 농림수산식품부는 매년 정월대보름을「김의 날」로 선포하였고, 2012년 2월 5~6일 고흥군에서 한국 제1회 「김의 날」행사를 거행하였다.

한국 양식 김의 시설은 2004년산 74.7만책으로 가장 많이 시설하였지만, 이 후 감소하면서 2010년산 65.1만책이고, 생산량은 2006년산이 11,080만속으로 가장 많았고, 이후 감소하면서 2010년산이 8,430만속 수준이다(한국해양수산개발원, 2010).

한편 한국은 2002년 국제식물신품종동맹(UPOV)'에 가입하면서 해조류는 딸기 등 농작물 5개 품목과 함께 2012년에 품종보호대상으로 지정하기로 되었다. 국제식물신품종동맹은 새로운 식물 품종을 육종할 경우 품종육성자의 권리를 법적으로 보장해 주는 일종의 지적재산권 기능을 국제적으로 보장??확산시키는 기능을 갖는 기구로서, 여기에 가입하게 되면 가입 후 10년 이내에 전체 작물에 대하여 품종보호대상으로 지정해야 하며, 한국의 마지막 연도가 금년인 2012년이다.

김 양식은 최근 점차 확산되어 영국, 칠레, 필리핀, 태국 등에서 김 양식을 시작하고 있으며, 김이 바다잡초가 아니라 바다야채인 웰빙 식품으로 인식되면서 세계 김 제품의 무역규모가 커지고 있다. 한국 김의 종묘는 일본 종묘를 검증없이 도입하여 사용하는 것이 많고, 현재까지 어떠한 규제가 없기 때문에 일본 품종을 김 종묘로 생산하여 생산자에게 보급하는 사례가 많이 있지만, 앞으로는 등록된 품종일 경우에 막대한 로얄티를 지불해야 한다. 일본에서는 2012년에 우리나라가 해조류 품종보호제도를 시행할 것에 대비하여 각 대학이나 수산기술센터에 해조류 품종등록을 적극적으로 실시하도록 요청하고 있는 실정이다. 중국도 1999년에 이 동맹에 가입한 이후에 김 신품종 개발을 추진하고 있어서 한국은 김 품종을 둘러싸고 일본과 중국에 종속될 우려가 있다.

한국 김은 14종 2품종(황미숙, 한국산 홍조류 김속 식물에 관한 분류학적 연구. 1994)이고, 이중 양식은 참김(Porphyra tenera ), 방사무늬김(P. yezoensis), 모무늬돌김(P. seriata) 및 잇바디돌김(P. dentata) 등 4종이 주용 양식 종이다. 일본에서 인공채묘가 도입되기 전까지 한국에서 양식되어 온 김은 주로 참김으로 알려졌지만, 참김은 일부 지역 또는 한 시기에 국한되어 양식되는 반면에 방사무늬김은 대부분의 양식장에서 전 어기에 걸쳐서 중성포자 방출로 인하여 주류가 되면서(강제원, 해조양식. 1978), 방사무늬김은 앞으로 육상채묘가 보급됨에 따라 더욱 확대될 것으로 판단된다.

한국 양식 김의 약 70~80%가 방사무늬김이며, 이 김은 연하면서 세공이 많지 않기 때문에 연하면서 향미가 강하여 대부분 두터운 김밥용 김(190×210mm)과 얇은 재래김(190×270 mm)으로 가공되고 있으며, 양식 김의 품종으로는 일본에서 도입된 품종과 한국 자생품종으로 구분된다. 김을 대량으로 생산하고 있는 국가는 한국, 일본, 중국이며, 한국과 중국에서는 방사무늬김의 경우 상당 부분이 일본품종이 유리사상체 형태로 유통되고 있는 실정이다. 종자전쟁이라고도 불리는 신품종보호제도를 대비하는 차원에서 국내 자생품종을 정확히 식별하고, 이에 육종기술을 추가하여 신품종을 개발한다면, 일본품종에 대한 로열티 지불을 최대한 방지하고, 나아가 한국 자생품종을 개발하여 신품종으로 등록이 되면, 이 종을 수출하여 로열티 수익을 창출할 수 있게 될 것이다(황미숙 등, 한국남서해안 자연채묘 양식 김의 DNA 명기서열과 종 동정, Algae. 2005).

한국 제10-0356102호에는 큰참김과 큰방사무늬김의 종간교잡에 의한 신품종김 및 그 교잡방법이 개시되어있고, 한국특허 제10-0769358호에는 방사무늬김 자생품종의 유전학적 구별방법 및 그에 이용되는 프라이머 세트가 개시되어있으며, 한국특허 제10-1001370호에는 방사무늬김의 신품종 육성방법 및 그로부터 생산된 신품종 방사무늬김에 대하여 개시되어 있다.

