KR20180055416A - 당질미 품종인 신품종 벼 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 신품종 당질미에 관한 것으로, 보다 자세하게는 유리당 함량이 증가한 신품종 벼인 ‘스위트드림 1세’ 및 이의 육종방법에 관한 것이다. 또한 상기 스위트드림 1세는 대조품종에 비해 총 식이섬유 함량 및 유리당 함량이 증가되어 소비자 요구에 다양성을 제공하고 가공적성 쌀 품종으로서 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 신품종 당질미에 관한 것으로, 보다 자세하게는 유리당 함량이 증가한 신품종 벼인 ‘스위트드림 1세’ 및 이의 육종방법에 관한 것이다. 또한 상기 스위트드림 1세는 대조품종에 비해 총 식이섬유 함량 및 유리당 함량이 증가되어 소비자 요구에 다양성을 제공하고 가공적성 쌀 품종으로서 제공할 수 있다.
벼의 육종목표는 다수성, 안정성 및 양질성 등으로 대별할 수 있는데, 이러한 목표의 우선 순위는 사회와 경제적 여건 변화에 따라 변화되었으며, 경제발전과 함께 소득수준이 향상되면서 수량보다는 품질에 대한 소비자의 요구가 높아지게 되었다. 또한, 최근에는 국민 식생활의 변화에 따라 1인당 쌀 소비량도 줄어들고 연간 쌀 생산량이 수요량을 초과하는 현상이 지속되어 차별화된 양질미를 선호하는 경향이 더욱 뚜렷해지고 있는 추세이다.
밥쌀의 품질요소에는 외관특성, 이화학적 특성, 영양가, 기능성, 식미, 안전성 및 상품성 등이 있으며, 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 품종 고유의 특성 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 식미 관련 특성에는 알카리붕괴도, 아밀로오스 함량, 아밀로그램 특성, 단백질 함량 등이 주요한 인자로 작용한다. 쌀밥의 식미 평가를 객관적으로 신속하게 수행하기 위하여 여러 종류의 식미계가 개발되어 이용되고 있다. 특히, 아밀로오스 함량이 찹쌀과 멥쌀의 중간 정도인 중간찰 품종은 현미밥용이나, 떡, 과자, 식혜, 술 등 다양한 식품소재로 활용될 수 있어 그 이용성이 증가하고 있다.
한편, 최근 우리나라에서 도입한 양식미 품종인 고시히까리, 저아밀로오스 품종인 밀키퀸 품종의 재배 및 가공 판매가 증가하고 있으나, 이들 벼 품종들은 장간으로 도복에 약하여 농가에서 재배상 관리가 어려운 문제점이 있다. 벼농사에서 냉해, 한해, 침관수 피해 등 여러 가지 기상재해가 문제시되나, 그 중에서도 수량감소와 미질에 크게 영향을 주는 것이 생육 후기 집중호우나 태풍에 의하여 발생하는 도복이다. 벼 도복피해는 바람과 강우가 주된 원인이 되지만 재배되는 품종 및 재배기술에 따라서도 영향을 크게 받는다. 특히, 품종적으로 줄기가 약하고 키가 크며 이삭이 큰 품종은 도복에 매우 약한 특성을 지닌다. 수량 감소에 직접적인 영향을 주는 것은 등숙 비율과 천립중의 감소이며, 등숙 비율은 도복이 늦어질수록 그 감소가 경미하게 되어 도복피해는 현저하게 낮아지게 된다. 또한, 미질에 미치는 영향은 도복의 발생 시기에 따라 다른데, 호숙기도복의 경우는 청미비율이 크게 증가되어 결국 양질미 생산이 어려워지는 문제점이 있다.
따라서 이러한 현행 양식미의 문제점을 육종적으로 해결함과 동시에 외국의 양질미 품종과 유전적으로 차별화되고 소비자들의 기호도를 충족시킬 수 있는 고품질 신품종의 개발이 시급히 요구되고 있다 (대한민국 공개특허 제2015-0014347호; 대한민국 등록특허 제1464828호).
이에, 본 발명자들은 밥쌀용 살 소비 감소와 살 재고량 증가로 인한 쌀 산업 위기를 수요가 증가하고 있는 가공용 살 재배로 극복하고 소비자 요구에 다양성을 제공하여 당질미를 활용한 다양한 가공적성 쌀 품종을 공급하기 위해 노력한 결과, 조생찰의 돌연변이 계통을 모본으로 하고, 화영벼를 모본으로 하여 인공교배한 다음, 계통 선발하여 최종적으로 스위트드림 1세를 육종하였다. 상기 스위트드림 1세는 당질미 특성을 가져 현미 총유리당 함량이 대조품종에 비해 높은 수준을 나타내며, 식이섬유 함량 또한 증가된 것을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 당질미 품종인 신품종 벼 스위트드림 1세 및 이의 종자, 상기 벼를 육종하는 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 당질미 품종인 신품종 벼 스위트드림 1세를 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 상기 스위트드림 1세의 간장 평균 길이는 75.0 내지 80.0 ㎜, 수장 평균 길이는 19.0 내지 22.0 ㎜, 포기당 평균 이삭수는 13.0 내지 16.0개, 이삭당 평균 벼알수는 80 내지 90개일 수 있다.
본 발명의 또다른 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 스위트드림 1세의 현미 천립중은 평균 18 내지 20ｇ인 것일 수 있다.
본 발명의 또다른 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 스위트드림 1세 현미의 평균 길이는 4.7 내지 5.0 ㎜, 평균 폭은 2.7 내지 3.0 ㎜, 평균 두께는 1.8 내지 2.0 ㎜ 및 장폭비는 1.6 내지 1.8인 것일 수 있다.
