KR101464829B1 - 거대배를 갖는 신품종 벼 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 거대배를 갖는 신품종 '예농2호' 벼 및 이의 종자에 관한 것이다. 상기 신품종 '예농2호'는 쌀알이 크고 다수확계통이며 항산화 활성이 증진된 특성이 있다.

Description

거대배를 갖는 신품종 벼{New giant embryonic rice}
본 발명은 거대배를 갖는 신품종 '예농2호' 벼 및 이의 종자에 관한 것이다. 상기 신품종 '예농2호'는 토코페롤 및 지방산 함량이 높은 특성이 있다.
벼의 육종목표는 다수성, 안정성 및 양질성 등으로 대별할 수 있는데, 이러한 목표의 우선 순위는 사회와 경제적 여건 변화에 따라 변화되어 왔다. 경제발전과 함께 소득수준이 향상되면서 수량보다는 품질에 대한 소비자의 요구가 높아지게 되었다. 최근에는 국민 식생활의 변화에 따라 1인당 쌀 소비량도 줄어들고 연간 쌀 생산량이 수요량을 초과하는 현상이 지속되어 양질미를 선호하는 경향이 더욱 뚜렷해지고 있다.
밥쌀의 품질요소에는 외관특성, 이화학적 특성, 영양가, 기능성, 식미, 안전성 및 상품성 등이 있으나, 고품질 시대를 맞아 무엇보다도 가장 중요시되는 품질요소는 식미이다. 쌀의 식미는 품종, 기상 및 토양조건, 작기, 시비량, 수확시기 등의 재배기술과 건조, 저장, 도정 등의 수확 후 관리기술의 영향을 크게 받지만 품종이 갖는 특성의 비중이 가장 크다.
쌀의 탄수화물은 전분의 형태로 배유에 축적되어 있으며, 전분의 물리화학적 특성 및 쌀의 성분 분석을 통해 간접적으로 식미를 평가할 수 있다. 이에 관여하는 식미관련 특성에는 알카리붕괴도, 아밀로스 함량, 아밀로그램 특성, 단백질 함량 등이 주요한 인자로 작용한다. 쌀밥의 식미 평가를 객관적으로 신속하게 수행하기 위하여 여러 종류의 식미계가 개발되어 이용되고 있다.
최근 우리나라에서 도입품종의 양식미 품종으로 고시히까리, 저아밀로스 품종인 밀키퀸 품종의 재배 및 가공 판매가 증가하고 있다. 그러나 이들 벼 품종들은 장간으로 도복에 약한 등 농가에서 재배상 관리가 어려운 난점이 있었다.
따라서 이러한 현행 양식미의 문제점을 육종적으로 해결하여 외국의 양질미 품종과 유전적으로 차별화되고 소비자들의 기호도를 충족시킬 수 있는 고품질 신품종의 개발이 시급히 요구되고 있다.
본 발명은 소비자들의 기호도를 충족시킬 수 있는 거대배를 갖는 신품종 '예농2호'벼 및 이의 종자, 상기 벼를 육종하는 방법을 제공한다.
본 발명은 신동진벼에 감마선(γ선) 조사로 돌연변이 처리하는 단계;
상기 변이 후대에서 쌀눈 크기가 큰 변이체를 선발하는 단계; 및
상기 선발된 변이체를 신동진벼와 여교배하는 단계;
를 포함하는 거대배 특성을 갖는 신품종 '예농2호' 벼의 육종방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 신동진벼에 감마선 조사 변이 및 여교배를 통해 거대배를 갖는 신품종 '예농2호' 벼 및 이의 종자를 제공할 수 있다.
상기 신품종 '예농2호'는 모본인 신동진벼보다 토코페롤 및 지방산 함량이 증진된 것을 제공할 수 있다.
본 발명의 '예농2호'는 본 발명에 따라 육성된 거대배의 특성을 갖는 신품종 벼를 의미한다.
