콩[Glycine max (L.) Merril] 종실은 단백질 40% 탄수화물 35% 지방 20%와 레시틴, 이소플라본, 사포닌 등 다양한 생리활성물질을 함유하고 있다. 콩은 식품․가축 사료 및 공업용으로 널리 활용되며 있으며 전 세계적으로 생산되고 있다. 하지만 높은 활용가치를 가지고 있는 콩에는 ...
콩[Glycine max (L.) Merril] 종실은 단백질 40% 탄수화물 35% 지방 20%와 레시틴, 이소플라본, 사포닌 등 다양한 생리활성물질을 함유하고 있다. 콩은 식품․가축 사료 및 공업용으로 널리 활용되며 있으며 전 세계적으로 생산되고 있다. 하지만 높은 활용가치를 가지고 있는 콩에는 알러지 반응․소화 장애․가공적성 저하 등을 야기하는 항영양성분을 함유하고 있어 식품으로 활용 시 가열 또는 발효와 같은 가공절차가 필요하다. Lipoxygenase 단백질은 리놀레산과 리놀렌산 등의 불포화지방산의 산화 과정에 관여하여 풋내와 비린 맛과 같은 이취 (off-flavor)의 주요 원인이며 Lox1, Lox2, Lox3 유전자에 의해 조절된다. Kunitz Trypsin Inhibitor (KTI) 단백질은 단백질 분해효소 trypsin을 저해하여 소화 불량과 췌장 비대증을 야기하며 Ti 유전자에 의해 조절된다. Lectin 단백질은 당 결합 단백질로 섭취 시 장내 상피세포와 결합하여 구조 및 기능 손상과 독성으로 인해 메스꺼움, 구토, 설사 등 급성 증상을 야기하며 Le 유전자에 의해 조절된다. 7S α′ subunit 단백질은 콩의 주요 저장 단백질 globulin 중 두부 응고를 방해하고 황 함유 아미노산이 적어 가공적성과 영양적 가치 저하를 야기하는 β-conglycinin (7S)의 subunit 중 한 종류로 잠재적 알러지원이며 Cgy1 유전자에 의해 조절된다. Raffinose에 galactose가 결합된 형태의 stachyose는 단위 동물이 소화 시킬 수 없는 oligosaccharide로 장내 혐기성 미생물에 의해 분해되면서 가스를 발생시켜 복부 팽만감 증상을 야기하며 RS2 유전자는 raffinose 합성에 관여하여 stachyose의 함량에 관여한다. 콩을 활용할 때 과거에는 종자 크기나 종피색 등 주로 외관특성에 따라 품종을 선택하였지만, 시간이 지남에 따라 품질 및 가공적성을 고려하여 품종을 선택하고 있다. 현재 장류, 낫또, 두부 및 두유로 이용되는 품종은 대부분 다수성, 내병성, 내도복성에 초점을 맞춰 육종을 실시한 품종이 주로 이용되고 있지만 품질과 기능성이 개선된 품종의 이용성이 서서히 증가되고 있다. 항영양성분 중 lipoxygenase 단백질이 없는 중대립콩 품종인 “진품2호”와 lipoxygenase 단백질이 없고 난소화성당 성분인 stachyose 함량이 일반콩보다 낮고 탈립이 있는 중립콩 품종인 “진양콩”이 육성되어 제한적으로 이용되고 있다. 따라서 본 연구는 성숙 종실에서 주요 항영양성분으로 알려진 lipoxygenase, KTI, lectin 및 7S α′ subunit 등 4가지 단백질이 모두 없으며 stachyose의 함량이 낮은 penta null 유전자형 (lox1lox2lox3tilecgy1rs2)을 가진 중립 노란콩 계통을 육종하기 위하여 실시되었다.
콩[Glycine max (L.) Merril] 종실은 단백질 40% 탄수화물 35% 지방 20%와 레시틴, 이소플라본, 사포닌 등 다양한 생리활성물질을 함유하고 있다. 콩은 식품․가축 사료 및 공업용으로 널리 활용되며 있으며 전 세계적으로 생산되고 있다. 하지만 높은 활용가치를 가지고 있는 콩에는 알러지 반응․소화 장애․가공적성 저하 등을 야기하는 항영양성분을 함유하고 있어 식품으로 활용 시 가열 또는 발효와 같은 가공절차가 필요하다. Lipoxygenase 단백질은 리놀레산과 리놀렌산 등의 불포화지방산의 산화 과정에 관여하여 풋내와 비린 맛과 같은 이취 (off-flavor)의 주요 원인이며 Lox1, Lox2, Lox3 유전자에 의해 조절된다. Kunitz Trypsin Inhibitor (KTI) 단백질은 단백질 분해효소 trypsin을 저해하여 소화 불량과 췌장 비대증을 야기하며 Ti 유전자에 의해 조절된다. Lectin 단백질은 당 결합 단백질로 섭취 시 장내 상피세포와 결합하여 구조 및 기능 손상과 독성으로 인해 메스꺼움, 구토, 설사 등 급성 증상을 야기하며 Le 유전자에 의해 조절된다. 7S α′ subunit 단백질은 콩의 주요 저장 단백질 globulin 중 두부 응고를 방해하고 황 함유 아미노산이 적어 가공적성과 영양적 가치 저하를 야기하는 β-conglycinin (7S)의 subunit 중 한 종류로 잠재적 알러지원이며 Cgy1 유전자에 의해 조절된다. Raffinose에 galactose가 결합된 형태의 stachyose는 단위 동물이 소화 시킬 수 없는 oligosaccharide로 장내 혐기성 미생물에 의해 분해되면서 가스를 발생시켜 복부 팽만감 증상을 야기하며 RS2 유전자는 raffinose 합성에 관여하여 stachyose의 함량에 관여한다. 콩을 활용할 때 과거에는 종자 크기나 종피색 등 주로 외관특성에 따라 품종을 선택하였지만, 시간이 지남에 따라 품질 및 가공적성을 고려하여 품종을 선택하고 있다. 현재 장류, 낫또, 두부 및 두유로 이용되는 품종은 대부분 다수성, 내병성, 내도복성에 초점을 맞춰 육종을 실시한 품종이 주로 이용되고 있지만 품질과 기능성이 개선된 품종의 이용성이 서서히 증가되고 있다. 항영양성분 중 lipoxygenase 단백질이 없는 중대립콩 품종인 “진품2호”와 lipoxygenase 단백질이 없고 난소화성당 성분인 stachyose 함량이 일반콩보다 낮고 탈립이 있는 중립콩 품종인 “진양콩”이 육성되어 제한적으로 이용되고 있다. 따라서 본 연구는 성숙 종실에서 주요 항영양성분으로 알려진 lipoxygenase, KTI, lectin 및 7S α′ subunit 등 4가지 단백질이 모두 없으며 stachyose의 함량이 낮은 penta null 유전자형 (lox1lox2lox3tilecgy1rs2)을 가진 중립 노란콩 계통을 육종하기 위하여 실시되었다.