본 발명의 또다른 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 스위트드림 1세는 추청벼에 비해 식이섬유 함량이 약 10 배 증진된 것일 수 있다.
본 발명의 또다른 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 스위트드림 1세는 추청벼에 비해 총유리당 함량이 증진되어 단 맛이 증가된일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 당질미 품종인 신품종 벼 스위트드림 1세에 따른 종자 및 상기 종자의 자손을 제공한다.
나아가, 본 발명은 하기 단계 (a) 내지 (c)를 포함하는, 당질미 품종인 신품종 벼 스위트드림 1세의 육종방법을 제공한다.
(a) 조생찰 계통의 돌연변이 계통을 모본으로, 화영벼 계통을 부본으로 인공교배하여 교잡종(F1)을 육성하는 단계;
(b) 교잡종(F1) 식물체의 이삭에서 발생된 분리세대(F2) 종자를 계통육종법에 의해 제7세대(F7)까지 전개한 후 제8세대 종자(F8 seed)를 수득하는 단계; 및
(c) 교잡종 제8세대 이후 생산성, 수량성, 품종 균일성 및 재배 안정성을 검토하여 당질미 특성을 가지는 우량계통을 반복 선발하는 단계.
본 발명의 바람직한 일실시예에서, 상기 (a) 단계의 모본은,
i) 조생찰 계통의 수정란에 N-메틸-N-니트로소요소(N-methyl-N-nitrosourea: MNU) 처리한 다음, 찰기(waxy)를 가지는 계통을 선별하는 단계; 및
ⅱ) 상기 선별된 계통을 세대 진전하여 찰기를 가지는 계통을 선별하는 단계;로 수득한 것일 수 있다.
본 발명의 신품종 벼인 스위트드림 1세는 현미 총유리당 함량이 대조품종에 비해 높은 수준을 나타내며, 식이섬유 함량 또한 증가되어 당질미로서의 특성을 가질 뿐 아니라, 재배 안전성, 수량성 및 밥맛이 기존 당질미 품종에 비해 우수하므로 가공용 쌀을 활용한 제품개발에 기여할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 신품종 벼 ‘스위트드림 1세’의 육성계보이다.
도 2는 본 발명에 따른 신품종 벼 ‘스위트드림 1세’의 육성계통도이다.
도 3은 본 발명에 따른 신품종 벼 ‘스위트드림 1세’의 포장사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 신품종 벼 ‘스위트드림 1세’의 배유사진이다.
도 5는 본 발명에 따른 신품종 벼 ‘스위트드림 1세’의 정조사진이다.
도 6는 본 발명에 따른 신품종 벼 ‘스위트드림 1세’의 현미사진이다.
도 7은 본 발명에 따른 신품종 벼 ‘스위트드림 1세’의 품종판별을 위한 DNA 분석을 수행한 데이터이다.
도 8은 본 발명에 따른 신품종 벼 ‘스위트드림 1세’의 전체유전체 존재하는 단일염기다형성을 분석한 데이터이다.
도 2는 본 발명에 따른 신품종 벼 ‘스위트드림 1세’의 육성계통도이다.
도 3은 본 발명에 따른 신품종 벼 ‘스위트드림 1세’의 포장사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 신품종 벼 ‘스위트드림 1세’의 배유사진이다.
도 5는 본 발명에 따른 신품종 벼 ‘스위트드림 1세’의 정조사진이다.
도 6는 본 발명에 따른 신품종 벼 ‘스위트드림 1세’의 현미사진이다.
도 7은 본 발명에 따른 신품종 벼 ‘스위트드림 1세’의 품종판별을 위한 DNA 분석을 수행한 데이터이다.
도 8은 본 발명에 따른 신품종 벼 ‘스위트드림 1세’의 전체유전체 존재하는 단일염기다형성을 분석한 데이터이다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
상술한 바와 같이, 소비자들의 기호도를 충족시킬 수 있는 고품질 신품종 개발에 대한 요구가 증가함에 따라, 본 발명에서는 단 맛의 특성이 증가된 당질미 품종을 개발하고자 하였다.
따라서, 본 발명은 당질미 품종인 신품종 벼 스위트드림 1세를 포함한다.
또한 본 발명은 식이섬유 및 유리당 함량이 높은 당질미 품종 ‘스위트드림 1세’에 따른 종자를 포함한다. 상기 ‘스위트드림 1세’의 종자는 볍씨 또는 이의 가공형태인 쌀 또는 쌀알을 지칭하는 것으로 이의 자손을 포함한다.
본 발명의 ‘스위트드림 1세’ 품종의 육성 과정 및 육성 계보는 도 1 및 도 2에 각각 도식화하였다.
구체적으로, 본 발명은 (a) 조생찰 계통의 돌연변이 계통을 모본으로, 화영벼 계통을 부본으로 인공교배하여 교잡종(F1)을 육성하는 단계;
(b) 교잡종(F1) 식물체의 이삭에서 발생된 분리세대(F2) 종자를 계통육종법에 의해 제7세대(F7)까지 전개한 후 제8세대 종자(F8 seed)를 수득하는 단계; 및
(c) 교잡종 제8세대 이후 생산성, 수량성, 품종 균일성 및 재배 안정성을 검토하여 당질미 특성을 가지는 우량계통을 반복 선발하는 단계;
를 포함하는, 상기 스위트드림 1세의 육종방법을 포함한다.