본 발명은 서천해역에 적합한 신품종을 개발하여 일본 품종과 비교 및 경쟁하기 위하여 한국 고유의 방사무늬김 재배종인 서풍을 개발 및 양식 시험을 실시한 것으로, 세계 유전자은행(NCBI) 등록하여 2012년부터 시행되는 식물신품종보호제도에 대비하면서 서천 김 양식 어업인들의 소득 창출에 이바지하기 위하여 2009년부터 무성세대인 유리사상체와 유성세대인 엽체 시기를 배양 및 양식시험을 통하여 선발육종한 신품종 방사무늬김의 육성방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은, 하기 형질을 갖는 성숙한 김 엽체를 선별하여 채취하는 단계;

(1) 엽체의 엽형: 장타원형 81 내지 84 %, 및 도란형 16 내지 19 %

(2) 엽체의 길이: 5.9 내지 18.9 cm

(3) 엽체의 폭: 2.0 내지 5.7 cm

(4) 엽체의 색: 녹색 40 내지 45 %, 황록색 42 내지 47 %, 및 갈색 10 내지 15 %

(5) 영양세포 부분의 두께: 33 내지 37 ㎛로 보통임

(6) 웅성세포 부분의 두께: 40 내지 44 ㎛로 보통임

(7) 자성세포 부분의 두께: 28 내지 32 ㎛로 보통임

(8) 생식세포 형성의 면적율: 3 내지 10 %로 적음

삭제

상기 선별한 김 엽체를 보강해수(ES) 배지에서, 조도 500 Lux에 명기 16 시간, 암기 8 시간의 장일조건에서, 배양수온 16±1.5 ℃에서 유리사상체로 배양하는 단계; 상기 유리사상체가 지름 2 내지 3 mm의 군체를 형성하면, 패각사상체 배양장에서 이 군체를 믹서기로 세단한 후 패각에 살포하여 12월에서 3월 초순 사이에 수온 10±2.5 ℃에서 3000±250 Lux, 3월 초순에서 4월 하순 사이에 수온 15±2.5 ℃에서 2250±250 Lux, 4월 하순에서 6월 하순 사이에 수온 20±2.5 ℃에서 1500±250 Lux, 6월 하순에서 10월 초순 사이에 수온 27.5±2.5 ℃에서 1000±250 Lux으로 수하식 또는 평면식으로 패각사상체를 배양하는 단계; 및 채묘하는 단계;를 포함하는 방사무늬김(Porphtra yezoensis)의 신품종 육성방법을 제공한다.

본 발명의 방사무늬김(Porphtra yezoensis)의 신품종 육성방법에서, 상기 6월 하순에서 10월 초순 사이에 수온 27.5±2.5 ℃에서 1000±250 Lux으로 수하식 또는 평면식으로 패각사상체를 배양하는 단계에 5 내지 20일 동안 수온 18±1.2 ℃, 조도는 암흑처리하는 저온처리 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 방사무늬김(Porphtra yezoensis)의 신품종 육성방법에서, 상기 6월 하순에서 10월 초순 사이에 수온 27.5±2.5 ℃에서 1000±250 Lux으로 수하식 또는 평면식으로 패각사상체를 배양하는 단계에 7월 중순 내지 하순 사이의 5 내지 10일 동안 1차 예비 저온처리하고, 9월 하순에서 10월 하순 사이의 5 내지 10일 동안 2차 저온처리하는 것을 특징으로 한다.

삭제

본 발명은 신품종 방사무늬김 서풍의 육성방법을 제공하는 것으로, 신품종 방사무늬김 서풍은 유리사상체를 패각에 이식하여 배양한 결과, 일반 방사무늬김보다 빠른 생장을 나타내었고, 각 포자낭이 잘 성숙되었으며, 육상채묘에서 각포자 방출이 활발하여 채묘가 양호하였고, 분망시기에 단위면적당 부착율이 자연채묘보다 높았으며, 김 양식장에서 단위면적당 생산량이 높았다.