본 발명은 쌀알이 크고, 다수확계통이며 쌀눈의 크기가 큰 신품종 '예농2호' 벼 및 이의 종자, 그리고 상기 신품종 '예농2호' 벼의 육종 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 신품종 '예농2호' 벼의 육성계통도이다.
도 2는 본 발명에 따른 신품종 '예농2호' 벼의 종자 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 신품종 '예농2호' 및 신동진벼의 SDS-PAGE 분석 겔 크로마토그램이다.
도 4는 본 발명에 따른 신품종 '예농2호' 및 신동진벼의 아밀로그래프이다.
본 발명은 신동진벼에 감마선 조사 및 여교배를 통해 거대배를 갖는 신품종 '예농2호' 벼, 이의 종자 및 이의 종자의 자손을 제공한다.
상기 신동진벼는 농촌진흥청 호남작물시험장이 고품질 양질 다수성 품종을 얻기 위해 육성한 벼 품종으로, 양질 내병성인 화영벼와 중대립인 YR13604Acp 22계통을 인공교배하여 계통육종법에 의해 세대를 진전시켰는데, 이 과정에서 얻어진 우량품종을 계통명 익산 438호라고 하여 지역적응시험을 실시한 후, 그 우수성을 인정받아 1999년 '신동진벼'라고 명명한 벼이다.
본 발명의 신품종 '예농2호' 벼의 종자는 볍씨 또는 이의 가공형태인 쌀 또는 쌀알을 지칭하는 것으로 이의 자손을 포함하는 것으로 이해해야한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 감마선 조사는 모본인 신동진벼 돌연변이를 유발하기 위한 것으로 100 ~ 500 Gy, 바람직하게는 200 ~ 400 Gy의 선량을 조사할 수 있다.
상기 여교배는 실용적이지 않은 신동진벼 변이체의 단순유전을 하는 거대배를 갖는 유용형질을 실용품종인 신동진벼에 옮겨 넣을 것을 목적으로 신동진 변이체를 1회친으로 하고 실용품종인 신동진벼를 반복친으로 하여 연속적으로 또는 순환적으로 교배선발하여 비교적 작은 집단의 크기로 짧은 세대 동안에 품종으로 고정해가는 육종법이다.
쌀눈은 식물의 배로써 옥타코시놀, 알파토코페롤, 감마올리자놀, 가바, 식이섬유, 리논레신, 베타시스테롤, 비타민, 미네랄 등 많은 영양소를 포함하고 있으며 쌀 한 알에 포함된 전체 영양소의 60%이상의 영양소를 포함하고 있다. 거대배아미에는 단백질, 지질, 비타민 등의 영양소가 매우 풍부할 뿐만 아니라 콜레스테롤 저하와 관상 심혈관 질환의 위험성을 감소시키는 식물성 스테롤류의 함량이 높으며 혈당강화의 효과가 있다고 알려져 있으며, 또한 항산화 활성 및 항변이원성이 있는 것이 밝혀졌다.
쌀 전분에 충분한 물을 가하면 가역적인 팽윤이 일어나고, 가열하면 결정형 부분의 결합이 약해져서 수분이 침투되어 무정형으로 되는 비가역적인 변화가 일어나는데 이를 호화라고 한다. 전분의 호화는 전분의 종류나 구조, 수분함량, 가열온도, 가열시간과 전분이 함유하고 있는 지질함량 등에 따라 다르며, 특히 전분농도, 사슬의 길이, 아밀로스 및 아밀펙틴의 함량비율 등에 의해서도 영향을 받는다. 호화된 전분이 시간, 온도 및 수분함량에 따라 비가역적 재결정과정(recrystallization)으로서 전분의 종류, 아밀로스와 아밀로펙틴의 구성비, 분자의 크기, 첨가물의 유무, 단백질의 입자 등에 따라서 노화속도의 정도는 다르다.
본 발명의 신품종 '예농2호'는 모본인 신동진벼보다 항산화 활성이 증진된 특징을 나타낼 수 있다.