좀 더 구체적으로, 도 2에 나타난 바와 같이, 상기 (a) 단계의 모본은,
i) 조생찰 계통의 수정란에 N-메틸-N-니트로소요소(N-methyl-N-nitrosourea: MNU) 처리한 다음, 찰기(waxy)를 가지는 계통을 선별하는 단계; 및
ⅱ) 상기 선별된 계통을 세대 진전하여 찰기를 가지는 계통을 선별하는 단계;를 포함하는 육종방법으로 수득하였다.
상기 (b) 단계에서는 분리세대(F2) 종자를 매년 포장에서 계통재배 하면서, 당질미 특성 및 waxy 특성을 가지며 재배안정성, 수량성 및 밥맛이 우수한 계통인 JS12-5-81-12-7-3-1-1-B를 선별하여 SP47로 계통명을 부여하였다. 상기 선발된 계통은 생산력검정 및 농가 실증시험을 통해 품종의 균일성과 재배안정성을 확인하고 최종적으로 ‘스위트드림 1세’로 명명하였다
상기 ‘계통재배‘는 품종 개량법의 한 가지로, 생물의 유전적 조성(遺傳的組成)을 순수하게 하기 위하여 교배(交配)를 관리하여, 다른 계통의 생물과 교배하지 아니하도록 주의하여 재배하는 방법이며, 상기 방법으로 순수히 유지 및 보존된 계통을 순계(純系)라고 한다.
본 발명에 따른 신품종 벼 ‘스위트드림 1세’는 총식이섬유 함량 및 총유리산함량이 높은 것을 특징으로 한다. 상기 ‘스위트드림 1세’의 총식이섬유 함량은 5 내지 15%, 바람직하게는 9 내지 11%이다. 또한, 총유리당 함량은 3 내지 10%, 바람직하게는 4 내지 6%이다. 구체적으로 상기 유리당은 수크로오즈(scurose)일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 ‘스위트드림 1세’의 간장 평균 길이는 간장 평균 길이는 75.0 내지 80.0 ㎜, 수장 평균 길이는 19.0 내지 22.0 ㎜, 포기당 평균 이삭수는 13.0 내지 16.0개, 이삭당 평균 벼알수는 80 내지 90개일 수 있다. 또한, ‘스위트드림 1세’의 현미 천립중은 평균 18 내지 20ｇ일 수 있으며, ‘스위트드림 1세’ 현미의 평균 길이는 4.7 내지 5.0 ㎜, 평균 폭은 2.7 내지 3.0 ㎜, 평균 두께는 1.8 내지 2.0 ㎜ 및 장폭비는 1.6 내지 1.8일 수 있다.
본 발명의 일실시예에서는 신품종 벼인 ‘스위트드림 1세’의 주요 농업 형질 및 미질특성을 대조품종인 ‘추청’ 벼와 비교하였으며, 추가로 병충에 대한 저항성 정도를 측정하였다.
도 5 및 도 6는 본 발명의 ‘스위트드림 1세’ 및 대조품종인 ‘추청’의 정조 및 현미 사진을 나타낸 것으로, 표 2에 나타난 바와 같이, ‘스위트드림 1세’의 출수기는 8월 20일경으로 대조품종에 비해 2일 정도 늦은 중만생종인 것을 확인하였으며, ‘스위트드림 1세’의 유효분얼수(이삭수)의 평균은 14.47개로 보통이고, 이삭길이(수장)은 평균 19.52 ㎝ 정도이며, 이삭당 벼알 수는 평균 86.53개 정도인 것을 확인하였다. 현미 천립중 평균은 18.99ｇ으로 대조품종의 21.13ｇ 보다 약 2 g 정도 적은 것을 확인하였다.
표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 ‘스위트드림 1세’는 현미의 길이가 4.95mm, 폭은 2.92mm이고, 두께는 1.88mm 수준으로 장폭비가 1.70 정도의 단원형 품종으로서 대조품종인 추청과 유사한 수준임을 확인하였다.
또한, 표 4에 나타난 바와 같이, ‘스위트드림 1세’는 찹쌀벼로 9 정도의 투명도를 보였고, 총유리당 함량이 대조품종에 비해 약 3배 이상 높은 수준으로 포함되어있고, 식이섬유 함량은 약 6배 이상 높은 수준으로 포함됨을 확인하였다.
또한, 표 6, 표 7 및 표 8에서 나타난 바와 같이 ‘스위트드림 1세’는 지방산 함량 및 식물성 스테롤 함량이 대조품종인 추청벼와 유사한 수준인 것을 확인하였다.
또한, 표 9에서 나타난 바와 같이, ‘스위트드림 1세’는 수크로오즈가 유리당으로서 포함되어 있으며, 대조품종인 추청벼에 비해 약 3배 높은 수준으로 포함되는 것을 확인하였다.
본 발명의 ‘스위트드림 1세’의 품종 판별을 위한 DNA 분석을 수행하였으며, 염색체상의 단일 염기서열의 차이를 구별하여 품종 간 다양성을 구별하기 위해 단일염기 다형성 분석법(Single Nucleotide Polymorphism, SNP)을 수행하였다. 그 결과, 본 발명의 ‘스위트드림 1세’는 도 7과 같은 SNP 패턴을 보이는 것을 확인하였다.
또한, 본 발명의 ‘스위트드림 1세’의 유전적 특성을 파악하기 위해 ‘스위트드림 1세’ 전체 게놈(whole genome)에 대한 유전자 분석을 수행한 결과, 도 8에 나타난 바와 같이, 스위트드림 1세의 12개 염색체상에 존재하는 총 SNP 개수는 109,537 개이며, 그 중 동형접합적(homozygous)인 SNP의 수는 101,046개로 표준유전체와 다른 유전부위를 나타내는 것을 확인하였다.
