KR102618294B1 - 환경 스트레스에 대한 저항성 및 항산화 물질 함량이 증가된 자포니카 벼 신품종 '세복' 및 이의 육종 방법 - Google Patents

환경 스트레스에 대한 저항성 및 항산화 물질 함량이 증가된 자포니카 벼 신품종 '세복' 및 이의 육종 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 호품 벼를 모본으로 하고, IR64-DTY/ Matatag 1// IR64-PUP1의 3원교배체 자식 계통을 부본으로 하여 이를 인공교배시켜 얻어진 것으로서, 대조품종인 호품 벼에 비하여 종자 내 총 플라보노이드 및 총 폴리페놀 함량이 증가되고, 인산 무시비 조건에서 종자 생산성이 증가되었으며, 벼 퉁그로바이러스병 저항성 유전자를 가지고 있는 자포니카 벼 신품종 '세복'에 관한 것으로, 본 발명의 벼 신품종은 비생물-생물 복합 스트레스 환경에서 재배가능하므로 기후변화에 대비하는 내재해성 벼 품종 개발에 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

Description

환경 스트레스에 대한 저항성 및 항산화 물질 함량이 증가된 자포니카 벼 신품종 '세복' 및 이의 육종 방법{New japonica rice variety 'Sebok' with increased environmental stress resistance and antioxidant content and breeding method thereof}
본 발명은 환경 스트레스에 대한 저항성 및 항산화 물질 함량이 증가된 자포니카 벼(Oryza sativa subsp. japonica) 신품종 '세복' 및 이의 육종 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 벼 퉁그로바이러스병 저항성 유전자를 가지며, 모본인 호품 벼에 비해 인산 무시비 조건에서 수량성이 우수하고, 종자 내 총 플라보노이드 및 총 폴리페놀 함량이 현저히 증가된 벼 신품종에 관한 것이다.
기후 변화에 관한 정부간 협의체(IPCC)는 2040년에는 지구의 온도가 1.5℃ 올라갈 것이라고 발표하였다. 이러한 평균기온 상승보다 더 큰 문제는 기후변동의 폭이 매년 더 커지고 있다는 것이다. 기후변화는 식량 자원의 생산에 큰 영향을 미치는데, 기후변화에 따른 재배지역의 재배치나 신품종 개발을 진행하는 것이 필요하다.
기후변화에 대응하여 재배지역을 재배치하는 방법도 있겠지만, 기후변화에 따른 다양한 환경변화에 적응하는 품종을 개발하는 것이 무엇보다 중요하다. 국제벼연구소(International Rice Research Institute)를 비롯한 중국, 인도, 일본 등에서도 기후변화에 대응하는 다양한 벼품종을 개발하고 있는데, 우리나라도 농촌진흥청이 함께 국제협력 연구를 수행하여, '아세미' 또는 'MS11'이라는 품종명을 가진 열대적응형 자포니카를 개발하여 사업화하는데 성공하였다.
