KR20220166905A - 비선택 제초제 티아페나실에 내성을 갖는 벼 돌연변이 후대 계통 벼 품종 Samkwang(SA)-Tfnl2 및 이의 용도 - Google Patents
비선택 제초제 티아페나실에 내성을 갖는 벼 돌연변이 후대 계통 벼 품종 Samkwang(SA)-Tfnl2 및 이의 용도 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 비선택 제초제 티아페나실에 내성을 갖는 벼 돌연변이 후대 계통 벼 품종 Samkwang(SA)-Tfnl2 및 이의 용도에 관한 것이다.
Description
본 발명은 비선택 제초제 티아페나실에 내성을 갖는 벼 돌연변이 후대 계통 벼 품종 Samkwang(SA)-Tfnl2 및 이의 용도에 관한 것이다.
세계 인구 증가에 따른 식량 수요가 증가함에 따라, 제한된 경지 면적 내에서 작물의 생산성을 증대시키는 것은 식량의 안정적 공급 차원에서 중요한 과제 중 하나이다. 이러한 기술적 배경 하에서, 농경지에서 잡초의 발생은 작물과의 물, 양분 경합으로 인해 작물의 수량 감소와 품질의 저하를 야기한다. 잡초에 의한 작물의 수량 감소는 작물에 따라 편차가 존재하나, 약 30 내지 100%에 달하는 것으로 보고된 바 있으며, 이에 따라, 작물의 생산성을 증대시키는 기술로서 잡초의 방제는 매우 큰 비중을 차지하고 있다. 특히, 최근 농촌 인구의 급격한 감소에 따른 노동력 부족과 고령화에 따라 농업 생산비 절감을 위하여, 잡초의 방제를 위한 제초제 사용은 필수적이다.
그러나, 최근 단일 제초제의 지속적인 사용으로 인해 제초제 저항성 잡초의 발생이 증가하고 있다. 세계적으로 65개국에서 235여 초종에서 제초제 저항성 잡초의 발생이 보고되어 있으며, 논에서는 페녹시계 제초제에 대하여 저항성을 보이는 50여 초종이 보고된 바 있다. 국내에서는 1998년 서산 간척지 논에서 설포닐우레아 (Sulfonylurea)계 제초제에 저항성을 나타내는 물옥잠이 보고된 이후, 현재까지 일년생 잡초 9종, 여러해살이 잡초 4종의 제초제 저항성 잡초가 보고되었고, 2009년에는 Acetyl-CoA Carboxylase 저해제 및 Acetolactate synthase 저해제에 저항성을 나타내는 피가 보고되었다.
제초제 저항성 잡초의 발생을 효과적인 관리 방법으로는 작용 기작이 다른 제초제를 번갈아 사용하여 제초제의 연용을 피하는 것이며, 이와 함께, 각각의 제초제에 대한 저항성 작물로 전환시키는 것이다.
제초제 저항성 작물의 개발은 1996년 몬산토사가 glyphosate 제초제 저항성 콩, Roundup Ready을 개발한 이후, 급격하게 증가하여 옥수수, 유채, 콩, 목화, 벼, 밀, 사탕무 등 다양한 작물에서 개발되고 있다. 벼에서는 1993년 종자 돌연변이처리에 의해 Imidazoline 제초제에 내성을 가지는 식물체가 개발되었으며, Imidazoline 저항성 벼 전용 제초제로 이마제타피르(imazethapyr)가 벼에 파종 전 또는 발아 전 토양 처리제와 경엽 처리제로 개발되어 사용되고 있다.
한편, 잡초 벼(앵미)는 재배 벼와 생리적 및 형태적으로 유사하여 기존 선택성 제초제로는 이의 방제가 어렵고, 특히, 직파 재배에서 큰 문제가 되고 있다. Clearfieldⓡ Rice 는 비선택성 제초제인 Imidazoline(IMI)계 제초제에 저항성을 나타내는 제초제 저항성 벼 품종으로서, Acetohydroxyacid 또는 Acetolactate synthase효소 (ALS) 관여 유전자의 돌연변이 기작에 의해 저항성을 나타내며, 잡초벼 제거에 효과적인바, 미국, 남미, 아시아 등 15개국에서 상용화되어 재배 중이다. 그러나, 최근 IMI계 제초제에 내성을 나타내는 잡초성 벼의 출현이 열대지방을 중심으로 보고되고 있으며, 이에 따라, Clearfieldⓡ Rice 사용으로 인한 제초제 저항성 잡초벼의 위험성이 부각되고 있다.