이하 본 발명을 바람직한 실시예를 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
유리당
함유량이 높은
당질미
벼
계통의 신품종 벼인 ‘스위트드림 1세’ 육성
본 발명에서는 총식이섬유량 및 총유리당 함량이 증가된 가공적성이 뛰어난 품종을 개발하고자 하였으며, 본 발명의 신품종 벼인 ‘스위트드림 1세’의 육성과정을 나타내는 육성계보 및 육성 계통도를 각각 도 1 및 도 2에 도식화하여 나타내었다.
1) 재료 수집 및 계통 육성 : 2000 ~ 2007년
먼저, 다양한 유전자원을 수집, 평가하여 이 중 조생찰 수집자원 KNUR42225 계통을 선정하였다. 선정한 KNUR42225 계통의 수정란에 1 mM MNU를 처리하여 돌연변이 계통을 작성하였다. 이들 계통의 특정을 확인하여 돌연변이체에서 Waxy 특성을 나타내는 당 변이체(sugary mutant) KNUR42225M(1132)-79-12-3-1 계통을 수득하였다.
2) 조합작성 및 계통 선발 : 2007년 ~ 2014년
2007년 하계에 화영벼를 모본으로 하고, 상기 수득한 Waxy 특성을 나타내는 당 변이체의 선발계통인 KNUR42225M(1132)-79-12-3-1 계통을 부본으로 인공교배하여 교잡종 F1 종자를 수확하였다. 다음 해, 2008 년 하계에 F1 종자를 파종하고 2009 년 확보한 F2 세대 중에서 초형이 우수하고 중만생종 특성을 보이며, 배유가 불투명하면서 단 맛이 나는(sugary) 특성을 보이고 수량성이 양호한 개체를 선발하였다. 이후 2007 년부터 2012 년까지 매년 계통육종법에 계통재배하면서 포장선발을 실시하여 유전적으로 완전히 고정된 계통(JS12-5-81-12-7-3-1-1)을 선발, 고정하였다.
3) 생산력 검정 및
농가실증시험
: 2015년 ~ 2016년
상기에서 선발된 JS12-5-81-12-7-3-1-1-B-B 계통에 대해 SP47로 계통명을 부여하고, 2015년 ~ 2016년에 난괴법 3반복으로 생산력 검정 및 농가 실증시험을 수행하였다. 생산력 검정 및 농가 실증시험을 위한 재배조건은 농촌진흥청 ‘벼 표준 재배법’에 준하여 하기 [표 1]과 같은 포장 시험 조건으로 수행하였다.
그 결과, 스위트드림 1세 품종의 식물체 사진은 도 3에서 나타난 바와 같으며, 품종의 균일성과 재배안정성을 확인하여 이 품종을 “스위트드림 1세”로 명명하였다. ‘스위트드림 1세’의 특징으로서, 기본농업형질인 출수기, 간장, 수당립수, 천립중 등의 특성에 있어 반복간 표준편차가 대조품종(추청)에 비해 작거나 비슷한 수준으로 균일성을 확인하였고, 연차 간 변이계수 또한 대조품종과 비슷한 수준으로 재배 안정성을 확인하다. 또한, 2016년 포장 재배시험에서 전체적으로 균일하고, 이형주가 발견되지 않는 것을 확인하였다.
| 식물의 종류 | 벼 |
| 시험지 위치 및 특성 | 수원시 권선구 호매실동 답 7-2, 지형(중서부평야) |
| 파종기 및 이앙기 | 파종 - 2016년 4월 18일 이앙 - 2016년 5월 23일 |
| 시험구 면적 및 반복수 |
약 10평 / 3반복 |
| 재식거리 | 30㎝×15㎝ |
| 토질 및 토성 | 식양토 |
| 시비량 및 시비방법 | N-P-K = 9-4.5-5.7/10a |
| 농약살포종류, 회수 및 일자 |
- 제초제 : 2회 →초기제초제 5월 18일, 중기제초제 6월 5일 - 살균살충제 : 2회 →이앙당일 살균살충입제살포, 살충제+살균제 8월 10일 |
| 시험구 표본채취 규모 | 1 반복 당 30주로 3반복 수확 |
‘스위트드림 1세’의 생육특성 분석
<2-1> 농업적 특성 비교
본 발명에서는 실시예 1에서 육성한 ‘스위트드림 1세’의 주요 농업 형질과 미질 특성을 파악하고자 하였다.
먼저, 신품종 ‘스위트드림 1세’ 벼의 농업적 특성을 대조품종인 ‘추청’벼와 비교하여 하기 [표 2]에 나타내었다.
| 구분 | 년도 | 출수기 | 간장(cm) | 수장(cm) | 포기당 이삭수(No.) |
이삭수 벼알수(No.) |
정조 천립중(g) |
| 추청 | 2015 | 8/19 | 81.05±0.05 | 19.52±0.02 | 14.47±0.06 | 88.23±0.40 | 25.28±0.04 |
| 2016 | 8/17 | 80.36±0.07 | 19.25±0.05 | 14.37±0.09 | 86.37±0.76 | 25.43±0.14 | |
| 평균 | 8/18 | 80.70 | 19.40 | 14.40 | 87.30 | 25.35 | |
| 변이계수 | 0.60 | 0.99 | 0.47 | 1.51 | 0.42 | ||
| 스위티 라이스 1 |
2015 | 8/21 | 79.26±0.04 | 19.66±0.01 | 14.57±0.06 | 87.07±0.35 | 23.90±0.66 |
| 2016 | 8/19 | 79.19±0.01 | 19.52±0.03 | 14.47±0.06 | 86.53±.045 | 23.87±0.45 | |
| 평균 | 8/20 | 79.2 | 19.60 | 14.50 | 86.80 | 23.88 | |
| 변이계수 | 0.06 | 0.49 | 0.49 | 0.43 | 0.10 |
그 결과, 도 4 및 상기 [표 2]에 나타난 바와 같이, 본 발명의 신품종 벼인 ‘스위트드림 1세’의 출수기는 8월 19일 내지 21일경으로 대조품종에 비해 2일 정도 늦은 중만생종인 것을 확인하였으며, ‘스위트드림 1세’의 유효분얼수(이삭수)의 평균은 14.47개로 보통이고, 이삭길이(수장)은 평균 19.52 ㎝ 정도이며, 이삭당 벼알 수는 평균 86.53개 정도인 것을 확인하였다. 현미 천립중 평균은 18.99ｇ으로 대조품종의 21.13ｇ 보다 약 2 g 정도 적은 것을 확인하였다.