본 발명의 신품종 '예농2호'는 모본인 신동진벼보다 총 지방산 함량이 2 ~ 3배 많이 포함하는 특징을 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명은 신동진벼에 감마선 조사로 돌연변이 처리하는 단계;
상기 변이 후대에서 쌀눈 크기가 큰 변이체를 선발하는 단계; 및
상기 선발된 변이체를 신동진벼와 여교배하는 단계;를 포함할 수 있고, 거대배 특성을 갖는 신품종 '예농2호' 벼의 육종방법을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명하기로 한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 ]
실시예 1. 신품종 ' 예농2호 '의 육성
농촌진흥청 국립식량과학원에서 육성된 벼 품종 신동진벼 5,000 개체를 변이 모본으로 하여 300 Gy의 감마선을 처리하여 M1 종자 5,000 개체를 확보하였고, 이들 종자를 1주 1본 식재하여 격리재배하여 종자 임실률이 5 ~ 80%를 보이는 개체에서 M2 종자 100 개체를 수확하였다. 이듬해 이들 M2 종자 100 개체를 1주 1본으로 파종하여 얻어진 M3 종자에서 쌀눈의 크기가 큰 변이체 20 개체를 선발하였고, 상기 변이체 20 개체를 신속히 고정하여 유전적 소실을 막기 위해 변이모본인 신동진벼를 반복친으로 하여 여교배를 수행하여 30 개체를 수득하고, 이후 여교배 및 계통선발을 3세대 수행하여 5 개체를 선발하고 지역적응시험을 수행하여 쌀눈의 크기가 모본인 신동진벼보다 3배 큰 '예농 2호' 벼를 육성하였다. 신품종의 육성과정을 도 1에 도시하였다.
실험예 1. 신품종 ' 예농2호 ' 벼의 농업적 특성 평가
신품종 '예농2호' 벼의 농업적 특성은 신동진벼의 농업적 특성과 비교하여 하기 표 1에 나타내었다.
품종 및 계통 출수기 간장(㎝) 수장(㎝) 현미 천립중(g)
신동진벼 8월 25일 93.67 24.33 27.73
예농2호 8월 26일 85.3 21.0 25.33
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 신품종 '예농 2호'의 식물체 크기가 원품종인 신동진벼에 비해 8.4 cm 정도 작은 특성으로 내도복성이 향상되었고, 현미천립중은 감소하였다.
또한, 신품종 '예농2호' 벼의 현미종자(도 2 참조) 및 신동진벼의 현미종자의 농업적 특성을 하기 표 2에 나타내었다.
품종 현미종자의 길이(㎜) 현미종자의 폭(㎜) 현미종자의 두께(㎜) 현미종자의 장폭비
신동진벼 6.05 3.11 2.07 1.95
예농2호 5.69 3.07 1.99 1.85
상기 표 2는 '예농 2호'의 현미종자의 길이, 폭 및 두께 특성에 관한 것으로 신품종 '예농 2호'는 현미 종자의 길이가 5.69 ㎜, 현미 종자의 폭이 3.07 ㎜, 현미종자의 두께가 1.99 ㎜로 나타났다. 또한 신품종 '예농 2호'는 장폭비가 1.85로 원품종인 신동진벼의 1.95에서 다소 감소한 중원형의 특성을 보였는데, 이는 원품종에 비해 현미종자의 길이와 폭이 각각 94.0%, 98.7% 수준으로 길이의 감소가 폭의 감소 보다 다소 크기 때문인 것으로 나타났다. '예농 2호'의 현미종자 폭은 원품종의 96.1% 수준으로 현미종자 길이의 감소와 함께 현미 1,000립중(천립중) 감소의 원인인 것으로 판단된다.