삭제

도 1a는 선발된 방사무늬김의 유엽, 도 1b는 일반 방사무늬김의 유엽의 사진이다.
도 2a는 선발된 방사무늬김의 중엽, 도 2b는 일반 방사무늬김의 중엽의 사진이다.
도 3a는 선발된 방사무늬김의 성엽, 도 3b는 일반 방사무늬김의 성엽의 사진이다.
도 4a는 선발된 방사무늬김의 근양사 세포(400배 확대), 도 4b는 일반 방사무늬김의 근양사 세포(400배 확대) 사진이다.
도 5a 내지 5d는 선발된 방사무늬김의 가장자리의 200 배 확대사진이다.
도 6a는 실시예1의 2. 유리사상체 배양에서, 성숙한 김 엽체의 사진이고, 도 6b는 조과기와 조정기 세포 부분의 100 확대사진이며, 도 6c는 성숙된 과포자의 200 배 확대사진이며, 도 6d는 방출한 과포자의 200배 확대사진이고, 도 6e는 발아된 과포자의 200배 확대시진이며, 도 6f 내지 도 6i는 유리사상체 배양에서 각각 배양 5일째, 30일째, 90일째 및 100일째 사진이고, 도 6j는 120일째 500 ml 플라스크에 이식하여 정치배양하는 사진이다.
도 7a는 신품종 방사무늬김의 유리사상체를 패각에 이식한 후 20일째의 패각사상체의 생장 모습 사진이고, 도 7b는 일반 방사무늬김의 유리사상체를 패각에 이식한 후 20일째의 패각사상체의 생장 모습 사진이다.
도 8a는 패각사상체를 평면식으로 배양하는 사진이고, 도 8b는 수하식으로 배양하는 사진이다.
도 9a는 12월 23일 패각사상체의 생장 모습의 100배 확대사진이며, 도 9b는 6월 3일 패각사상체의 각포자낭이 형성된 모습의 400배 확대사진이고, 도 9c는 7월 19일 성숙한 패각사상체의 사진이며, 도 9d는 2011년 7월 19일 성숙한 각포자낭의 100배 확대사진이다.
도 10a는 2011년 7월 21일 패각사상체의 저온처리 3일째의 100배 확대사진이고, 도 10b는 7월 23일 저온처리 5일째의 100배 확대사진이며, 도 10c는 7월 23일 저온처리 5일째(200개/시야)의 100배 확대사진이고,
도 10d는 9월 19일 각포자 방출 직전의 40배 확대사진이며, 도 10e는 9월 22일 각포자 방출시의 400배 확대사진이다.
도 11a는 실험예 4의 신품종 방사무늬김 서풍의 Black color시료와 White color시료의 DNA추출 후 전기영동 사진으로, 1번 레인은 1 kb DNA ladder(바이오니아, 한국)이고, 2번 레인은 Black color시료, 3번 레인은 White color시료이다.
도 11b는 실험예 4의 PCR전기영동 사진으로, 1번 레인은 1 kb DNA ladder(바이오니아, 한국)이고, 2번 레인은 Black color시료의 8s0ITS1-5.8s-ITS2-28S DNA구간의 PCR산물, 3번 레인은 White color시료의 8s0ITS1-5.8s-ITS2-28S DNA구간의 PCR산물이다.
도 11c는 실험예 4의 Black color시료와 White color 시료의 8s0ITS1-5.8s-ITS2-28S 의 염기서열을 비교한 것이다.
도 12a는 실험예 5의 신품종 방사무늬김 서풍과 일반 방사무늬김의 DNA추출 후 전기영동 사진으로, 1번 레인은 1 kb DNA ladder(엔지노믹스, 한국)이고, 2번 레인은 신품종시료, 3번 레인은 일반시료이다.
도 11b는 실험예 5의 PCR전기영동 사진으로, 1번 레인은 1 kb DNA ladder(엔지노믹스, 한국)이고, 2번 레인은 신품종 방사무늬김 서풍 시료의 8s0ITS1-5.8s-ITS2-28S DNA구간의 PCR산물, 3번 레인은 일반 방사무늬김 시료의 8s0ITS1-5.8s-ITS2-28S DNA구간의 PCR산물이다.

이하 실시예, 비교예 및 실험예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 예시적인 것일 뿐 이에 의해 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 신품종 방사무늬김은 충청남도 서천군 해역에서 양식되고 있는 방사무늬김 계통의 재배종을 육성한 것으로, 엽장과 엽폭은 13.7 x 4.5 cm 이며, 엽체 가장자리에 거치가 있고, 근양사 세포가 일반 김보다 긴 방추형이므로, 부착성이 강하여 파도에 의한 김발에서의 탈락율이 적은 내파성을 가지면서, 엽체 색택은 흑자색 또는 적자색을 띠며 광택과 향이 있으며, 김 엽체의 DNA 분석결과 지금까지 보고되지 않은 한국 고유의 신품종으로 판단되어 Porphtra yezoensis cv. westwind으로 GenBank Accession Number JQ416151로 2012년 1월 12일 등록하였다.