또한, 신품종 ‘스위트드림 1세’ 종자(도 5 및 도 6 참조) 및 추청벼 종자의 농업적 특성을 하기 표 3에 나타내었다.
| 구분 | 정조 | 현미 | 현미 천립중 (g) |
정현비율 (%) |
현미 수량성 (kg/10a) |
||||||
| 길이 (mm) |
폭 (mm) |
두께 (mm) |
장폭비 | 길이 (mm) |
폭 (mm) |
두께 (mm) |
장폭비 | ||||
| 추청 | 6.36 | 3.19 | 2.17 | 1.99 | 4.82 | 2.90 | 1.98 | 1.66 | 21.13 | 83.09 | 529 |
| 스위티 라이스 1 |
7.37 | 3.35 | 2.01 | 2.20 | 4.95 | 2.92 | 1.88 | 1.70 | 18.99 | 79.56 | 418 |
상기 [표 3]에 나타난 바와 같이, ‘스위트드림 1세’는 현미의 길이가 4.95mm, 폭은 2.92mm이고, 두께는 1.88mm 수준으로 장폭비가 1.70 정도의 단원형 품종으로서 대조품종인 추청과 유사한 수준임을 확인하였다. 정현비율은 대조품종보다 낮은 79.56% 수준이며 현미 천립중이 18.99로 중소립이고, 10a 당 수량성은 418 kg임을 확인하였다.
<2-2> 종자 내 영양성분 함량 분석 및 비교
또한, ‘스위트드림 1세’ 및 ‘추청’의 배유투명도, 아밀로스 함량, 단백질 함량 및 식이섬유 함량 등을 측정하여 하기 [표 4]에 나타내었다.
아밀로오스 함량은 ‘스위트드림 1세’ 출수 50 일 후에 수확하여 탈곡 후 수분 함량을 15% 이하로 자연 건조하여 실험실용 현미기(쌍용SY88-TH)로 제현 후, 사미, 피해립 등을 제거한 현미를 곱게 갈아서 80 메쉬(Mesh)의 채로 처리하여 이용하였다. 아밀로오스함량(amylose content) 분석은 100 ㎎의 현미가루에 95% 에탄올 1 ㎖와 1N 수산화나트륨(NaOH) 9 ㎖를 가해 끓는 물속에 10분 동안 호화시킨 후 100 ㎖이 되도록 증류수를 첨가하였다. 상기 용액 중 5 ㎖를 취해 1N 아세트산 1 ㎖와 2% 요오드-요오드화 칼륨 용액(I2-KI solution) 2 ㎖를 가해 증류수를 첨가하여 100 ㎖로 만든 후 발색 반응시켜 620 ㎚의 파장에서 분광 광도계(spectrophotometer)로 읽어 흡광도를 측정하여 계산하였다.
단백질 함량은 사미, 피해립 등을 제거한 현미 및 백미를 비파괴적 간이방법으로 Kett사의 AN-800을 사용하여 고시히카리 현미의 검량치를 모델로 비교하면서 변이체간의 상대적인 값을 구하였으며, 투명도, 식이섬유 함량 및 총유리당 함량값은 일반적으로 당업계에 알려진 방법을 이용하여 측정하였다.
| 구분 | 투명도 (1-9) |
아밀로스함량(현미, %) | 단백질함량 (현미, %) | 식이섬유함량 (g/100g) |
총유리당함량 (%) |
| 추청 | 1 | 18.4 | 6.3 | 1.82 | 1.7 |
| 스위티 라이스 1 |
9 | - | 7.5 | 10.91 | 5.5 |
그 결과, 상기 [표 4]에 나타난 바와 같이, ‘스위트드림 1세’는 찹쌀의 당질미로 9 정도의 투명도를 보였고, 현미 100g 당 총식이섬유 함량이 10.91 g 수준으로 대조품종(추청, 1.82g)에 비해 약 6 배 높은 수준인 것을 확인하였다. 현미에 대한 단백질 함량 역시 7.5%로 대조품종의 6.3%보다 높은 수준임을 확인하였다. 또한, 총 유리당 함량에 있어서 대조품종은 1.7%를 함유하는 반면, 스위트드림 1세는 5.5% 수준의 유리당을 함유하고 있음을 확인하였다.
<2-3> 병과
충에
대한 저항성 확인
또한, 본 발명에서는 ‘스위트드림 1세’의 생리장해 및 병충에 대한 저항 특성을 확인하여 하기 [표 5]에 나타내었다.
| 구분 | 잎도열병 | 흰잎 마름병 |
줄무늬 잎마름병 |
벼멸구 |
| 추청 | 약 | 약 | 약 | 약 |
| 스위티 라이스 1 |
중 | 중 | 약 | 약 |
그 결과, 상기 [표 5]에 나타난 바와 같이, ‘스위트드림 1세’는 잎도열병 및 흰잎 마름병에 대하여 중간 정도의 저항성을 보여, 유사대조품종인 추청보다 저항성이 높은 수준임을 확인하였고, 줄무늬잎마름병 및 벼멸구에 대한 저항성은 없었다.