티아페나실 제초제는 광범위하게 적용되는 비선택성 제초제로서, 잡초의 방제 효과가 우수하고 특히, 초본류에 매우 효과적인것으로 알려져 있다. 또한 토양에서 빠르게 불활성화 되어 저항성 잡초의 출현 빈도가 현저히 낮기 때문에, 티아페나실 제초제 저항성 작물의 재배면적은 증가하고 있으며, 현재, 티아페나실 제초제 저항성 작물로는 사탕무, 유채, 토마토, 감자 등이 개발되어 있다.
국내 제초제 저항성 연구 사례는 다수 보고 되고 있으나, 실용화 단계에 이른 것은 없는 실정이다. 현재 PAT 유전자, MxPPO가 도입된 벼가 안정성 평가 단계까지 진전되었으며, 바스타 저항성 유전자를 형질전환하여 개발된 GM 벼 계통과 국내 품종과의 교잡을 통하여 제조된, 바스타 저항성 계통인 익산483호와 밀양204호를 개발한 바 있으나 (한국등록특허 10-0734012), 실제 농가에 보급되기는 어려운 실정이다. 따라서 실제 농가에 활용될 수 있는 티아페나실 제초제 내성 벼 품종의 개발이 시급한 실정이다.
이러한 배경하에서, 본 발명자들은 티아페나실 제초제 내성 벼 품종을 개발하기 위하여 예의 연구노력한 결과, 삼광벼에 아지드화 나트륨을 처리하여 돌연변이를 유도함으로써 생성된 돌연변이 계통의 품종이 티아페나실에 대한 우수한 내성을 나타냄을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 티아페나실에 내성을 갖는 삼광벼 돌연변이 후대 계통 벼 품종을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 티아페나실에 내성을 갖는 삼광벼 돌연변이 후대 계통 벼 품종의 육종방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 벼 품종 또는 이의 종자를 포함하는 식품 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 벼 품종 또는 이의 종자를 포함하는 사료 조성물을 제공하는 것이다.
이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 한편, 본 발명에서 개시된 각각의 설명 및 실시형태는 각각의 다른 설명 및 실시 형태에도 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에서 개시된 다양한 요소들의 모든 조합이 본 발명의 범주에 속한다. 또한, 하기 기술된 구체적인 서술에 의하여 본 발명의 범주가 제한된다고 볼 수 없다.
또한, 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 통상의 실험만을 사용하여 본 발명에 기재된 본 발명의 특정 양태에 대한 다수의 등가물을 인지하거나 확인할 수 있다. 또한, 이러한 등가물은 본 발명에 포함되는 것으로 의도된다.
본 발명의 하나의 양태는 티아페나실(tiafenacil)을 유효성분으로 포함하는 제초제에 대하여 내성을 나타내는 벼 품종을 제공한다.
일 구현예로, 본 발명에서 제공하는 벼 품종은 수탁번호 KACC 98107P로 기탁된, 티아페나실(tiafenacil)을 유효성분으로 포함하는 제초제에 대하여 내성을 나타내는 삼광 돌연변이 후대 계통 벼 품종 Oryza sativa Samkwang(SA)-Tfnl2일 수 있다.
본 발명의 용어 "티아페나실(tiafenacil)"이란, 하기 화학식 1의 구조를 갖는 화합물을 의미한다. 상기 티아페나실은 2017년에 피리미딘디온(Pyrimidinedione) 계열의 신규 제초제로 개발되었고, 엽록소 생성에 필수 효소인 PPO(protoporphyrinogen IX oxidase)의 합성을 저해하여 식물체내 활성산소를 생성하여 세포를 파괴하는 기작을 통해 제초활성을 나타낸다고 알려져 있다.
[화학식 1]
본 발명의 용어 "제초제"란, 식물의 성장을 억제하거나 조절하는 화학 약재를 의미하는 것으로서, 제초제의 적용 범위에 따라 비선택성(전멸성) 제초제와 선택성 제초제로 분류된다. 상기 선택성 제초제는 특정 품종의 식물에만 선택적으로 제초활성을 나타내는 제초제를 의미하고, 상기 비선택성(전멸성) 제초제는 특정 품종의 식물이 아닌 모든 식물종에 대해서 제초활성을 나타내는 제초제를 의미한다.