상기 본 발명의 신품종 방사무늬김 서풍은 서해안의 풍파가 강한 해역에 적합하여 김 양식하는 어업인들의 소득창출과 국내 내수용과 수출용으로 적합한 양식품종으로 그 육성방법은 다음과 같다.

실시예 1: 신품종 방사무늬김의 육성방법

1. 유성세대의 우수한 형질과 특성의 김 엽체 채취

방사무늬김의 새로운 품종을 육성하기 위하여 2009년 2월부터 충남 서천군 서면, 비인면 및 마서면 해역에서 양식되고 있는 김 중에서 주요 형질과 특성 등을 계측하여 우수한 형질과 특성을 가진 김을 선발하였다.

도 1a는 선발된 방사무늬김의 유엽, 도 1b는 일반 방사무늬김의 유엽, 도 2a는 선발된 방사무늬김의 중엽, 도 2b는 일반 방사무늬김의 중엽, 도 3a는 선발된 방사무늬김의 성엽, 도 3b는 일반 방사무늬김의 성엽, 도 4a는 선발된 방사무늬김의 근양사 세포(400배 확대), 도 4b는 일반 방사무늬김의 근양사 세포(400배 확대) 사진이다.

도 3a에서 선발된 방사무늬김의 엽장과 엽폭은 13.7 x 4.5 cm이며, 엽체 색택은 흑자색 또는 적자색을 띰을 알 수 있다.

또한 도 4a 및 도 4b를 보면 근양사 세포가 선발된 방사무늬김은 2.2 내지 5.5 ㎛로서, 일반 김의 근양사 세포 2.2 내지 3.1 ㎛보다 긴 방추형이므로, 부착성이 강하여 파도에 의한 김발에서의 탈락율이 적은 내파성을 가짐을 알 수 있다.

또한 도 5a 내지 5d는 선발된 방사무늬김의 가장자리의 200 배 확대사진으로, 성엽 가장자리에 20 내지 70 ㎛의 거치가 존재함을 알 수 있다.

2. 무성세대의 과포자 받기와 유리사상체 배양

성숙한 김 엽체를 선별하여 가장자리 1 cm와 기부부터 중부 5 cm를 제거한 후, 이 대 절편을 현미경으로 생식세포를 확인하여 1cm x 1cm 소 절편을 만든 다음에 면도칼로 세단한 후, 보강해수(ES) 배지에서 조도 500Lux에 장일조건인 명기 16 시간, 암기 8 시간, 배양수온은 16±1.5 ℃인 배양 항온기에서 배양하였다.

성숙한 엽체(도 6a)에는 조과기(크기 0.75 내지 1.25 ㎛)와 조정기 세포(크기 1 내지 1.5 ㎛)가 형성되어 있었고(도 6b), 상기 배양과정을 통해 과포자(크기 18 내지 19 ㎛)로 성숙되고(도 6c), 성숙된 과포자(크기 20 내지 22 ㎛)가 방출한 후(도 6d), 방출된 후 과포자가 발아(크기 17 내지 35 ㎛)된다(도 6e).

발아된 과포자는 유리사상체로 생육되고(도 6 f, g, h 및 i), 유리사상체가 생장하여 지름 2 내지 3 mm의 소군체를 형성하면, 500 ml 플라스크에 이식하여 정치배양을 실시하였다(도 6j).

삭제

3. 무성세대의 패각사상체 배양

패각사상체의 배양장은 서천군 서면 도둔리 72-789번지의 선진수산 배양장을 이용하였다. 패각의 크기는 7 x 12 cm이고, 패각 마대는 25 kg에 1,500개로 1상자에 30개 기준으로 50상자용이다. 배양장의 1탱크 규모는 1.8 x 10.5 x 0.68m로 총 50개이고, 1탱크의 평면식은 7,500개 패각이 소요되며, 수하식은 28,000개 패각이 소요된다. 수하식의 1봉에 500패(20패 x 25개)로 18cm 간격으로 총 50봉이다. 2010년 12월 2일 믹서한 유리사상체를 패각에 이식할 때 배양장 탱크의 수온은 11.4℃이었다.

패각사상체 배양장의 환경에서 조도는 Illuminance Meter T-1H(10x)로 측정하였고, 수온과 염분농도는 아래와 같이 자동 수온계와 염분 측정기가 탱크마다 설치되어 전체 배양탱크를 자동제어시스템으로 작동하는 배양장이다. 상기 유리사상체가 지름 2 내지 3 mm의 군체를 형성하면, 군체를 믹서기로 세단한 후 패각에 살포하여 패각에 유리사상체를 이식한 후, 배양장의 수온과 조도는 계절별로 다음과 같이 조절하면서 배양하였다.