실험예 2. 신품종 ' 예농2호 ' 벼의 저장단백질 조성 분석
신품종 '예농2호'의 저장단백질은 SDS-PAGE(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis)분석으로 수행하였다. 분석에 사용한 시료는 '예농2호' 현미가루 20㎎을 취하여 1.5 ㎖ 튜브에 넣고 하기 도면 5의 샘플 완충용액(sample buffer)을 700㎕ 가해 2시간 동안 진탕한 후 15,000 rpm에서 5분간 원심하여 상등액 3㎕를 1회 전기영동의 시료로 하였다. 먼저 미니 겔 작성용의 유리판를 겔 작성 박스(日本EIDO)에 넣고, 4℃로 냉각시켰다. 테트라메틸에틸렌디아민(Tetramethylethylenediamine; TEMED) 및 하기 도면 5의 solution(L)를 빼고 조정한 겔용액을 각반하면서 5분 동안 탈기하여 4℃에서 냉각시켰다. 겔 박스를 4℃에서 냉각시킨 에탄올 10 ㎖으로 충분히 적시고, 그레디언트 겔 박스(gradient gel box)에 겔용액을 넣고 각반하면서 테트라메틸에틸렌디아민 및 하기 도면 5의 solution(L)를 넣어 아크릴아미드(acrylamide)와 비즈 아크릴아미드(bis acrylamide)의 농도구배를 만들어 혼합시키면서 마이크로 튜브펌프(micro tube pump)를 이용하여 겔 박스의 밑 부분에서 주입시켰다. 겔용액 주입시간은 20분이 되도록 조정하여 주입완료 후 48시간 이상 상온에서 정치시켰다. 전극액은 하기 도면 5과 같이 Laemmli(1970)의 영동완충액을 이용하였고, 영동은 정전압에서 행하였다. 80 볼트에서 1시간, 120 볼트에서 1시간, 150 볼트에서 1시간, 180 볼트에서 1시간 20분의 통전으로 행하였다. 단백질의 염색은 염색용액(staining solution)을 약 1시간 진탕하면서 염색을 한 후, de-staining solution으로 약 12시간 탈색시켰다. 신동진 벼의 저장단백질에 있어 SDS-PAGE에서 60kDa의 waxy의 구분 펩티드는 엷게 나타나고 있고, 글루텔린의 전구체 폴리펩티드 형태로 57kDa에 나타나고, acidic subunit가 39 ~ 37kDa에, basic subunit가 20kDa에 폴리펩티드 형태로 농도가 강하게 나타나 있다. 또한 26kDa에 글루텔린이 위치하고 있고, 저분자량의 16kDa에 약하게 알코올 가용성의 프롤라민 band가 있고 14와 13kDa에서 같은 정도의 강한 농도로 주된 프롤라민의 폴리펩티드가 형성되고 10kDa에도 약한 농도로 band가 나타나있다. 예농 2호의 경우 전체적으로 신동진보다 높은 농도의 band 특성을 나타냈고, 특히 프롤라민 폴리펩티드인 13kDa에서 모본인 신동진벼보다 높은 농도의 band 특성을 보였다(도 3 참조).
실험예 3. 신품종 ' 예농2호 ' 벼의 이화학적 특성 측정
실험예 3-1: 아밀로스 함량, 알칼리 붕괴도, 단백질 함량 및 호응집성의 측정
아밀로스 함량은 신품종 '예농2호' 벼 출수 후 50일에 수확하여 탈곡 후 수분 함량을 15%이하로 자연 건조하여 실험실용 현미기(쌍용SY88-TH)로 제현 후, 사미, 피해립 등을 제거한 현미를 곱게 갈아서 80 Mesh의 채로 처리하여 이용하였다. 아밀로스함량(amylose content) 분석은 100 ㎎의 '예농2호' 현미가루에 95% 에탄올 1 ㎖와 1N NaOH 9 ㎖를 가해 끓는 물속에 10분간 호화시킨 후 증류수로 100 ㎖을 채운 다음, 그 중 5 ㎖를 취해 1N 아세트산 1 ㎖와 2% 요오드-요오드화 칼륨용액(I2-KI solution) 2 ㎖를 가해 증류수로 100 ㎖까지 채우고 발색 반응시켜 620㎚의 파장에서 분광 광계도(spectrophotometer)로 읽어 흡광도를 측정하여 계산하였다.