한편, 한국등록특허 제2140300호에는 IR64-PUP1-F 계통을 모본으로 하고 IR64-SUB1-AG1 계통을 부본으로 하여 이를 인공교배시켜 얻어진 '인산 흡수능, 침수 저항성 및 혐기발아성이 증가된 벼 신품종 'IPSA' 및 이의 육종 방법'이 개시되어 있고, 한국등록특허 제2090955호에는 호품벼를 모본으로 하고 도화향 2호를 부본으로 한 교잡종인 '팝콘 향의 향미를 갖는 신품종 벼 십리향'이 개시되어 있으나, 본 발명의 '환경 스트레스에 대한 저항성 및 항산화 물질 함량이 증가된 자포니카 벼 신품종 '세복' 및 이의 육종 방법'에 대해서는 기재된 바가 없다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명자들은 기후변화 대응 고품질 비생물-생물 복합 스트레스 저항성 우수품종 육성을 목표로, 고품질인 호품을 모본으로 하고, IR64-DTY/ Matatag 1// IR64-PUP1의 3원교배체 자식 계통을 부본으로 하여 이를 인공교배시켜 출수기가 모본보다 빠르고 인산 무시비 조건에서 모본보다 우수한 표현형(초형, 수량성, 항산화 물질)을 나타내는 계통을 최종선발하여 벼 신품종 '세복'을 육종함으로써, 본 발명을 완성하였다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 호품 벼를 모본으로 하고, IR64-DTY (IRRI, GID: 4537776)/ Matatag 1 (IRRI, GID: 4537724)// IR64-PUP1 (IRRI, GID: 4537756)의 3원교배체 자식 계통을 부본으로 하여 이를 인공교배시켜 얻어진 것으로서, 대조품종인 호품 벼에 비하여 총 플라보노이드 및 총 폴리페놀 함량이 증가된 자포니카 벼(Oryza sativa subsp. japonica) 신품종 '세복'의 종자(기탁번호: KACC 98132P)를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 벼 신품종 '세복'의 종자(기탁번호: KACC 98132P)로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 자포니카 벼 신품종 '세복'의 식물체를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 벼 신품종 '세복' 식물체와 다른 벼 품종을 교배하여 생산된 F1 벼 식물체의 종자를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 벼 신품종 '세복' 식물체를 형질전환하여 얻어지는 벼 형질전환 식물체 및 이의 형질전환된 종자를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 벼 신품종 '세복'의 종자(기탁번호: KACC 98132P)를 이용하여 제조된 쌀 가공품을 제공한다.
또한, 본 발명은 호품 벼를 모본으로 하고, IR64-DTY/ Matatag 1// IR64-PUP1의 3원교배체 자식 계통을 부본으로 하여 이를 인공교배시키는 단계를 포함하는, 벼 퉁그로바이러스 병 저항성을 가지며, 인산 무시비 조건에서 생산성이 우수하고, 종자의 총 플라보노이드 및 총 폴리페놀 함량이 증가된 자포니카 벼 신품종 '세복'의 육종 방법을 제공한다.
본 발명의 벼 신품종 '세복'은 고품질의 비생물-생물 복합 스트레스 저항성 우수품종으로 농산업적 가치가 있으며, 기후변화에 대비하는 벼 품종 개발에 유용하게 활용될 수있을 것이다.
도 1은 벼 신품종 '세복'의 육성계통도이다.
도 2는 '세복'의 부본으로 사용한 '4188445-17' 계통의 육성계통도이다.
도 3은 벼 신품종 '세복'의 육성계보도이다.
도 4는 분자마커를 이용한 벼 신품종 '세복'의 인산결핍 저항성 연관 QTL인 Pup1 (Phosphorus uptake1)과 벼 퉁그로바이러스(Rice tungro spherical virus) 저항성 유전자 tsv1의 검정 결과이다. K46-1, K29-1 및 K29-3: Pup1 분자마커, RSA-2: tsv1 분자마커.
도 5는 대조품종인 호품 벼와 출원품종 '세복'의 정조 및 현미 사진이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 호품 벼를 모본으로 하고, IR64-DTY (IRRI, GID: 4537776)/ Matatag 1 (IRRI, GID: 4537724)// IR64-PUP1 (IRRI, GID: 4537756)의 3원교배체 자식 계통을 부본으로 하여 이를 인공교배시켜 얻어진 것으로서, 대조품종인 호품 벼에 비하여 총 플라보노이드 및 총 폴리페놀 함량이 증가된 자포니카 벼(Oryza sativa subsp. japonica) 신품종 '세복'의 종자(기탁번호: KACC 98132P)를 제공한다.
본 발명의 벼 신품종 '세복'의 육성에 사용된 모본 품종인 호품 벼는 고품질의 자포니카 벼로, 국립종자원 품종보호권 등록번호 제3299호의 벼 자원이다. 또한, 부본으로 사용된 IR64-DTY/ Matatag 1// IR64-PUP1의 3원교배체 자식 계통은, IR64-DTY를 모본으로 Matatag 1을 부본으로 하여 인공교배시켜 얻어진 F3 식물체를 다시 모본으로 하고 IR64-PUP1을 부본으로 하여 인공교배시켜 얻어진 F3 식물체로, 인디카 벼이다(도 2).