<2-4> 생리 장해 저항성의 확인
위에서 확인한 특징 이외에, ‘스위트드림 1세’가 가지는 기타 생리 장해 저항성을 확인하여, 하기 [표 6]에서 나타내었다.
| 구분 | 불시 출수율 |
내도복성 | 성숙기엽노화 | 내냉성 |
| 추청 | 0 | 7(중약) | 보통 | 강 |
| 스위티 라이스1 |
0 | 5(중) | 보통 | 중강 |
그 결과, 상기 [표 6]에서 나타난 바와 같이, ‘스위트드림 1세’는 못자리 불시출수는 관찰되지 않았고, 내도복성은 중간 정도였으며, 내냉성은 중강 정도의 저항성을 나타내는 것을 확인하였다.
‘스위트드림 1세’의 성분 분석
<3-1> 지방산 성분 분석
본 발명의 신품종 벼 ‘스위트드림 1세’의 지방산 성분 특성을 파악하기 위해 GC(가스 크로마토그래프: gas chromatograph) 를 이용하여 지방산 성분을 분석하였다.
구체적으로, 상기 [실시예 1]에서 육종한 ‘스위트드림 1세’에 대한 지방산 성분 분석을 수행하였으며, 대조군으로 추청벼(15-JS-12)를 사용하였다. 각각의 현미 가루 0.2g을 1.5 ㎖ 크기의 유리병(amber vial)에 담고, 680 ㎕의 메틸레이션 용액(methylation solution; MeOH : benzene : DMP : H2SO4 = 39 : 20 : 5 : 2)과 400 ㎕의 헵탄(heptane)을 넣고 밀봉한 후, 80℃에서 2시간 동안 수조(water bath) 상에서 가열하였다. 가열 완료된 유리병은 상온에서 방냉하였으며, 그 다음 원심분리(12,000 rpm, 5분)하여 얻어진 헵탄 상층액을 GC-MS(Shimadzu 사, 일본) 장비로 분석하였다. GC 분석조건으로 컬럼(column)은 CP-SIL 88 CB FAME(50m x 0.25mm, 0.2 ㎛ 필름 두께)을 사용하였고, 캐리어(carrier)로는 He(1 ㎖/min)을 사용하였으며, 주입기(injector) 및 검출기(detector, FID)의 온도는 각각 210℃로 설정하였다. 컬럼 내 주입량은 1 ㎕(split ratio: 1:50)으로 설정하였다.
| 지방산종류 | 스위티 라이스1세(%) | 추청(15-JS-12)(%) |
| Myristic Acid | 0.48 | 1.13 |
| Palmitic Acid | 20.86 | 23.47 |
| Palmitoleic Acid | 0.21 | 0.17 |
| Stearic Acid | 1.48 | 1.58 |
| Oleic Acid | 38.46 | 33.86 |
| Linoleic Acid | 35.85 | 37.28 |
| Arachidic Acid | 0.51 | 0.45 |
| Eicosenoic Acid | 0.42 | 0.37 |
| Linolenic Acid | 1.36 | 1.32 |
| Behenic Acid | 0.36 | 0.38 |
그 결과, 상기 [표 7]에 나타난 바와 같이, 미리스트산(Myristic acid), 팔미트산(Palmitic acid), 스테아린산(Stearic acid), 올레산(Oleic acid), 리놀레산(Linoleic acid), 아라킨산(Arachidic acid) 및 리놀렌산(Linolenic acid)의 함량을 측정하였으며, '스위트드림 1세'에서 가장 많은 함유율을 나타내는 지방산은 올레산(Oleic acid) 이었으며, 추청벼에서는 리놀레산(Linoleic acid) 함량이 가장 높은 것으로 나타났고, 나머지 지방산 함량 조성 비율은 큰 차이를 확인하지 못했다(표 7).
<3-2>
식물성스테롤
(
phytosterol
) 성분 분석
본 발명의 신품종 벼 ‘스위트드림 1세’의 지방산 성분 특성을 파악하기 위해 GC를 이용하여 식물에서 유래한 화합물로서 콜레스테롤의 흡수를 저해하여 혈중 총콜레스테롤 값 및 LDL 콜레스테롤 값을 감소시키는 것으로 알려져 있는, 식물성스테롤의 성분함량을 분석하였다.
구체적으로, 상기 [실시예 1]에서 육종한 ‘스위트드림 1세’및 대조군인 추청벼(15-JS-12)의 현미 가루 0.5g을 아스코르브산(ascorbic acid) 0.1g이 포함된 시험관에 담고 5 ㎖ 에탄올을 가한 후, 80℃ 욕조에 10 분간 담아 식물성스테롤 성분을 추출한 다음, 즉시 44% KOH 150㎕을 가하고 다시 80℃ 욕조에 18 분간 담아 비누화 반응을 진행하였다. 그런 다음, 즉시 얼음으로 옮겨 냉각시킨 후, 5 ㎖ 증류수, 5 ㎖ 헥산을 가하고 교반하여 5℃에서 1,000 rpm으로 1 분 동안 원심분리하여 상층액을 수득하였다. 수득한 상층액을 100 ㎖ 분액여두에 옮기는 과정을 총 3 회 반복한 다음, 깔대기에 준비된 여과지를 깔고 Na2SO4 약 4 g을 가하고, 헥산 층을 통과시키면서 수분을 제거한 후, 다시 질소 농축기에서 헥산을 제거하였다. 용매가 제거되고 남은 침전물을 2 ㎖ 이소옥탄(HPLC 등급)에 완전히 녹인 후, 유리병에 담아 GC-MS 분석하였다. GC 분석조건으로 컬럼(column)은 CP-SIL 88 CB FAME(50m x 0.25mm, 0.2 ㎛ 필름 두께)을 사용하였고, 캐리어(carrier)로는 He(1 ㎖/min)을 사용하였으며, 오븐 온도는 100℃ 5분, 100~180℃ 4℃/min 속도로 증가, 180℃ 5분, 180~210℃ 5℃/min 속도로 증가, 및 210℃ 20분으로 설정하였다. 컬럼 내 주입량은 1 ㎕(split ratio: 1:50)으로 설정하였다.