알칼리 붕괴도는 플라스틱용기(4.6x4.6x1.5㎝)에 '예농2호' 현미 3립을 양끝을 잘라내고 반으로 절단하여 1.4% KOH 용액에 침지한 후 30℃ 항온기에 24시간 동안 처리하였다. 항온처리 후 쌀알이 퍼지는 정도에 따라 알칼리 붕괴도(alkali digestive value)를 1 ~ 7등급으로 구분하여 조사하였다. 즉 쌀알이 불투명하거나 변화가 거의 없는 상태를 1로 하고 쌀알이 금이 가고 부풀리며 점차 터지는 정도에 따라 값이 높아지며, 7은 완전히 퍼져서 투명한 상태임을 나타낸다. 각각은 3회 반복 수행하여 알칼리 붕괴도를 조사하여 수치화했다.
호응집성은 신품종 '예농2호' 쌀가루 100㎎에 95% 에탄올 및 0.025% 티몰 블루(thymol blue)를 섞은 용액을 시험관에 넣고 교반하여 워버배스(water bath)에서 시험관 높이 2/3에 도달할 때까지 끓인 후 20분 동안 얼음 수조에서 냉각하였다. 냉각 이후 테이블의 모눈종이 위에 1시간 정치하여 구분된 특성에 따라서 겔상태의 호화전분이 흘러간 정도를 측정하여 연함(61~100㎜), 중간(41~60㎜), 굳음(26~40㎜)으로 분류하였고, 각각은 3회 반복 수행하여 수치화했다.
단백질 함량은 사미, 피해립 등을 제거한 '예농2호' 현미를 비파괴적 간이방법으로 신속, 간편한 Kett사의 AN-800을 사용하여 고시히까리 현미의 standard 검량치를 모델로 비교하면서 변이체간의 상대적인 값을 구하였다.
상기 방법으로 측정한 아밀로스 함량, 알칼리 붕괴도, 호응집성 및 단백질 함량은 하기 표 3에 나타내었다.
품종 아밀로스 함량 알칼리 붕괴도 호응집성 단백질 함량
신동진벼 18.87 % 6.0 5.93 cm 7.9 %
예농2호 21.36 % 4.8 6.20 cm 8.3 %
우리가 주식으로 하는 양식미에서 아밀로스 함량은 17~20%(Son et al., 2002)라고 하였는데, 예농2호는 신동진벼의 18.87%보다 다소 높은 21.36%로 나타났다. 또한, 쌀 전분특성과 관계가 깊은 알칼리 붕괴도는 수분흡수 및 밥의 퍼짐성에 밀접한 관계가 있는데, 신동진벼는 붕괴정도가 6.0으로 나타난 반면 '예농2호'는 4.8 정도로 대체로 낮은 퍼짐정도를 보였다. 그리고 쌀가루 전분을 충분히 호화(일정 온도 이상으로 가열하면 결정성을 상실하여 전분입자가 혼합된 유동액으로 변하는 현상)한 후, 상온에서 냉각 시 탄성을 가진 겔을 형성하게 되며 시간이 지나면 전분의 재결정화를 측정한 호응집성 평가 결과에서 신동진벼는 5.93㎜를 나타났으며 '예농2호'는 이보다 비슷한 6.2㎜로 나타났다. 미립의 구성성분에서 전분 다음으로 많이 함유된 단백질은 신동진벼에서는 7.9%의 현미 단백질 함량을 나타냈으며 '예농2호'에서는 8.3%로 약간 높은 수준으로 나타났다.
실험예 3-2. 아밀로그램 분석
배유의 아밀로그램 특성 분석은 rapid visco analyser Ⅲ기를 이용하여 3g의 신품종 '예농2호' 쌀가루를 25 ㎖ 증류수로 현탁액을 만들어 믹실볼에 넣고 50℃에서 1분, 50 ~ 95℃까지 4.7분 동안에 상승시키고 95℃에서 2.5분 동안 유지시켰다가 다시 3.7분 동안에 50℃로 냉각시키면서 호화특성을 조사하였다.