일 구현예로, 본 발명의 제초제는 티아페나실을 유효성분으로 포함하는 비선택성 제초제일 수 있다. 상기 티아페나실을 유효성분으로 포함하는 비선택성 제초제는 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 테라도(Terrad'or™)가 될 수 있다. 상기 테라도는 다른 비선택 제초제에 비해 낮은 농도에서도 잡초의 방제 효과가 우수하고, 인체 독성 또한 낮은 것으로 알려져 있다.
본 발명에 따른 벼 품종은 아지화나트륨의 처리에 의한 삼광벼 돌연변이 고정계통군으로부터 테라도 내성 검정 실험을 통해 선발된 품종으로서 (실시예 1 및 2 참조), 상기 품종을 "Oryza sativa Samkwang(SA)-Tfnl2"으로 명명하고, 2021년 5월 11일자로 농촌진흥청 국립농업과학원에 기탁하여 수탁번호 KACC 98107P를 부여 받았는데, 이의 주요특징은 다음과 같다:
(a) 출수기: 8월 11일±10일
(b) 간장(cm): 72±20
(c) 수장(cm): 20±10
(d) 수수(개): 9±5
(e) 현미천립중(g): 20.9±5.0
(f) 수당립수(개): 108±30
(g) 정현비율(%): 83.4±10.0
(h) 쌀수량: 432 ±150 kg/10a
본 발명의 다른 하나의 양태는 상기 삼광 돌연변이 후대 계통 벼 품종 Oryza sativa Samkwang(SA)-Tfnl2의 육종방법을 제공한다.
본 발명에서 제공하는 삼광 돌연변이 후대 계통 벼 품종 Oryza sativa Samkwang(SA)-Tfnl2의 육종방법은 (a) 삼광벼 종자를 아지드화 나트륨 희석 용액에 침지하고, 이를 발아시켜 재배한 식물체(M1)로부터 수확한 M2 종자를 계통 육종법에 의거하여 M7 세대까지 전진시켜 고정된 돌연변이 계통을 확립하는 단계; 및. (b) 상기 확립된 각 계통의 종자들 중 티아페나실을 유효성분으로 포함하는 제초제에 대하여 내성을 갖는 벼 품종을 선별하는 단계를 포함한다.
상기 (a) 단계의 아지드화 나트륨 희석액의 농도는 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 10 내지 200 mM이 될 수 있고, 다른 예로서, 50 내지 150 mM이 될 수 있으며, 또 다른 예로서, 100 mM이 될 수 있다.
상기 (a) 단계의 침지온도는 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 15 내지 35 ℃일 수 있고, 다른 예로서, 20 내지 30 ℃일 수 있으며, 또 다른 예로서, 25 ℃가 될 수 있다.
상기 (a) 단계의 침지시간은 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 약 1 내지 12 시간이 될 수 있고, 다른 예로서, 약 3 내지 9 시간이 될 수 있으며, 또 다른 예로서, 약 6 시간이 될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에서, 용어 "약(about)"은 용어 뒤에 기재되는 정확한 숫자뿐만 아니라, 거의 그 숫자이거나 그 숫자에 가까운 범위까지 포함한다. 그 숫자가 제시된 문맥을 고려하여, 언급된 구체적인 숫자와 가깝거나 거의 그 숫자인지 여부를 결정할 수 있다. 일 예로, 용어 "약"은 숫자 값의 -10% 내지 +10% 범위를 지칭할 수 있다. 다른 예로, 용어 "약"은 주어진 숫자 값의 -5% 내지 +5% 범위를 지칭할 수 있다. 그러나 이에 제한되지 않는다.
본 발명에서, 상기 (a) 단계 및 (b) 단계는, 제초제의 종류, 돌연변이 계통의 특성 등의 변화에 따라 적의 변경하여 실시할 수 있다.
일 예로서, 상기 (b) 단계는, (a) 단계에서 확립된 돌연변이 계통의 각 종자를 티아페나실을 유효성분으로 포함하는 제초제를 특정 농도(예를 들어, 0.5X 또는 1X)로 살포하는 조건하에서 재배하고, 재배하는 동안 상기 제초제의 약해가 뚜렷하게 나타는 시기에 내성 정도를 육안으로 평가하는 방법에 의해 수행될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시양태는 상기 삼광 돌연변이 후대 계통 벼 품종 Oryza sativa Samkwang(SA)-Tfnl2 또는 그의 종자를 포함하는 식품조성물을 제공한다.