| phytosterol 성분 | 스위트드림 1세 (㎍/g) |
추청 (㎍/g) |
|
| T |
aT | 4.20 | 4.05 |
| bT | 0.65 | 0.66 | |
| gT | 4.50 | 3.02 | |
| Total | 9.35 | 7.74 | |
| T3 |
aT3 | 23.14 | 11.87 |
| gT3 | 1.90 | 2.75 | |
| dT3 | 0.54 | 1.09 | |
| Total | 25.58 | 15.70 | |
| Total(T+T3) | 34.93 | 23.44 | |
| Squalene | 45.57 | 28.81 | |
| Campe | 63.91 | 46.72 | |
| Stigma | 68.01 | 54.57 | |
| Sito | 269.78 | 199.70 | |
<3-3> 유리당 함량 분석
본 발명의 신품종 벼 ‘스위트드림 1세’가 당질미로서의 특징을 가지는지 확인하기 위해, ‘스위트드림 1세’의 유리당 성분을 분석하였다.
구체적으로, 상기 [실시예 1]에서 육종한 ‘스위트드림 1세’및 대조군인 추청벼(15-JS-12)의 현미 가루 0.5 g을 30% 에탄올 수용액 15 ㎖에 가하고 흔들어 혼합하였다. 혼합한 시료는 초음파처리기를 이용하여 27 내지 40 ℃에서 저온 추출하였다. 추출 후, 시료를 12,000 rpm에서 15 분 동안 원심분리하여 상등액을 취하고, 이를 다시 12,000 rpm에서 5 분 동안 원심분리하여 상등액을 수득하였다. 상등액은 0.45 ㎛ 멤브레인필터로 여과하여 불순물을 다시한번 제거한 다음, HPLC 장비에 주입하여 분석하였다. 사용한 HPLC의 분석 조건은 다음과 같다: 사용기기는 HPLC-refractive index detector S3600(SYKAM co.)이고, 사용한 sample loop의 길이는 20 ㎛이며, 컬럼은 Kromasil 100-5NH2(250×4.6㎜)를 사용하였다. 오븐 온도는 35℃로 조절하였고, 이동상으로 80% 아세토니크릴 수용액을 사용하여 1.8 ㎖/min 유속(5.8 MPa)으로 시료당 총 15 분간 분석하였다.
그 결과, 하기 [표 9]에서 나타난 바와 같이 스위트드림 1세에 포함된 유리당은 수크로오즈(sucrose)로서, 대조품종인 추청벼에 비해 약 3.2 배 이상 높은 수준으로 유리당을 포함하는 것을 확인하였다(표 9).
| 시료 | surcose | fructose | glucose | 전체 |
| 스위트드림 1세 | 5.5% | 0.0% | 0.0% | 5.5% |
| 추청 | 1.7% | 0.0% | 0.0% | 1.7% |
‘스위트드림 1세’의 품종판별용 DNA 단편 분석
본 발명의 신품종 벼 ‘스위트드림 1세’의 유통 시, 발생할 수 있는 혼입 및 진위 판별을 위한 정보를 제공하기 위해 ‘국립농산물품질관리원‘의 ‘벼 품종 식별 검정 매뉴얼‘에 따라 DNA 분석을 실시하였으며, 분석은 농업실용화재단에 의뢰하여 수행하였다.
상기 매뉴얼에 따른 방법을 간단히 설명하면, 공지된 방법으로 벼의 DNA를 추출, 정제한 다음, 순도 및 농도를 확인한 후, 다중 PCR 분석법에 따라 혼합 프라이머(Rice Detection Kit, RD2100, (주)정P&C연구소)를 이용하여 PCR을 수행하였다. 그 다음, 증폭산물 12 ㎕를 3 % 아가로오스 겔(agarose gel)에 30분 동안 전기영동을 수행하였다.
그 결과, 본 발명의 ‘스위트드림 1세’는 도 7과 같은 SNP 패턴을 보이는 것을 확인하였다.
‘스위트드림 1세’의 유전체 분석
본 발명의 ‘스위트드림 1세’의 유전적 특성을 파악하기 위해 ‘스위트드림 1세’ 전체 게놈(whole genome)에 대한 유전자 분석을 수행하였으며, 염색체(chromosome)각각에 대한 단일염기다형성(single nucleotide polymorphism, SNP)을 분석하였다.
먼저, 유전자 분석을 위해 실험포장에서 1주 1본으로 재배된 벼 잎을 샘플링하여 동결건조 후, 지노믹 DNA(genomic DNA)를 DNeasy® Plant Mini Kit(QIAGEN, 미국)을 이용하여 추출하였으며, 추출된 DNA는 정량하여 최소 30ng/㎕가 되도록 준비하여 염기서열 분석을 수행하였다. 염기서열 분석(sequencing)은 라이브러리 구축(library construction)과정을 거친 다음, HiSeq 2500(Illumina)을 이용하여 SRS(short read sequence)를 생산하였으며, 데이타 맵핑(mapping) 및 조립(assembly)은 BWA, samtools, snpEff등의 BioTool을 이용하여 ① Mapping, ② Sequencing Depth 및 Coverage 확인, ③ Variant Calling을 하여 fastq형식의 RawData 파일을 생성하여 분석하였다 (Shearer AE et al., Deafness in the genomics era., Hear Res., Dec;282(1-2):1, 2011).