본 발명에 따른 기탁번호가 KACC 98132P인 벼 신품종 '세복'의 종자는 항산화 활성을 가지는 기능성 물질인 플라보노이드와 폴리페놀을 높은 수준으로 함유하고 있는데, '세복' 종자의 총 플라보노이드 및 총 폴리페놀 함량은 각각 14.1 ± 1.5 ㎎ QE/g ext. 및 21.6 ± 1.2 ㎎ TAE/g ext.으로 대조품종인 호품 벼의 종자와 비교하여, 총 플라보노이드 함량은 4.55배, 총 폴리페놀 함량은 1.73배 높은 것이 특징이다. 뿐만 아니라, '세복' 종자의 항산화 기능성 물질 함량은 유색미인 적진주(국립종자원 품종보호권 등록번호 제318호)의 종자보다 총 플라보노이드 함량은 1.37배, 총 폴리페놀 함량은 1.89배 높다.
또한, 본 발명에 따른 기탁번호가 KACC 98132P인 벼 신품종 '세복'의 종자는 인산결핍 저항성 연관 QTL인 Pup1 (Phosphorus uptake1)과 벼 퉁그로바이러스병 저항성 유전자 RTSV (Rice tungro spherical virus)를 포함하고 있는 것이 특징이다.
본 발명은 또한, 상기 벼 신품종 '세복'의 종자(기탁번호: KACC 98132P)로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 자포니카 벼 신품종 '세복'의 식물체를 제공한다.
본 발명에 따른 '세복' 식물체는 인산결핍 저항성 연관 QTL인 Pup1를 포함하는 종자로부터 유래한 것으로, 인산 무시비 조건에서 대조품종인 호품 벼에 비하여 종자 생산성이 증가된 것이 특징이다.
또한, 본 발명의 상기 벼 신품종 '세복' 식물체는 하기 (1) 내지 (6)의 형태학적 특성을 가진다.
(1) 세복은 조생종(화성, 8월 5일)으로 출수 후 37일 정도에 종자 성숙이 완료된다.
(2) 초형과 지엽자세는 직립형이나, 황숙기 지엽은 수평형이다.
(3) 잎색 농도는 중간이다.
(4) 초장은 중간종이며, 이삭의 추출도는 매우 양호하다.
(5) 정조의 장폭비는 2.19으로 중단립이며, 현미의 외형도 단원형이다.
(6) 현미색은 진한 적갈색이며, 메벼이다.
또한, 본 발명의 상기 벼 신품종 '세복' 식물체는 대조품종인 호품 벼와 구별되는 하기 (7) 내지 (13)의 특징을 가진다.
(7) 세복의 출수시기는 8/3로 조생종이며, 호품의 출수시기는 8/19로 중만생종이다.
(8) 세복의 현미색은 적갈색이며, 호품의 현미색은 담백색이다.
(9) 세복의 간장은 76.9 cm로서 호품(78.2 cm)보다 1.3 cm 정도 작다.
(10) 세복의 이삭당 벼알수는 140.3개로서 호품(161.4개)보다 작다.
(11) 세복은 인산무시비 토양에서 10 a당 363 kg의 수량을 나타내어, 대조품종인 호품의 수량 312kg보다 높다.
(12) 세복은 플라보노이드(14.1 mg QE)와 폴리페놀 함량(21.6 mg TAE)이 대조품종인 호품보다 각각 4.55배 및 1.73배 높다.
(13) 세복은 페룰릭산(0.071 mg) 함량이 대조품종인 호품보다 2.62배 높다.
본 발명자들은 상기와 같은 특성을 가지는 자포니카 벼 신품종 '세복' 종자의 대표적 시료를 "Oryza sativa 세복"로 명명하고, 2022년 10월 31일자로 국립농업과학원(KACC)에 기탁하였다(기탁번호 : KACC 98132P).