(1) 12월에서 3월 초순 사이에 수온 10±2.5 ℃에서 조도 3,000±250 Lux

(2) 3월 초순에서 4월 하순 사이에 수온 15±2.5 ℃에서 조도 2,250±250 Lux

(3) 4월 하순에서 6월 하순 사이에 수온 20±2.5 ℃에서 조도 1,500±250 Lux

(4) 6월 하순에서 10월 초순 사이 수온 27.5±2.5 ℃에서 조도 1,000±250 Lux,

도 7a는 유리사상체를 패각에 이식한 후 20일째의 패각사상체의 생장 모습으로 본 발명의 신품종 방사무늬김 서풍은 직선으로 생장하고 있고, 도 7b를 보면 일반 방사무늬김은 정단이 만곡하는 현상을 나타내었다.

또한 도 8a는 패각사상체를 평면식으로 배양하는 사진이고, 도 8b는 수하식으로 배양하는 사진이다.

또한 도 9a는 2010년 12월 22일 패각사상체의 생장 모습의 100배 확대사진이며, 도 9b는 2011년 6월 3일 패각사상체의 각포자낭이 형성된 모습의 400배 확대사진이고, 도 9c는 7월 19일 성숙한 패각사상체의 사진이며, 도 9d는 2011년 7월 19일 성숙한 각포자낭의 100배 확대사진이다.

패각사상체의 1차 예비 저온처리는 각포자낭 성숙촉진을 시키기 위하여 7월 16일에서 23일인 7일간 수온 28.4±2.7 ℃, 조도 1,100±310 Lux 이었던 배양장의 환경을 수온 18±1.2 ℃, 조도는 암흑처리하여 1차 저온처리하였다.

도 10a는 2011년 7월 21일 패각사상체의 저온처리 3일째의 100배 확대사진이고, 도 10b는 저온처리 5일째의 100배 확대사진이며, 도 10b와 도 10c는 7월 23일 패각사상체가 다른 것을 촬영한 사진으로, 도 10b는 각포자 방출직전의 성숙한 각포자낭의 사진이고, 도 10c는 성숙한 각포자낭에서 방출한 각포자의 사진이고, 도 10c는 저온처리 5일째(200개/시야)의 100배 확대사진이며, 도 10d는 9월 19일 각포자 방출 직전의 40배 확대사진이며, 도 10e는 9월 22일 각포자 방출시의 400배 확대사진이다.

4. 육상채묘와 분망시기

성숙한 패각사상체에서 각포자를 대량 방출시키기 위하여 2차 저온처리는 9월 25일에서 10월 1일인 7일간 처리하였고, 배양장의 수온 27.4±2.7 ℃과 조도 1,050±210 Lux이었던 배양장 환경을 수온 18±1.0 ℃, 조도는 암흑처리하여 2차 저온처리하였다.

상기 육상채묘용 패각사상체 성숙도를 현미경으로 검경하여 각포자 방출을 확인한 후, 육상채묘는 2011년 10월 2일 시행하였다.

육상채묘시의 현미경 검경은 1시야(2mm)의 종사 한가닥에 10개 정도의 각포자가 착생한 것으로 검경되었다. 이는 종사가 8가닥이면 80개에 해당되기 채묘상태는 양호한 것으로 판단되었다. 채묘시 수온은 16.9 ℃이었다.

(1) 육상채묘 1물레 : 지름 4m, 60책용

육상채묘의 패각사상체 소요량 : 10~15패/책

(2) 육상채묘 일자 : 2011년 10월 2일

서천군 마서면 송석리 서천양식 제153호 부류식

(3) 분망시기 : 2011년 11월 8일

실험예 1: 생산량 분석

1. 엽면적법에 의한 추정 생산량 분석

양식 김의 엽면적은 이종화(서해안 김 양식장에 관한 연구, 수산과학연구소, 1994)의 보고와 같이 생산량과 밀접한 관계가 있다. 채취시 김의 총엽면적 비율은 비교적 일정한 비율로 나타내어 엽장과 엽폭에 대한 엽면적의 광협에 따라 생산량이 변동된다. 이를 토대로 추정한 생산량이 경험적 생산량과 통계적 생산이 잘 부합된다고 서천해역 양식 김의 생산량 추정에서 서천군(김 산업구조 개선 및 특성화 방안 연구, 수산과학연구소, 2010)의 조사에서 밝힌 바 있다.