표준 유전체로 벼의 유전체 염기서열인 IRSGP 1.0(International Rice Genome Sequencing Project)과 비교하여 각 염색체 상대적인 단일염기다형성 수를 측정하였다.
그 결과, 도 8에 나타난 바와 같이, 스위트드림 1세의 12개 염색체상에 존재하는 총 SNP 개수는 109,537 개이며, 그 중 동형접합적(homozygous)인 SNP의 수는 101,046 개로 표준유전체와 다른 유전부위를 나타내는 것을 확인하였다. 유전자형(genotype)의 0/1, 1/1, 1/2는 표준유전체로 사용된 Nipponbarae (IRSGP 1.0)과 다른 SNP를 의미하며, 1/1은 동형접합적(homozygous)인 SNP를 뜻하며, 0/1, 1/2는 이형접합적(heterozygous)인 SNP를 뜻한다.
이상으로, 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
본 결과물은 중소기업청에서 지원하는 2015년도 산학연협력 기술개발사업(산학연협력 기술개발사업(연구마을), 과제번호: C0365176)의 연구수행으로 인한 결과물임을 밝힌다.
Claims (10)
- 당질미 품종인 신품종 벼 스위트드림 1세.
- 제 1항에 있어서, 상기 스위트드림 1세의 간장 평균 길이는 75.0 내지 80.0 ㎜, 수장 평균 길이는 19.0 내지 22.0 ㎜, 포기당 평균 이삭수는 13.0 내지 16.0개, 이삭당 평균 벼알수는 80 내지 90개인 것을 특징으로 하는, 신품종 벼 스위트드림 1세.
- 제 1항에 있어서, 상기 스위트드림 1세의 현미 천립중은 평균 18 내지 20ｇ인 것을 특징으로 하는, 신품종 벼 스위트드림 1세.
- 제 1항에 있어서, 상기 스위트드림 1세 현미의 평균 길이는 4.7 내지 5.0 ㎜, 평균 폭은 2.7 내지 3.0 ㎜, 평균 두께는 1.8 내지 2.0 ㎜ 및 장폭비는 1.6 내지 1.8인 것을 특징으로 하는, 신품종 벼 스위트드림 1세.
- 제 1항에 있어서, 상기 스위트드림 1세는 추청벼에 비해 식이섬유 함량이 약 10 배 증진된, 신품종 벼 스위트드림 1세.
- 제 1항에 있어서, 상기 스위트드림 1세는 추청벼에 비해 총유리당 함량이 증진되어 단 맛이 증가된 것을 특징으로 하는, 신품종 벼 스위트드림 1세.
- 제 1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 당질미 품종인 신품종 벼 스위트드림 1세에 따른 종자.
- 제 1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 당질미 품종인 신품종 벼 스위트드림 1세에 따른 종자의 자손.
- (a) 조생찰 계통(KNUR42225)의 돌연변이 계통을 모본으로, 화영벼 계통을 부본으로 인공교배하여 교잡종(F1)을 육성하는 단계;
(b) 교잡종(F1) 식물체의 이삭에서 발생된 분리세대(F2) 종자를 계통육종법에 의해 제7세대(F7)까지 전개한 후 제8세대 종자(F8 seed)를 수득하는 단계; 및
(c) 교잡종 제8세대 이후 생산성, 수량성, 품종 균일성 및 재배 안정성을 검토하여 당질미 특성을 가지는 우량계통을 반복 선발하는 단계;
를 포함하는, 제 1항의 당질미 품종인 신품종 벼 스위트드림 1세의 육종방법.
- 제9항에 있어서, 상기 (a) 단계의 모본은,
i) 조생찰 계통의 수정란에 N-메틸-N-니트로소요소(N-methyl-N-nitrosourea: MNU) 처리한 다음, 찰기(waxy)를 가지는 계통을 선별하는 단계; 및
ⅱ) 상기 선별된 계통을 세대 진전하여 찰기를 가지는 계통을 선별하는 단계;로 수득한 것을 특징으로 하는, 제 1항의 당질미 품종인 신품종 벼 스위트드림 1세의 육종방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160153259A KR20180055416A (ko) | 2016-11-17 | 2016-11-17 | 당질미 품종인 신품종 벼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160153259A KR20180055416A (ko) | 2016-11-17 | 2016-11-17 | 당질미 품종인 신품종 벼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20180055416A true KR20180055416A (ko) | 2018-05-25 |
Family
ID=62299252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160153259A KR20180055416A (ko) | 2016-11-17 | 2016-11-17 | 당질미 품종인 신품종 벼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20180055416A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109997684A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-07-12 | 原阳县农业科学研究所 | 一种水稻品种的选育及其栽培方法 |
| KR102367349B1 (ko) * | 2021-09-03 | 2022-02-24 | 주식회사 시드피아바이오 | 향기나는 신품종 벼 오복진선향 |
-
2016
- 2016-11-17 KR KR1020160153259A patent/KR20180055416A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109997684A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-07-12 | 原阳县农业科学研究所 | 一种水稻品种的选育及其栽培方法 |
| KR102367349B1 (ko) * | 2021-09-03 | 2022-02-24 | 주식회사 시드피아바이오 | 향기나는 신품종 벼 오복진선향 |
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