본 발명에서 제공하는 식품조성물에 포함되는 삼광 돌연변이 후대 계통 벼 품종 Oryza sativa Samkwang(SA)-Tfnl2의 형태는 도정되지 않은 쌀 전체를 사용할 수도 있고, 도정을 통해 얻어진 현미, 백미 등의 형태로 사용할 수도 있으며, 상기 쌀을 마쇄하여 수득한 분말형태, 상기 쌀을 추출하여 얻어진 추출물 형태, 상기 추출물을 분획하여 얻어진 분획물 형태 등을 모두 사용할 수 있으나, 이에 특별히 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 용어 "추출물"이란, 목적하는 물질을 다양한 용매에 침지한 다음, 상온 또는 가온상태에서 일정시간 동안 추출하여 수득한 액상성분, 상기 액상성분으로부터 용매를 제거하여 수득한 고형분 등의 결과물을 의미한다. 뿐만 아니라, 상기 결과물에 더하여, 상기 결과물의 희석액, 이들의 농축액, 이들의 조정제물, 정제물 등을 모두 포함하는 것으로 포괄적으로 해석될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에서 제공하는 삼광 돌연변이 후대 계통 벼 품종 Oryza sativa Samkwang(SA)-Tfnl2의 추출물은 이를 추출 처리하여 얻어지는 추출액, 상기 추출액의 희석액이나 농축액, 상기 추출액을 건조하여 얻어지는 건조물, 상기 추출액의 조정제물이나 정제물, 또는 이들의 혼합물 등, 추출액 자체 및 추출액을 이용하여 형성 가능한 모든 제형의 추출물을 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
본 발명의 삼광 돌연변이 후대 계통 벼 품종 Oryza sativa Samkwang(SA)-Tfnl2의 추출물에 있어서, 상기 추출방법은 특별히 제한되지 않으며, 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방법에 따라 추출할 수 있다. 상기 추출 방법의 비제한적인 예로는, 열수 추출법, 초음파 추출법, 여과법, 환류 추출법 등을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 수행되거나 2종 이상의 방법을 병용하여 수행될 수 있다.
본 발명에서 상기 추출에 사용되는 용매의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 당해 기술 분야에서 공지된 임의의 용매를 사용할 수 있다. 상기 추출 용매의 비제한적인 예로는 물, 알코올 또는 이들의 혼합 용매 등을 들 수 있고, 이들은 단독으로 사용되거나 1종 이상 혼합하여 사용될 수 있으며, 구체적으로 물이 사용될 수 있다. 알코올을 용매로 사용하는 경우에는 구체적으로 탄소수 1 내지 4의 알코올을 사용할 수 있다.
본 발명의 용어 "분획물"이란, 여러 다양한 구성 성분들을 포함하는 혼합물로부터 특정 성분 또는 특정 성분 그룹을 분리하기 위하여 분획을 수행하여 얻어진 결과물을 의미한다.
본 발명에서 상기 분획물을 얻는 분획 방법은 특별히 제한되지 않으며, 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방법에 따라 수행될 수 있다. 상기 분획 방법의 비제한적인 예로는, 다양한 용매를 처리하여 수행하는 용매 분획법, 일정한 분자량 컷-오프 값을 갖는 한외 여과막을 통과시켜 수행하는 한외여과 분획법, 다양한 크로마토그래피(크기, 전하, 소수성 또는 친화성에 따른 분리를 위해 제작된 것)를 수행하는 크로마토그래피 분획법, 및 이들의 조합 등이 있다.
본 발명에서 상기 분획물을 얻는 데 사용되는 분획 용매의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 당해 기술 분야에서 공지된 임의의 용매를 사용할 수 있다. 상기 분획 용매의 비제한적인 예로는 물, 탄소수 1 내지 4의 알코올 등의 극성 용매; 헥산(Hexan), 에틸 아세테이트(Ethyl acetate), 클로로포름(Chloroform), 디클로로메탄(Dichloromethane) 등의 비극성 용매; 또는 이들의 혼합용매 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용되거나 1종 이상 혼합하여 사용될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 추출물 또는 분획물은 추출 후 건조 분말 형태로 제조되어 사용될 수 있지만, 이제 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 식품 조성물은 쌀 가공 식품, 기능성 식품(functional food), 영양 보조제(nutritional supplement), 건강기능식품 및 식품 첨가제(food additives) 등의 모든 형태를 포함한다. 상기 유형의 식품 조성물은 당 업계에 공지된 통상적인 방법에 따라 다양한 형태로 제조할 수 있다.