아밀로그램에서 호화개시온도(gelatinization temperature; ℃), 최고점도(peak viscosity), 최저점도(hot viscosity), 최종점도(cool viscosity)를 구하고, 이것을 이용하여 강하점도(breakdown; 최고점도 - 최저점도) 및 치반점도(setback; 최종점도 - 최고점도)를 산출하였다. 상기 방법으로 산출된 측정값은 하기 표 4에 나타내었고 아밀로그램은 도 4에 나타내었다.
품종 호화온도(℃) 최고점도 최저점도 최종점도 강하점도 치반점도
신동진벼 68.4 167.8 65.4 147.5 102.4 -20.3
예농2호 68.0 202.8 85.0 187.6 117.8 -15.2
우리나라에서 재배되고 있는 일반계 품종 중에서 밥의 윤기와 식미총평에서 양호한 품종들은 호화온도가 낮고 최고점도와 최종점도가 높다고 보고되었다(Choi, 2002). 상기 표 4에서 확인되는 바와 같이, '예농2호'의 호화온도는 68.0℃로 신동진벼과 비슷하였으나, 최고점도 및 최종점도가 각각 202.8, 187.6로 신동진벼 보다 높게 나타났고, 최저점도 또한 85.0로 신동진 벼에 비해 높게 나타났다. 또한, 호화 중의 열 전단(shear)에 대한 저항성을 나타내는 강하점도는 '예농2호'에서 변이모본인 신동진벼보다 높은 경향을 보였고, 전분의 노화경향을 반영하는 치반점도는 신동진벼보다 낮은 경향을 보이면서 노화가 느리게 진행되는 일반적인 미반특성과 일치하였다.
실험예 3-3: 토코페롤 함량 분석
토코페롤 분석방법은 '예농2호' 현미를 마쇄하여 80 mesh 이하의 분말 0.5g을 추출용매(메탄올:에틸 아세테이트:에틸 에테르=1:1:1) 20 ㎖에 1㎖ 내부표준물질인 α-토코페롤 아세테이트(α-tocopherol acetate)를 첨가하여 30초간 교반한 후 10분간 방치했다. 이후 No. 4 filter paper로 3회 여과한 후 농축하였다. 농축 이후 30 ㎖ 에틸 아세테이트(ethyl acetate)를 첨가하여 녹인 후 1.5 ㎖의 포화 KOH를 넣고 16시간 동안 방치한 후, 2회 반복하여 추출 용액과 증류수를 1:2 비율로 분액하여 에틸 아세테이트층만 회수하여 수분을 제거한 뒤 No. 4 filter paper로 여과하였다. 상기 여과된 여과액을 농축한 후 2 ㎖ 메탄올(1% BHT; butyl hydroxy toluen)용매에 녹여 0.45㎛ filter로 여과하여 고속액체 크로마토그래피(High Performance Liquid Chromatography; HPLC, Shimadzu 10A)로 분석하였다. HPLC 조건의 컬럼은 Supelco C18, 250㎜x4.6㎜, 5㎛ particles, eluent는 메탄올 90%, flow rate는 1.6 ㎖/분, injection volume은 20 ㎕로 하였다. detector는 UV @ 215㎚, Photodiode array detector를 사용하였다. 측정된 토코페롤 함량은 하기 표 5에 나타내었다.
품종 토코페롤 함량(㎎/g) 합계
α-토코페롤 β-토코페롤 γ-토코페롤 δ-토코페롤
신동진벼 0.03 0.04 0.04 0.02 0.13
예농2호 0.07 0.04 0.03 0.13 0.27
표 5에서 확인되는 바와 같이, 신동진벼의α-토코페롤 및 γ-토코페롤의 함량은 각각 0.03㎎/g, 0.04㎎/g, 총 토코페롤 함량은 0.13㎎/g으로 나타났는데, '예농2호'는 α-토코페롤이 2.5배 높은 함량을 보였고, 총 토코페롤 함량에서도 신동진벼의 2배 많이 함유하는 것으로 나타났다. 미립의 저장토코페롤은 항산화 효과에 있어 α-토코페롤 ＜ β-토코페롤 ＜ γ-토코페롤 ＜ δ-토코페롤의 순서로 알려져 있으며(Niki et al., 1986), 온도와 기질의 종류에 따른 조건에서 γ-토코페롤 및 δ-토코페롤은 α-토코페롤에 비하여 우수한 항산화성이 있다고 하였는데(Koskas et al., 1984; Ikeda & Fukuzumi, 1977), '예농2호'의 δ-토코페롤은 신동진 벼의 6.5배 수준으로 나타났다.