Soybean [Glycine max (L.) Merril] is the major food sources for protein and oil. The use of soybean proteins has been expanded in the soy milk, tofu, miso, soy sauce, and natto due to their excellent nutritional and health benefits. Medium seed size and yellow seed coat color are desirable for soybe...
Soybean [Glycine max (L.) Merril] is the major food sources for protein and oil. The use of soybean proteins has been expanded in the soy milk, tofu, miso, soy sauce, and natto due to their excellent nutritional and health benefits. Medium seed size and yellow seed coat color are desirable for soybean food industry. However, antinutritional factors in the raw mature small seed like as lipoxygenase, Kunitz Trypsin Inhibitor (KTI), lectin, 7S α′ subunit proteins and stachyose are exist. Genetic elimination or reduction of those components will be needed in soybean breeding. The objective of this research was to improve F2 and F4 yellow soybean lines with medium seed size and penta null (lox1lox2lox3tilecgy1rs2) genotype. Two different breeding populations were created. Presence and absence of lipoxygenase and 7S α′ subunit protein was detected by SDS electrophoresis. KTI and lectin protein were detected by Western Blot technique. Content of stachyose in mature seed was detected by HPLC. One strain (line name:64) was developed from the cross of 19R and 19A. 64 line has the penta null (lox1lox2lox3tilecgy1rs2) genotype (absence of lipoxygenase, KTI, lectin, 7S α′ subunit protein and low content of stachyose), yellow seed coat and hilum, stem length of 43cm and medium seed size (18.7g/100 seeds). Among 166 F2 plants derived from the cross of 19P and 20J, 6 F2 plants with tetra null (lox1lox2lox3tilers2) genotype (absence of lipoxygenase, KTI, and lectin protein, low content of stachyose in mature seed) and elite agronomic traits. Among 6 F2 lines, one strain (line name:81) with penta null genotype was selected. Color of seed coat and hilum for 81 F2 line was yellow. The 100-seed weight of 81 F2 line was 24.1g and stem length was 45cm. These two strains developed through this study will be used to improve new yellow soybean cultivars for medium seed size and high quality and functionality.
Soybean [Glycine max (L.) Merril] is the major food sources for protein and oil. The use of soybean proteins has been expanded in the soy milk, tofu, miso, soy sauce, and natto due to their excellent nutritional and health benefits. Medium seed size and yellow seed coat color are desirable for soybean food industry. However, antinutritional factors in the raw mature small seed like as lipoxygenase, Kunitz Trypsin Inhibitor (KTI), lectin, 7S α′ subunit proteins and stachyose are exist. Genetic elimination or reduction of those components will be needed in soybean breeding. The objective of this research was to improve F2 and F4 yellow soybean lines with medium seed size and penta null (lox1lox2lox3tilecgy1rs2) genotype. Two different breeding populations were created. Presence and absence of lipoxygenase and 7S α′ subunit protein was detected by SDS electrophoresis. KTI and lectin protein were detected by Western Blot technique. Content of stachyose in mature seed was detected by HPLC. One strain (line name:64) was developed from the cross of 19R and 19A. 64 line has the penta null (lox1lox2lox3tilecgy1rs2) genotype (absence of lipoxygenase, KTI, lectin, 7S α′ subunit protein and low content of stachyose), yellow seed coat and hilum, stem length of 43cm and medium seed size (18.7g/100 seeds). Among 166 F2 plants derived from the cross of 19P and 20J, 6 F2 plants with tetra null (lox1lox2lox3tilers2) genotype (absence of lipoxygenase, KTI, and lectin protein, low content of stachyose in mature seed) and elite agronomic traits. Among 6 F2 lines, one strain (line name:81) with penta null genotype was selected. Color of seed coat and hilum for 81 F2 line was yellow. The 100-seed weight of 81 F2 line was 24.1g and stem length was 45cm. These two strains developed through this study will be used to improve new yellow soybean cultivars for medium seed size and high quality and functionality.
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