본 발명은 또한, 상기 벼 신품종 '세복' 식물체와 다른 벼 품종을 교배하여 생산된 F1 벼 식물체의 종자를 제공한다. 상기 교배는 식물체의 육종과 관련되어 당업계의 통상의 기술자에게 알려진 방법에 따라 수행될 수 있으며, 본 발명에 따른 벼 신품종 '세복'은 생물/비생물 스트레스에 대한 저항성이 우수한 것이 특징이므로, 상기 '세복' 식물체를 벼 신품종 육종을 위한 모·부본의 소재로 활용할 수 있다. 본 발명의 벼 신품종 '세복'이 저항성을 보이는 생물 스트레스는 벼 퉁그로바이러스병일 수 있고, 비생물 스트레스는 인산결핍 스트레스일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명은 또한, 상기 벼 신품종 '세복' 식물체를 형질전환하여 얻어지는 벼 형질전환 식물체 및 이의 형질전환된 종자를 제공한다. 상기 형질전환 방법은 당업계에 공지된 다양한 기술을 통해 이루어질 수 있으며, 본 발명에 따른 상기 형질전환 벼 식물체는 기탁번호가 KACC 98132P인 '세복'의 종자로부터 유래한 벼 식물체의 유전적 배경을 가진 모든 형질전환 식물체를 포함한다.
본 발명은 또한, 상기 벼 신품종 '세복'의 종자(기탁번호: KACC 98132P)를 이용하여 제조된 쌀 가공품을 제공한다. 본 발명에 따른 상기 벼 가공식품은 레토르트쌀밥, 알파화미, 냉동쌀밥, 국수, 죽, 떡류, 과자류, 음료, 주류, 고추장, 된장, 식초 또는 미강류일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명은 또한, 호품 벼를 모본으로 하고, IR64-DTY (IRRI, GID: 4537776)/ Matatag 1 (IRRI, GID: 4537724)// IR64-PUP1 (IRRI, GID: 4537756)의 3원교배체 자식 계통을 부본으로 하여 이를 인공교배시키는 단계를 포함하는, 벼 퉁그로바이러스 병 저항성을 가지며, 인산 무시비 조건에서 생산성이 우수하고, 종자의 총 플라보노이드 및 총 폴리페놀 함량이 증가된 자포니카 벼(Oryza sativa subsp. japonica) 신품종 '세복'의 육종 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 육종방법은 보다 구체적으로는,
(a) 모본인 호품 품종의 종자를 파종하는 단계;
(b) 부본인 IR64-DTY/ Matatag 1// IR64-PUP1의 3원교배체 자식 계통의 종자를 파종하는 단계;
(c) 개화 시기에 모본 품종과 부본 계통을 인위적으로 교배시키는 단계;
(d) 교배된 개체의 F1 세대를 호품 품종과 여교배하여 BC2F2 세대에서 Pup1 (Phosphorus uptake1) 유전자좌 및 tsv1 유전자를 포함하는 개체를 선발하는 단계;
(e) 상기 선발된 BC2F2 개체를 세대전진시켜 BC2F7 세대 종자를 수확하는 단계; 및
(f) 수확된 BC2F7 세대 종자의 인산 무시비 조건에서의 생산성 및 항산화 물질 함량을 기준으로 계통을 선발하는 단계;를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 육종 방법에 있어서, 상기 (b) 단계의 3원교배체 자식 계통은 IR64-DTY를 모본으로 Matatag 1을 부본으로 하여 인공교배시켜 얻어진 F3 식물체를 다시 모본으로 하고 IR64-PUP1을 부본으로 하여 인공교배시켜 얻어진 F3 식물체일 수 있다.
본 발명의 육종 방법에 있어서, 상기 (d) 단계의 Pup1 유전자좌 및 tsv1 유전자 포함 개체의 선발 방법은 분자마커를 이용하여 수행할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
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. 벼 신품종 세복 육성 경위
호품 벼 품종은 농촌진흥청에서 제공받았으며, Special material transfer agreement(SMTA)를 통하여 국제벼연구소(The International Rice Research Institute)에서 IR64-DTY (GID: 4537776, IR64에 비생물 스트레스 저항성 중 건조에 강한 내건성 QTL인 DTY2.2+DTY4.1 결합 계통), Matatag 1 (GID: 4537724, 퉁그로바이러스 저항성 품종) 및 IR64-Pup1 (GID: 4537756, IR64에 비생물 스트레스 저항성 중 인산결핍 저항성 연관 QTL인 Pup1 결합 계통)을 도입하여 신품종 육성에 사용하였다.