이상과 같은 관점에서 본 발명에서는 10 cm 김발당 김의 부착개체수와 엽면적을 기준하여 채취시기별 생산량을 추정하여 총생산량을 구하였다. 즉 김발 10 cm당 착생된 엽체의 총면적을 구하여 이를 엽면적 지수에 따라 생산량을 추정하였으며, 이에 대한 엽면적 지수는 다음과 같다. 김발 1책(2.2 m × 40 m)의 총길이는 123,176 cm이며, 마른 김 1매의 엽면적은 4,250 cm²이다. 이에 따라 엽면적 지수는 123,176 cm/4,250 cm²로서 29.0이 되지만 착생 엽면적은 김발 10 cm를 기준으로 하였으므로 엽면적 지수는 29.0/10 이므로 2.9로 하였다. 조사 일정에 따라 책당 추정 생산량을 표 1에 나타내었다.

어장위치	조사년월	엽체 총면적 ( cm ² )	생산량 (매/책)	생산량 (속/책)
마서 일반김 (야외채묘)	2011.11	328.8	953.7	9.5
마서 일반김 (야외채묘)	2011.12	651.0	1,887.9	18.9
평균		489.9	1,420.8	14.2
신품종 서풍 (육상채묘)	2011.11	644.0	1,867.6	18.7
신품종 서풍 (육상채묘)	2011.12	1,094.4	3,173.7	31.7
평균		869.2	2,520.7	25.2

2. 생장량법에 의한 추정 생산량 분석

김발 단위길이당 부착 현존량)은 각포자의 발아에 의한 김 배우체의 유아가 출현하기 시작하는 시점에서부터 경과일수로 환산된 시간과의 관계식이므로 최소 좌승법에 의해 구하였다(단 실측치는 채취 행동이 가해지지 않는 김발 10 cm당 부착 현존량 이용). 조사 대상 어업권에서의 현장채묘(인공채묘)시기를 적용하여 9월 20일로 잡았고, 현장조사 기간 중 측정된 최대치를 적용하였다.

김발 10 cm당 최대 현존량은 40g로 주기적 적정 채취율을 70 %로 적용하면 28g의 채취량이 산정된다. 마른김 1매의 습중량은 서천군 관내 가공공장에서 제조한 것이 22.01g/매이었고, 한국과학기술원 해양연구소(하동산 김. 1986)에 조사된 것은 22.79 g/매, 그리고 부산수산대학교(아산만 김, 1991)에서 조사된 것은 22.52 g/매이었다. 이를 평균하여 구한 값이 22.44 g/매이다. 따라서 발 1책의 총길이는 123,176 cm이므로 28 g/10 cm × 123,176 cm/22.44 g/매/1속 = 153.7속/책이 된다. 지주식 어장이 연간 6회 채취를 할 경우 1회 채취량은 153.7속 /6회 = 25.62속이 된다.

이상의 결과를 종합하여 각 방법에 따른 생산량과 평균값을 산정해 보면 표 2에 나타내었다. 이중 각 방법에 따른 생산량은 마서(육상)에서 책당 243.6속으로 가장 높은 값으로 추정되었다.

어장위치	엽면적법 (속/회/책)	습중량법 (속/회/책)	건중량법 (속/회/책)	생장량법 (속/회/책)	평균 (속/회/책)	생산량* (속/책)
마서 일반김 (야외채묘)	14.2	22.7	50.0	25.6	28.13	225.0
신품종 서풍 (육상채묘)	25.2	21.0	50.0	25.6	30.45	243.6

실험예 2: 서천군 서부수협의 신품종과 재래김 물김 위판단가

신품종의 위판단가는 일반김 위판단가보다 kg 당 230원으로 높았고, 마대(100kg)로 환산하면 약 41,000원이 높았다.

(1) 신품종 : 160,000원~190,000원/100kg(평균 1,750원/kg)

마서 이종구 위판단가(50kg를 100kg로 환산한 단가)

(2) 일반김 : 96,100원~171,980원/100kg(평균 1,340원/kg)

서부수산업협동조합 단가(90kg를 100kg로 환산한 단가)

실험예 3: 신품종 방사무늬김 서풍과 일반 방사무늬김의 주요 형질 차이

신품종 방사무늬김 서풍과 일반 재래 방사무늬김의 주요 형질의 차이를 비교하여 표 3에 나타내었다.