본 발명의 "식품"은 육류, 소시지, 빵, 초콜릿, 캔디류, 스낵류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알코올음료, 비타민 복합제, 건강 기능 식품 및 건강 식품 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 식품을 모두 포함한다.
일 예로, 상기 삼광 돌연변이 후대 계통 벼 품종 Oryza sativa Samkwang(SA)-Tfnl2은 식품 조성물의 총 중량에 대하여 0.01 내지 100 중량%, 예를 들어 1 내지 80 중량%로 포함될 수 있다. 식품이 음료인 경우에는 100㎖를 기준으로 1~30g, 예를 들어 3 ~ 20g의 비율로 포함될 수 있다. 또한, 상기 조성물은 식품 조성물에 통상 사용되어 냄새, 맛, 시각 등을 향상시킬 수 있는 추가 성분을 포함할 수 있다. 예들 들어, 비타민 A, C, D, E, B1, B2, B6, B12, 니아신(niacin), 비오틴(biotin), 폴레이트(folate), 판토텐산(panthotenic acid) 등을 포함할 수 있다. 또한, 아연(Zn), 철(Fe), 칼슘(Ca), 크롬(Cr), 마그네슘(Mg), 망간(Mn), 구리(Cu), 크륨(Cr) 등의 미네랄을 포함할 수 있다. 또한, 라이신, 트립토판, 시스테인, 발린 등의 아미노산을 포함할 수 있다. 또한, 방부제(소르빈산 칼륨, 벤조산나트륨, 살리실산, 데히드로초산나트륨 등), 살균제(표백분과 고도 표백분, 차아염소산나트륨 등), 산화방지제(부틸히드록시아니졸(BHA), 부틸히드록시톨류엔(BHT) 등), 착색제(타르색소 등), 발색제(아질산 나트륨, 아초산 나트륨 등), 표백제(아황산나트륨), 조미료(MSG 글루타민산나트륨 등), 감미료(둘신, 사이클레메이트, 사카린, 나트륨 등), 향료(바닐린, 락톤류 등), 팽창제(명반, D-주석산수소칼륨 등), 강화제, 유화제, 증점제(호료), 피막제, 검기초제, 거품억제제, 용제, 개량제 등의 식품 첨가물(food additives)을 첨가할 수 있다. 상기 첨가물은 식품의 종류에 따라 선별되고 적절한 양으로 사용된다.
한편, 상기 삼광 돌연변이 후대 계통 벼 품종 Oryza sativa Samkwang(SA)-Tfnl2을 포함하는 식품 조성물을 이용하여 다양한 식품을 제조할 수 있다.
구체적인 예로, 상기 조성물을 이용하여 농산물, 축산물 또는 수산물의 특성을 살려 변형시키는 동시에 저장성을 좋게한 가공식품을 제조할 수 있다. 이런 가공식품에는 예들 들어, 과자, 음료, 주류, 발효식품, 통조림, 우유가공식품, 육륙가공식품, 국수 등을 포함한다. 과자는 비스킷, 파이, 케익, 빵, 캔디, 젤리, 껌, 시리얼(곡물푸레이크 등의 식사대용품류 포함) 등을 포함한다. 음료는 탄산음료, 기능성이온음료, 쥬스(예들 들어, 사과, 배, 포도, 알로에, 감귤, 복숭아, 당근, 토마토 쥬스 등), 식혜 등을 포함한다. 주류는 청주, 위스키, 소주, 맥주, 양주, 과실주 등을 포함한다. 발효식품은 간장, 된장, 고추장 등을 포함한다. 통조림은 수산물 통조림(예들 들어, 참치, 고등어, 꽁치, 소라 통조림 등), 축산물 통조림(쇠고기, 돼지고기, 닭고기, 칠면조 통조림 등), 농산물 통조림(옥수수, 복숭아, 파일애플 통조림 등)을 포함한다. 우유가공식품은 치즈, 버터, 요구르트 등을 포함한다. 육류가공식품은 돈까스, 비프까스, 치킨까스, 소세지. 탕수육, 너겟류, 너비아니 등을 포함한다. 밀봉포장생면 등의 국수를 포함한다. 이 외에도 상기 조성물은 레토르트식품, 스프류 등에 사용될 수 있다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 다른 하나의 양태는 상기 삼광 돌연변이 후대 계통 벼 품종 Oryza sativa Samkwang(SA)-Tfnl2 또는 그의 종자를 포함하는 사료 조성물을 제공한다.