고품질의 자포니카 벼 품종인 호품 벼에 비생물-생물 복합 스트레스 저항성 특성을 도입하기 위해, 내건성 QTL인 DTY, 벼 퉁그로바이러스(RTSV) 저항성 유전자 및 인산결핍 저항성 QTL Pup1을 모두 포함하는 부본을 육성하였다. 이를 위해 2017년에 IR64-DTY을 모본으로 하고 Matatag 1을 화분친으로 교배하여 F1 40개체를 얻었으며, 2017~2018년 동안 자가수분을 통해 세대를 진전시켜 F3 식물체를 얻었다(도 2 좌측). 2018년 여름 200개의 F3 분리개체 중 내건성 QTL DTY (DTY2.2+DTY4.1)를 포함하고 퉁그로바이러스 저항성 유전자 tsv1 (RTSV resistance gene)을 포함하는 개체를 분자마커를 이용하여 선발하였다. 내건성에 대한 분자마커는 dty4.1_7 및 dty2.2_5 (Platten, J. D., et al., 2019 PLoS One 14(1):e0210529)를 사용하였으며, 퉁그로바이러스 저항성에 대한 분자마커는 RSA-2(Cho et al., 2018 Plant Breed. Biotech. 6(3):309~312, 상기 저널 내 RTSV-RF2/RTSV-RR 프라이머 조합)를 사용하였다. 본 발명에서 사용된 각 분자마커는 https://rbi.irri.org/resources-and-tools/marker-systems에서 이용 가능하다. 상기 분자마커를 이용하여 F3 분리집단에서 15F1001-4-3 (IR64-DTY+RTSV)을 선발한 후, 15F1001-4-3을 모본으로 하고 IR64-Pup1을 화분친으로 하여 이들을 인공교배하여, 2019년 여름 F3 분리집단에서 내건성 QTL DTY, 퉁그로바이러스 저항성 유전자 tsv1, 및 인산결핍 저항성 연관 QTL인 Pup1을 포함하는 개체를 분자마커를 이용하여 선발하였다. Pup1에 대한 분자마커는 K46-1, K29-3 및 K29-1 (Chin et al. 2011 Plant Physiol. 156(3):1202-16)을 사용하였다. 최종적으로 IR64-DTY/ Matatag 1// IR64-PUP1의 3원교배체 자식 계통에서 4188445-17 (IR64-Pup1+RTSV)을 선발하였다(도 2 우측).
2019년에 상기에서 선발한 4188445-17 개체를 부본으로, 호품을 모본으로 하여 이들을 인공교배하였으며, F1 세대를 모본인 호품 벼 품종과 여교배하여 BC2F2 세대에서 분자마커를 사용하여 유전적 고정 개체를 조기에 선발하였고, BC2F2 세대에서 유전체 전체에 분포한 단인자염기 분자마커를 활용하여 호품 벼와 유전적 유사도가 높으며, 잡종 분리 유전자가 존재하지 않는 개체를 선발할 수 있었다. 이후 세대촉진법 활용 계통육성법으로 분자마커 및 표현형을 이용한 선발을 수행하였다. 2021년(여름)과 2022년(여름) 생산력 검정 및 인산 무시비 재배검정을 수행하였으며, 모본인 호품 벼를 동일한 조건으로 재배하여 생산성을 비교하였다. 상기 2021년 2022년 재배 시험을 모본과 표현형에 차이가 있으며, 모본보다 출수기가 빠르며, 모본보다 우수한 생산성을 나타내고, 종자의 항산화 물질 함량이 높은 계통을 최종 선발하고 이를 '세복'으로 명명하였다. 세복은 비생물-생물 스트레스 저항성을 도입하여도, 모본인 호품 벼와 유사한 수준의 변이계수가 관찰되어, 균일성과 안정성을 확보할 수 있었다(도 1, 도 4).