따라서, 예농2호는 토코페롤 함량이 모본인 신동진벼보다 많이 함유하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 예농2호는 모본인 신동진벼보다 항산화 활성이 증진된 것을 확인할 수 있었다.
실험예 3-4. 유리당 분석
현미의 유리당 분석을 위해 신품종 '예농2호' 현미를 마쇄하여 80 mesh이하의 분말 0.5g을 75%의 에탄올 6 ㎖를 첨가하여 1시간 동안 교반하였다. 교반 이후 No. 4 filter paper로 여과한 다음 0.45㎛ syringe filter로 여과하여 고속액체 크로마토그래피(High Performance Liquid Chromatography; HPLC, Shimadzu 10A)로 분석하였다. 상기 분석에 사용된 분석 컬럼은 Supelco C18, 250㎜x4.6㎜, 5㎛ particles, 용리액(eluent)는 아세토나이트릴 및 0.04% NH4OH, flow rate는 1.0 ㎖/분, gradient elution은 75:25(아세토나이트릴:0.04% NH4OH)를 30분으로 하였고, injector volume은 20㎕로 하였다. 검출기(detector)는 UV @ 215㎚, Photodiode array detector를 사용하였고, 피크의 면적을 계산하고 상대적인 백분율로 나타내었다. 측정된 유리당 성분 및 함량은 하기 표 6에 나타내었다.
품종 벼 유리당 합계
프록토스 글루코스 수크로오스
신동진벼 0.18(1.58%) 0.29(2.55%) 10.92(95.96%) 11.38
예농2호 0.26(1.51%) 0.18(1.05%) 16.77(97.44%) 17.21
상기 표 6에서 확인되는 바와 같이, '예농2호'는 신동진벼에 비해 프록토스, 글루코스, 수크로오스 전 유리당 함량이 1.5배 많은 것으로 나타났고, 신동진벼에 비해 상대적으로 글루코스의 비중이 감소 되었고, 수크로오스의 비중이 증가된 것으로 나타났다.
실험예 3-5. 지방산 함량 및 성분 분석
쌀 지질은 대부분 중성지질로써 글리세롤에 올레산(C18 :1), 리놀레산(C18 :2) 등의 각종 고급지방산 3개가 에스테르 결합한 트리글리세리드 형태이며, 미립의 지방산 조성은 리놀레산 50%, 올레산 25~30%로 대부분 불포화 지방산으로 구성되어 있으며, 또한 포화 지방산인 팔미트산(C16), 스테아르산(C18) 등이 소량 분포되어 있다. 한편 미립내의 신선한 지질은 호화 시에 아밀로스와 함께 전분 내에서 용출되어 부드러운 촉감과 질감을 주는 양식미의 요건이다.