주요 형질	신품종 방사무늬김 서풍	일반 방사무늬김
성엽의 엽형	장타원형 82.6%, 도란형 17.4%	타원형 85.2%, 도란형 12.6%, 난형 2.2%
엽 장	13.7(5.9~18.9)cm	12.2(6.5~16.0)cm
엽 폭	4.5(2.0~5.7)cm	2.5(1.5~4.1)cm
엽체의 색	녹색 42%, 황록색 45%, 갈색 13%	녹색 25%, 황록색 25%, 갈색 50%
영양세포 부분의 두께	보통 (35um)	보통 (33um)
웅성세포 부분의 두께	보통 (42um)	보통 (44um)
자성세포 부분의 두께	보통 (30um)	보통 (35um)
생식세포 형성의 면적율	11년 12월: 소(5%), 12년 1월: 소(8%)	11년 12월: 중(27%), 12년 1월: 중(20%)
염분 적응성	넓다	넓다
호상균병 내병성	강	보통
내파성	강	보통
광택	좋다	보통

실험예 4: 유성세대인 김 엽체의 염기서열 분석을 통한 신품종 방사무늬김의 판별

서천 해역의 신품종 방사무늬김 서풍(Black color 시료) 및 서해안에서 채취한 일반 방사무늬김(White color 시료)의 김 엽체로부터 DNA를 추출하고 각 DNA를 PCR을 통해 증폭한 후 ABI 3130xl Genetic Analyzer를 이용하여 dye-terminator(BigDye v3.1, ABI)방식으로 염기서열을 해독하였다. forward 방향과 reverse 방향의 염기서열을 토대로 하나의 contig 염기서열을 만든 후 종을 결정 짖기 위해 Blast 검색으로 유전자은행(NCBI)에 이미 보고된 미생물종 들과 일치정도를 비교 검색하였다.

Black color와 White color 시료의 18S-ITS1-5.8S-ITS2-28S DNA 염기서열 절편 분석결과, 두 개 시료는 같은 종으로 판단되었다(도 11a). 따라서 종은 Porphyra yezoenesis 임이 확인되었고, Black color 시료는 NCBI genbank의 FJ490522.1와 98.29%의 일치를 보였으며, White color 시료는 NCBI genbank의 FJ490522.1와 98.28%의 일치율을 보였다(표 4).

NO	Locus	Accession number and definition	Identities
Black color	18S-ITSI-5.8S-ITS2-28S	>gi\|217388561\|gb\|FJ490522.1\| Porphyra yezoenesis	862/877 (98.29%)
White color	18S-ITSI-5.8S-ITS2-28S	>gi\|217388561\|gb\|FJ490522.1\| Porphyra yezoenesis	856/871 (98.28%)

또한 PCR된 DNA의 길이는 1,150bp이나 유전자은행에 완전한 길이를 가지는 것과 비교하면, 일치율이 90%에 지나지 않는다(도 11b 및 도 11c).

상기 표 4의 비교는 ITS1-5.8S-ITS2 구간만 비교한 것이다. 즉 한국에서 서식하고 있는 Porphyra yezoenesis의 정확한 18S rDNA와 28S rDNA의 염기서열이 아직 보고되지 않았다는 것이다. 계통분류학적으로 가장 기초가 되는 한국산 김으로, 서천 해역의 신품종 방사무늬김 서풍(Black color 시료)의 18S rDNA 28S rDNA, ITS1, ITS2의 염기서열로서 GenBank Accession Number JQ416151 로 2012년 1월 12일 등록하였다.

실험예 5: 무성세대인 유리사상체의 염기서열 분석

신품종 방사무늬김 유리사상체 시료로부터 DNA를 추출하고, 각 DNA를 PCR을 통해 증폭한 후, ABI 3130xl Genetic Analyzer를 이용하여 dye-terminator(BigDye v3.1, ABI)방식으로 염기서열을 해독하였다. forward 방향과 reverse 방향의 염기서열을 토대로 하나의 contig 염기서열을 만든 후, 종을 결정 짖기 위해 Blast 검색으로 유전자은행(NCBI)에 이미 보고된 종들과 일치 정도를 비교 검색하였다.

신품종 서풍과 일반 방사무늬김 시료의 18S-ITS1-5.8S-ITS2-28S DNA염기서열 분석결과, 종은 Porphyra yezoensis 임이 확인되었고, NCBI genbank의 FJ490522.1와 98.29%의 일치율을 보였다(표 5).