실시예 2. 벼 신품종 세복의 형태학적 특성
세복과 호품 벼를 경기도 화성시(37°09'51.8"N 126°49'03.0"E)의 필드와 온실에서 2021~2022년에 걸쳐 일반재배 조건과 인산 무시비 조건(인산결핍 조건)에서 재배하며 형태적 특징 및 수확량을 분석하였다.
그 결과, 본 발명의 벼 신품종 세복은 다음과 같은 형태학적 특성을 가지는 것으로 확인되었다.
○ 세복은 조생종(화성, 8월 5일)으로 출수 후 37일 정도에 종자성숙이 완료된다.
○ 초형과 지엽자세는 직립형이나, 황숙기 지엽은 수평형이다.
○ 잎색 농도는 중간이다.
○ 초장은 중간종이며 이삭의 추출도는 매우 양호하다.
○ 정조의 장폭비는 2.19으로 중단립이며, 현미의 외형도 단원형이다.
○ 현미색은 진한 적갈색이며, 메벼이다.
상기 형태학적 특성은 종자산업법 제26조 및 동법 시행규칙 제28조에 의한 종자관리요강 제2조의 별표 1에 대한 작물별 품종의 특성을 설명하는데 필요한 사항과, 동법 시행규칙 제35조 규정에 의한 재배심사를 위해 필요한 특성검정을 실시하는 요령을 정하고 있는, "(신품종 심사를 위한)작물별 특성조사요령 : 벼 Rice(Oryza sativa L.) (농림축산식품부 국립종자원, 2014: http.//seed.go.kr)"에 기재된 요령에 따라 측정되고 검정된 것을 나타낸다.
또한, 벼 신품종 세복은 대조품종인 호품 벼와 구별되는 하기의 특성을 가지는 것으로 조사되었다.
○ 세복의 출수시기는 8/3로 조생종이며, 호품의 출수시기는 8/19로 중만생종이다.
○ 세복의 현미색은 적갈색이며, 호품의 현미색은 담백색이다.
○ 세복의 간장은 76.9 cm로서 호품(78.2 cm)보다 1.3 cm 정도 작다.
○ 세복의 이삭당 벼알수는 140.3개로서 호품(161.4개)보다 작다.
○ 세복은 인산무시비 토양에서 10 a당 363 kg의 수량을 나타내어, 대조품종인 호품의 수량 312kg보다 높다.
○ 세복은 플라보노이드(14.1 mg QE)와 폴리페놀 함량(21.6 mg TAE)이 대조품종인 호품보다 각각 4.55배 및 1.73배 높다.
○ 세복은 페룰릭산(0.071 mg) 함량이 대조품종인 호품보다 2.62배 높다.
표 1은 육성 과정 동안 세복 및 호품 벼의 농업형질과 관련된 특성을 분석하여 정리한 것이다.
대조품종(호품)과 출원품종(세복)의 일반재배 시 수량 및 농업형질
구분 년도 출수기 간장(cm) 수장(cm) 포기당
이삭수(No.)		 이삭당
벼알수(No.)		 정조
천립중(g)		 수량성
(kg/10a)
호품 2021 8/19 84.8±1.3 21.3±0.9 10.6±0.9 156.8±4.6 23.8±0.5 543
2022 8/19 75.4±1.4 21.7±0.1 6.8±0.5 166.0±3.6 23.7±0.1 385
평균 8/19 78.2 21.5 8.9 161.4 23.7 464
변이계수 1.1 0.5 0.7 4.1 0.3
세복 2021 8/2 80.2±1.4 20.8±0.9 9.8±1.3 132.1±3.9 18.7±0.2 438
2022 8/5 72.1±1.7 22.2±0.5 6.8±0.5 148.6±4.2 23.4±0.1 402
평균 8/3 76.9 21.5 8.4 140.3 21.0 420
변이계수 1.3 0.8 1.0 4.0 0.1
실시예 3. 벼 신품종 세복의 내병충성, 미질 특성 및 생리장해 저항성
(1) 내병충성
벼 신품종 세복의 육성 과정 및 생산력 검정 기간 중 필드에서 도열병과 흰잎마름병에 대한 이병성이 발견되지 않았다.