본 발명에서 제공하는 사료 조성물에 포함되는 삼광 돌연변이 후대 계통 벼 품종 Oryza sativa Samkwang(SA)-Tfnl2의 형태는 도정되지 않은 쌀 전체를 사용할 수도 있고, 도정을 통해 얻어진 현미, 백미 등의 형태로 사용할 수도 있으며, 상기 쌀을 마쇄하여 수득한 분말형태, 상기 쌀을 추출하여 얻어진 추출물 형태, 상기 추출물을 분획하여 얻어진 분획물 형태 등을 모두 사용할 수 있으나, 이에 특별히 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 사료 조성물은 사료 첨가제를 포함할 수 있다. 본 발명의 사료첨가제는 사료관리법상의 보조사료에 해당한다.
본 발명에서 용어, "사료"는 동물이 먹고, 섭취하며, 소화시키기 위한 또는 이에 적당한 임의의 천연 또는 인공 규정식, 한끼식 등 또는 상기 한끼식의 성분을 의미할 수 있다.
상기 사료의 종류는 특별히 제한되지 아니하며, 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 사료를 사용할 수 있다. 상기 사료의 비제한적인 예로는, 곡물류, 근과류, 식품 가공 부산물류, 조류, 섬유질류, 제약 부산물류, 유지류, 전분류, 박류 또는 곡물 부산물류 등과 같은 식물성 사료; 단백질류, 무기물류, 유지류, 광물성류, 유지류, 단세포 단백질류, 동물성 플랑크톤류 또는 음식물 등과 같은 동물성 사료를 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용되거나 2 종 이상을 혼합하여 사용될 수 있다.
본 발명에서 제공하는 삼광 돌연변이 후대 계통의 벼 품종은 매우 안정적으로 테라도 제초제 내성을 나타내면서도, 원품종인 삼광벼와 비슷한 수준의 작물학적 특성을 나타내므로, 비선택적 제초제 적용으로 잡초성 벼 및 잡초를 효과적으로 방제하여, 작물 재배를 위한 생산 노동력 절감에 기여할 수 있을 것이다.
도 1은 "Samkwang(SA)-Tfnl2" 품종과 원품종(삼광)의 테라도에 대한 내성을 비교한 결과를 나타내는 사진이다.
이하 본 발명을 실시예 및 실험예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 제초제 내성을 갖는 벼 품종의 선발
1-1. 삼광벼 돌연변이 고정계통군의 확립
국내 고품질 벼(Oryza sativa L)품종, 삼광벼에 종자에 돌연변이원으로 인산가리 완충 용액에 희석한 아지드화 나트륨 (Sodium azide; NaN3) 이 처리된 돌연변이 후대 계통들을 확보하였다. M1 식물체들로부터 1개 이삭을 수확하였으며 (M2 종자), 이후부터는 M7세대까지 계통육종법에 의거하여 세대를 진전시키면서 고정 계통을 확립하였다. 매 세대마다 각 계통 당 임성이 높은 1개 식물체를 무작위 선발하고 1수1열 방법으로 후대 계통을 전개하였다. M7 식물체 세대에서 각 계통 내 개체들이 균일한 표현형을 보여 유전적으로 고정되었다고 판단하고 총 4,518개의 계통을 확정하였다.
실시예 1-2: 제초제 내성을 갖는 벼 품종의 선발
상기 실시예 1-1에서 확정된 삼광벼 돌연변이 고정 계통군 (총 4,518 계통)을 대상으로, 비선택적 제초제인 테라도 (Terrad'or™)에 내성을 발현하는 계통들을 확보하고자 하였다.