시료	Locus	Accession number and definition Identities	Identities
신품종	18S-ITS1-5.8S-ITS2-28S	>gi\|217388561\|gb\|FJ490522.1 Porphyra yezoensis	862/877 (98.29%)
일반김	18S-ITS1-5.8S-ITS2-28S	>gi\|217388561\|gb\|FJ490522.1 Porphyra yezoensis	862/877 (98.29%)

양식 김의 무성세대인 유리사상체의 신품종 서풍과 일반 김의 DNA 절편 분석결과, 염기서열이 동일한 것으로 분석된 점으로 보아서 2종이 모두 방사무늬김 계통으로 나타났다(도 12a 및 도 12b).

신품종 서풍의 유리사상체의 염기서열은 참김과 돌김과는 구별이 되지만, 일반 김의 무성세대인 유리사상체 시기와는 구별이 되지 않았다. 따라서 신품종의 DNA 염기서열 분석에서 무성세대인 유리사상체 시기는 참김, 방사무늬김 및 돌김으로 구분되지만, 유성세대인 엽체 시기는 참김, 방사무늬김, 돌김 및 신품종으로 구분됨을 확인하였다.

실험예 6: 무성세대인 유리사상체의 색소체 함량에 분석을 통한 신품종 방사무늬김의 판별

서천 해역의 신품종 서풍의 유리사상체를 일반 방사무늬김과 잇바디돌김의 색소체를 분석한 결과를 표 6에 나타내었다.

색소체	신품종 서풍(㎎/㎖)	방사무늬김 (㎎/㎖)	잇바디돌김 (㎎/㎖)
Chlorophyphyll a	0.64	0.53	0.55
phycoerythrin	3.30	1.88	5.79
Phycocyanin	1.94	2.08	3.18
합 계	5.88	4.19	9.52

서풍의 색소체는 녹색인 Chlorophyphyll a가 방사무늬김과 잇바디돌김보다 높고, 청색 계통인 Phycocyanin이 낮게 나타났다. 색소체 합계에서 서풍은 6㎎/㎖ 수준으로 잇바디돌김 10㎎/㎖과 방사무늬김 4㎎/㎖의 중간수준을 나타내는 차이가 있다. 이런 점으로 보아서 무성세대인 유리사상체 단계에서는 DNA 분석에 의한 염기서열보다는 색소체 분석에 의한 구분 방법이 적합한 것으로 판단되었다.

서열목록 전자파일 첨부

Claims

하기 형질을 갖는 성숙한 김 엽체를 선별하여 채취하는 단계;
(1) 엽체의 엽형: 장타원형 81 내지 84 %, 및 도란형 16 내지 19 %
(2) 엽체의 길이: 5.9 내지 18.9 cm
(3) 엽체의 폭: 2.0 내지 5.7 cm
(4) 엽체의 색: 녹색 40 내지 45 %, 황록색 42 내지 47 %, 및 갈색 10 내지 15 %
(5) 영양세포 부분의 두께: 33 내지 37 ㎛로 보통임
(6) 웅성세포 부분의 두께: 40 내지 44 ㎛로 보통임
(7) 자성세포 부분의 두께: 28 내지 32 ㎛로 보통임
(8) 생식세포 형성의 면적율: 3 내지 10 %로 적음
상기 선별한 김 엽체를 보강해수(ES) 배지에서, 조도 500 Lux에 명기 16 시간, 암기 8 시간의 장일조건에서, 배양수온 16±1.5 ℃에서 유리사상체로 배양하는 단계;
상기 유리사상체가 지름 2 내지 3 mm의 군체를 형성하면, 군체를 세단한 후 패각에 살포하여 12월에서 3월 초순 사이에 수온 10±2.5 ℃에서 3000±250 Lux, 3월 초순에서 4월 하순 사이에 수온 15±2.5 ℃에서 2250±250 Lux, 4월 하순에서 6월 하순 사이에 수온 20±2.5 ℃에서 1500±250 Lux, 6월 하순에서 10월 초순 사이에 수온 27.5±2.5 ℃에서 1000±250 Lux으로 수하식 또는 평면식으로 패각사상체를 배양하는 단계; 및
채묘하는 단계;를 포함하고,
상기 6월 하순에서 10월 초순 사이에 수온 27.5±2.5 ℃에서 1000±250 Lux으로 수하식 또는 평면식으로 패각사상체를 배양하는 단계에, 7월 중순 내지 하순 사이의 5 내지 10일 동안 수온 18±1.2 ℃, 조도는 암흑처리하는 1차 저온처리, 및 9월 하순에서 10월 하순 사이의 5 내지 10일 동안 수온 18±1.2 ℃, 조도는 암흑처리하는 2차 저온처리하는 것을 특징으로 하는 방사무늬김(Porphtra yezoensis)의 신품종 육성방법.
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