(2) 미질 특성
벼 신품종 세복과 대조품종 호품의 미질 특성을 분석한 결과는 하기 표 2와 같다. 미질 분석은 2022년도에 수확된 각 식물체의 낟알 50개를 시료로 사용하였다.
대조품종(호품)과 출원품종(세복)의 정조와 현미의 특성
구분 정조 현미 현미
천립중
(g)		 정현
비율
(%)
길이
(mm)		 폭
(mm)		 두께
(mm)		 장폭비 길이
(mm)		 폭
(mm)		 두께
(mm)		 장폭비
호품 7.32 3.56 2.3 2.06 5.25 3.03 2.06 1.74 18.7 80
세복 7.60 3.49 2.08 2.19 5.71 3.02 1.89 1.89 20.6 87
(3) 생리장해 저항성
Pup1 QTL의 안정적인 발현을 확인하기 위하여 세복과 호품을 인산 시비 토양과 무시비 토양에서 평가하였다. 세복은 인산 시비 토양에서 호품과 유사하였으며, 인산 무시비 토양에서는 Pup1 QTL의 인산 흡수능을 통해 호품 대비 약 16%의 수량 증대를 관찰할 수 있었다.
인산 시비와 무시비 시험구의 토양 분석 결과 비교
Parameter Before fertilizer
Application		 30 days after transplanting Reproductive Stage
Low P High P Low P High P Low P High P
CEC(cmol/kg) 5.160 5.000 4.470 5.430 5.390 5.400
pH[1:5] 5.280 6.750 5.630 6.150 6.130 6.230
Total N 0.046 0.036 0.052 0.048 0.050 0.049
NH4+ 0.014 0.014 0.028 0.014 0.028 0.028
NO3- 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014
Total P 0.031 0.034 0.034 0.025 0.025 0.030
Availible P (mg/kg) 1.200 6.100 4.500 8.600 0.900 3.000
K (me/100g) 0.200 0.190 0.190 0.220 0.200 0.220
Soil texture Sandy loam Sandy loam Sandy loam Sandy loam Sandy loam Sandy loam
인산 시비와 무시비 조건에서 대조품종(호품)과 출원품종(세복)의 수량 및 농업형질 (2022년 재배)
처리 품종 출수기 간장(cm) 수수 수장(cm) 임실률(%) 개체수량(g) 수량(kg/10a)
인산
무시비		 세복 8.1 73.80
±0.92		 7.00
±1.05		 22.52
±0.80		 87.92
±1.86		 16.32
±1.14		 363
호품 8.24 71.00
±2.14		 4.60
±0.40		 20.01
±0.22		 84.28
±1.99		 14.02
±0.80		 312
인산
시비		 세복 8.5 72.16
±1.71		 6.80
±0.49		 22.25
±0.51		 84.00
±1.57		 18.11
±1.60		 402
호품 8.19 75.40
±1.36		 6.60
±0.24		 21.69
±0.14		 87.64
±1.45		 17.34
±0.88		 385
실시예 4. 벼 신품종 세복의 항산화 물질 함량 분석
본 발명의 벼 신품종 '세복'은 대조품종인 호품과 비교하여 현미색에 뚜렷한 차이를 나타내었다(도 5). 이에, 신품종 벼 '세복'의 종자 내 항산화 물질 함량을 분석하였다. 대조품종인 호품뿐 아니나, 청품(국립종자원 품종보호권 등록번호 제6799호) 및 적진주의 종자를 비교군으로 사용하였다. 각 품종의 현미 50개를 시료로 하여, 한국천연물과학기술연구소(NIST)에 의뢰하여 총 플라보노이드 함량, 총 폴리페놀 함량 및 페룰릭산 함량을 분석하였다. 그 결과, 표 5에 개시된 것과 같이 벼 신품종 '세복'은 총 플라보노이드 및 총 폴리페놀 함량이 분석된 시료 중 가장 높은 것으로 확인되었다. '세복'의 항산화 물질 함량은 대조품종인 호품 벼와 비교하여, 총 플라보노이드 함량은 4.55배, 총 폴리페놀 함량은 1.73배 높은 것으로 확인되었으며, 유색미인 적진주보다 총 플라보노이드 함량은 1.37배, 총 폴리페놀 함량은 1.89배 높은 것으로 확인되었다. 또한, 곡류 폴리페놀 성분 중 하나인 페룰릭산의 경우 '세복'의 함량은 호품 대비 2.6배 높은 것으로 확인되었다. 페룰릭산은 항산화, 항종양, 항콜레스테롤, 항균, 항염증 등 다양한 생리활성을 가지는 기능성 물질로 알려져 있다.