먼저, 종자 파종은 삼광 돌연변이 종자를 계통당 50립 정도의 마른 종자를 줄뿌림을 파종한 후 3주간 육묘하였다.
다음으로, 제초제(테라도) 처리는 파종 후 3주된 유묘를 대상으로 제초제 제조사에서 제시한 권장 농도를 1/2로 희석하여 처리하되 단위 면적당 제초제 살포량은 제초제 제조사에서 제시한 살포량의 2배를 적용하였는데, 구체적으로, 제초제 판매회사에서 제시하는 살포량(120리터의 물 + 5% 테라도 500mL 희석액을 300평에 살포) 대신에 물 240리터에 5% 테라도 250mL을 가하여 수득한 희석액을 300평에 살포하였다.
다시 말해서, 10㎡ 면적을 1.2리터의 약제희석액으로 처리하는 경우, 식물체들을 충분히 도포할 수 없다고 판단되어 권장 살포량의 2배량(2.4리터/10㎡)을 이용하되, 약제량은 제조사에 제시한 약량을 기준으로 농도를 조정하여 적용한 다음, 이에 대하여 내성을 나타내는 다수의 벼 품종을 선발하였다.
다음으로, 테라도에 대하여 내성을 나타내는 다수의 벼 품종을 대상으로, 제초제 희석 농도에 따른 내성반응을 평가하기 위하여, 제초제 약해 반응이 뚜렷이 나타나는 시기인 파종 후 약 7일 후에 식물체 고사 정도를 달관으로 조사하여 제초제 희석농도에 따른 내성반응을 조사하였다.
그 결과, 비선택적 제초제인 테라도(Terrad'or™)에 대하여 가장 우수한 내성을 나타내는 돌연변이 후대계통, "Samkwang(SA)-Tfnl2"를 최종 선발하였다.
실시예 2. 제초제 내성을 갖는 Samkwang(SA)-Tfnl2 벼 품종의 선발 및 작물학적 특성 조사
실시예 2-1: 원품종과의 테라도 내성 비교
상기 실시예 1-2에서 선발된 "Samkwang(SA)-Tfnl2"의 테라도 내성을 원품종(삼광)과 비교하기 위하여, 파종 4주 된 유묘를 시험포장에 이앙하고 30일 후, 0.6X 농도로 희석된 테라도를 살포한 다음, 원품종(삼광)의 약해가 뚜렷이 나타나는 시기에 테라도에 대한 내성 정도를 평가하였다(도 1).
도 1은 "Samkwang(SA)-Tfnl2" 품종과 원품종(삼광)의 테라도에 대한 내성을 비교한 결과를 나타내는 사진이다.
도 1에서 보듯이, 원품종(삼광)은 테라도의 처리에 의해 모두 고사되었으나, "Samkwang(SA)-Tfnl2" 품종은 테라도를 처리하여도 이에 대하여 내성을 나타냄을 확인하였다.
또한 유묘기 티아페나실 내성반응을 비교하기 위해 플라스틱 상자에 약30립 정도의 종자를 파종하고 3주간 육묘 하였다. 이후 유묘를 각각 5~60μM 농도로 희석된 티아페나실 희석액에 침지하고 남일벼가 고사한 시점에 고사반응을 조사하였다. 표 1과 같이 원품종인 삼광 및 일반 품종인 남일벼가 20~30 μM 농도에서 고사한 것에 비해 "Samkwang(SA)-Tfnl2" 은 50μM 농도 범위에서도 안정적인 내성을 나타내었으며 60 μM 농도에서도 중간 정도의 내성을 나타내는 것을 확인하였다 (표 1).
| 계통명 | Tiafenacil 침지농도(μM) | |||||||||||
| 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 | 55 | 60 | |
| Samkwang(SA)-Tfnl2 | T | T | T | T | T | T | T | T | T | T | MT | MT |
| 삼광벼(WT) | T | T | T | T | T | S | S | S | S | S | S | S |
| 남일벼 | T | T | T | S | S | S | S | S | S | S | S | S |
이에, 상기 실시예 1에서 선발된 "Samkwang(SA)-Tfnl2" 품종은 티아페나실을 유효성분으로 포함하는 제초제에 대하여 매우 안정적인 내성을 나타냄을 알 수 있었다.