현미의 지방산 분석은 '예농2호'의 현미를 분쇄하여 80 mesh로 거른 후 80 mesh 이하의 현미분말 0.5g을 클로로폼 및 알코올로 지방상 분획을 추출하였다. 내부표준물질로는 펜타데카노익 엑시드(pentadecanoic acid; PDA)를 사용하였으며 지방산 유리산 및 에틸 에스테르형태의 표준물질들은 Sigma사에서 구입한 것으로 메탄올을 녹여서 사용하였다. 추출한 지방은 Chung(1991)와 Nike et al.(2004)의 방법에 따라 메틸 에스테르화 시켰다. 지방산 정량은 크로마토그램에 나타난 각각의 피크를 내부표준물질을 기준으로 구하였다. 분리 및 정량시에는 Hewlett Packard 5890 series II 기종의 가스 크로마토그래프(gas chromatograph; GC)를 사용하였으며, 일차 탐색에서는 HP-20M(0.2㎜, 25m, 0.1㎛) Hewlett Packard column으로 180℃(infector 200℃, detector 210℃)에서 분리하였고, detector는 flame ionization detector(FID), carrier gas는 질소를 사용하였다. 중쇄지방산의 분리 및 정량에는 HP-5 column(0.2㎜, 25m, 33㎛)을 사용하였다.
하기 표 7에서 확인되는 바와 같이, 신동진벼와 '예농2호'의 지방산 분포비중은 리놀레산 > 올레산 > 팔미트산 > 스테아르산 > 리놀렌산 순으로 분포하였으며, 특히 '예농2호'에 함유된 불포화 지방산인 리놀레산, 올레산 및 리놀렌산은 신동진벼의 함량보다 2.8 ~ 4.1 배 많았고, 팔미트산 및 스테아르산은 4.6 ~ 5.2배 높은 함량을 나타냈다.
품종 포화지방산 불포화지방산 합계
팔미트산
(C16)		 스테아르산
(C18)		 올레산
(C18 :1)		 리놀레산
(C18 :2)		 리놀렌산
(C18 :3)
신동진벼 7.36
(20.7 %)		 0.56
(1.6 %)		 11.84
(33.4 %)		 15.18
(42.7 %)		 0.58
(1.6 %)		 35.51
예농2호 37.88
(30.4 %)		 2.6
(1.9%)		 38.63
(31.0 %)		 43.05
(34.6 %)		 2.4
(1.9 %)		 124.56
상기 실시예 및 실험예를 통해 알 수 있듯이, '예농2호'의 단백질 함량은 신동진벼보다 다소 높은 경향을 보였고 생리활성물질의 토코페롤에서도 2배 이상 많이 함유하고 있으며 불포화지방산이 모본인 신동진벼보다 약 3배 이상 다량 함유한 것으로 밝혀졌다. 따라서 '예농 2호'는 항산화 활성이 증진된 것을 확인할 수 있으며, 총 지방산 함량 또한 신동진벼보다 높은 것을 확인하였다.
한국생명공학연구원 KCTC12292BP 20121017

Claims (8)

  1. 신동진벼에 감마선(γ선) 조사로 돌연변이 처리하는 단계;
    상기 변이 후대에서 쌀눈 크기가 큰 변이체를 선발하는 단계; 및
    상기 선발된 변이체를 신동진벼와 여교배하는 단계;를 포함하고,
    신동진벼보다 쌀눈 크기가 큰 거대배 특성 및 하기 작물학적 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 신품종 벼(Oryza sativa) 예농2호(기탁기관: 한국생명공학연구원 생물자원센터, 기탁번호: KCTC12292BP, 기탁일자: 2012.10.17)의 육종방법:
    1) 간장: 4 ~ 85 ㎝
    2) 수장: 21 ~ 23 ㎝
    3) 현미 천립중: 25 ~ 26 g
  2. 제1항에 있어서, 상기 감마선 조사 선량이 200 ~ 400 Gy인 것을 특징으로 하는 신품종 벼(Oryza sativa) 예농2호의 육종방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 신동진벼보다 쌀눈 크기가 크며, 하기 작물학적 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 신품종 벼(Oryza sativa) 예농2호(기탁기관: 한국생명공학연구원 생물자원센터, 기탁번호: KCTC12292BP, 기탁일자: 2012.10.17).
    1) 간장: 4 ~ 85 ㎝
    2) 수장: 21 ~ 23 ㎝
    3) 현미 천립중: 25 ~ 26 g
  7. 제6항의 신품종 벼(Oryza sativa) 예농2호의 종자.
  8. 제 7항의 벼의 종자의 자손.
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