출원품종(세복)과 대조 3품종 현미의 총 플라보노이드 및 총 폴리페놀 함량
품종 총 플라보노이드 함량
(mg QE/g ext.)		 총 폴리페놀 함량
(mg TAE/g ext.)		 페룰릭산 함량
(mg/g ext.)
청품 (일반미) 8.1 ± 0.6 18.3 ± 2.5 0.125 ± 0.001
적진주 (유색미) 10.3 ± 0.7 11.4 ± 1.2 0.042 ± 0.004
호품 (일반미) 3.1 ± 1.1 12.5 ± 0.6 0.027 ± 0.001
세복 14.1 ± 1.5 21.6 ± 1.2 0.071 ± 0.003
본 발명자는 상기와 같이 고품질 자포니카 벼 품종인 모본 대비 종자 생산성이 증가되었고, 종자의 항산화 물질 함량이 모본 및 유색미보다 높은 신품종 벼 '세복'을 국립농업과학원에 종자 기탁하였다(기탁번호: KACC 98132P).
국립농업과학원 KACC98132P 20221031

Claims (9)

  1. 호품 벼를 모본으로 하고, IR64-DTY (IRRI, GID: 4537776)/ Matatag 1 (IRRI, GID: 4537724)// IR64-PUP1 (IRRI, GID: 4537756)의 3원교배체 자식 계통을 부본으로 하여 이를 인공교배시켜 얻어진 것으로서, 대조품종인 호품 벼에 비하여 총 플라보노이드 및 총 폴리페놀 함량이 증가된 자포니카 벼(Oryza sativa subsp. japonica) 신품종 '세복'의 종자(기탁번호: KACC 98132P).
  2. 제1항의 벼 신품종 '세복'의 종자(기탁번호: KACC 98132P)로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 자포니카 벼 신품종 '세복'의 식물체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 식물체는 인산 무시비 조건에서 대조품종인 호품 벼에 비하여 종자 생산성이 증가된 것을 특징으로 하는 벼 신품종 '세복'의 식물체.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항의 벼 신품종 '세복'의 종자(기탁번호: KACC 98132P)를 이용하여 제조된 쌀 가공품.
  8. 호품 벼를 모본으로 하고, IR64-DTY (IRRI, GID: 4537776)/ Matatag 1 (IRRI, GID: 4537724)// IR64-PUP1 (IRRI, GID: 4537756)의 3원교배체 자식 계통을 부본으로 하여 이를 인공교배시키는 단계를 포함하는, 벼 퉁그로바이러스 병 저항성을 가지며, 인산 무시비 조건에서 생산성이 우수하고, 종자의 총 플라보노이드 및 총 폴리페놀 함량이 증가된 자포니카 벼(Oryza sativa subsp. japonica) 신품종 '세복'의 육종 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 3원교배체 자식 계통은 IR64-DTY를 모본으로 Matatag 1을 부본으로 하여 인공교배시켜 얻어진 F3 식물체를 다시 모본으로 하고 IR64-PUP1을 부본으로 하여 인공교배시켜 얻어진 F3 식물체인 것을 특징으로 하는 자포니카 벼 신품종 '세복'의 육종 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20160027850A (ko) * 2014-09-02 2016-03-10 대한민국(농촌진흥청장) 항산화 고활성 벼 밀양290호
KR102140300B1 (ko) * 2020-02-03 2020-07-31 세종대학교산학협력단 인산 흡수능, 침수 저항성 및 혐기발아성이 증가된 벼 신품종 'ipsa' 및 이의 육종 방법

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