실시예 2-2: 작물학적 특징 분석
상기 "Samkwang(SA)-Tfnl2" 품종을 보통기 보비조건으로 국립 식량과학원 전주 시험포장에 공시하여 주요 작물학적 특성을 관찰한 결과 다음과 같은 농업형질을 가지는 것을 확인하였다.
| Samkwang(SA)-Tfnl2 | Samkwang(원품종) | |
| 출수기 | 8월 11일 | 8월 10일 |
| 간장(cm) | 72 | 72 |
| 수장(cm) | 20 | 20 |
| 수수(개) | 9 | 11 |
| 현미천립중(g) | 20.9 | 21.4 |
| 수당립수(개) | 108 | 118 |
| 정현비율(%) | 83.4 | 83.5 |
| 쌀수량(kg/10a) | 432 | 494 |
상기 표 2에서 보듯이, 상기 실시예 1에서 선발된 "Samkwang(SA)-Tfnl2" 품종과 원품종(삼광)의 작물학적 특성을 비교한 결과, 원품종(삼광)과 비슷한 작물학적 특성을 유지하고 있음을 확인하였다.
전술한 결과를 종합하면, 삼광 돌연변이 후대 계통의 벼 품종 "Samkwang(SA)-Tfnl2"은 매우 안정적으로 테라도 제초제 내성을 나타내면서도, 원품종(삼광)과 비슷한 수준의 작물학적 특성을 나타냄을 알 수 있었다.
이에, 본 발명자들은 삼광 돌연변이 후대 계통의 벼 품종 Samkwang(SA)-Tfnl2을 "Oryza sativa Samkwang(SA)-Tfnl2"으로 명명하고, 2021년 5월 11일자로 농촌진흥청 국립농업과학원에 기탁하여 수탁 번호 KACC 98107P를 부여 받았다.
이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (10)
- 티아페나실(tiafenacil)을 유효성분으로 포함하는 제초제에 대하여 내성을 나타내고, 수탁번호 KACC 98107P로 기탁된 삼광 돌연변이 후대 계통 벼 품종 Oryza sativa Samkwang(SA)-Tfnl2.
- 제1항에 있어서,
상기 제초제는 테라도(Terrad'or™)인 것인, 벼 품종 Oryza sativa Samkwang(SA)-Tfnl2.
- 제1항에 있어서,
상기 벼 품종은 하기와 같은 특성을 갖는 것인, 벼 품종 Oryza sativa Samkwang(SA)-Tfnl2:
(a) 출수기: 8월 11일±10일
(b) 간장(cm): 72±20
(c) 수장(cm): 20±10
(d) 수수(개): 9±5
(e) 현미천립중(g): 20.9±5.0
(f) 수당립수(개): 108±30
(g) 정현비율(%): 83.4±10.0
(h) 쌀수량: 432 ±150kg/10a.
- (a) 삼광벼 종자를 아지드화 나트륨 희석 용액에 침지하고, 이를 발아시켜 재배한 식물체(M1)로부터 수확한 M2 종자를 계통 육종법에 의거하여 M7 세대까지 전진시켜 고정된 돌연변이 계통을 확립하는 단계; 및.
(b) 상기 확립된 각 계통의 종자들 중 티아페나실을 유효성분으로 포함하는 제초제에 대하여 내성을 갖는 벼 품종을 선별하는 단계를 포함하는, 삼광 돌연변이 후대 계통 벼 품종 Oryza sativa Samkwang(SA)-Tfnl2의 육종방법.
- 제4항에 있어서,
상기 (a) 단계의 아지드화 나트륨 희석 용액의 농도는 10 내지 200mM인 것인, 욱종방법.
- 제4항에 있어서,
상기 (a) 단계의 침지 온도는 15 내지 35 ℃인 것인, 욱종방법.
- 제4항에 있어서,
상기 (a) 단계의 침지 시간은 1 내지 12 시간인 것인, 욱종방법.
- 제4항에 있어서,
상기 (b) 단계의 제초제는 테라도(Terrad'or™)인 것인, 욱종방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 벼 품종 또는 그의 종자를 포함하는 식품조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 벼 품종 또는 그의 종자를 포함하는 사료조성물.
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| KR1020210075723A KR20220166905A (ko) | 2021-06-10 | 2021-06-10 | 비선택 제초제 티아페나실에 내성을 갖는 벼 돌연변이 후대 계통 벼 품종 Samkwang(SA)-Tfnl2 및 이의 용도 |
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