[논문]국내외에서 수집된 토마토에서 당도, 산도, 카로티노이드 색소의 유전변이에 관한 연구

손초이; 정유진; 이인혜; 경정호; 이장수; 강권규

doi:10.7732/kjpr.2011.24.2.195

국내외에서 수집된 토마토에서 당도, 산도, 카로티노이드 색소의 유전변이에 관한 연구
Studies on Genetic Variation of Soluble Solids, Acidity and Carotenoid Contents in Tomato Fruits from Germplasm 원문보기

韓國資源植物學會誌 = Korean journal of plant resources, v.24 no.2, 2011년, pp.195 - 199

손초이 (한경대학교 원예학과) , 정유진 (한경대학교 유전공학연구소) , 이인혜 (한경대학교 원예학과) , 경정호 (한경대학교 원예학과) , 이장수 (동원종묘(주)) , 강권규 (한경대학교 원예학과)

초록
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토마토는 세계적으로 매우 중요한 과채류로서, 과실 내에 카로티노이드의 함량이 많아 항암효과, 노화방지 및 비타민이 풍부하다고 알려져 있다. 본 연구에서는 국내외로 부터 수집한 토마토 유전자원 771계통을 대상으로 과색, 과형, 과중, pH, 산도 및 당도 등 주요형질의 분포를 분석하였다. 과색의 분포는 적색과가 약 85%을 차지하며, 복숭아색, 황색, 녹, 오랜지, 백색, 흑색순을 보였다. 과형은 편구가 46%, 정구가 27% 등 다양한 형태로 나타났으며, 과즙당도의 분포범위는 최소 2,2%부터 11,5%까지로 평균 5.6%이었다. 또한 과즙의 산도 분포 범위는 최소 0.124%부터 최대 1.665%까지로, 평균치는 0.881%이었다. 과육중의 라이코핀 함량의 분포범위는 최소 0.0 ${\mu}g/g$부터 80.4 ${\mu}g/g$까지로 평균 43.3 ${\mu}g/g$이었으며, ${\beta}$-카로틴 함량은 최소 1.8 ${\mu}g/g$부터 최대 48.8 ${\mu}g/g$까지로 평균치는 10.8 ${\mu}g/g$이었다. 수집 유전자원의 주요 형질간 상관는 당도와 산도, 산도와 pH, pH와 라이코핀, 라이코핀과 ${\beta}$-카로틴 등이 높은 상관관계를 보였다. 이상의 결과로부터 주요 형질이 높은 유전자원을 이용하여, 고당함유 품종육성, 고 색소함유 품종육성 등 고기능성 토마토 품종육성에 크게 기여 할 것이라고 생각된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Tomato (Lycopersicon esculentum M.) is one of the most important crops to the fresh vegetable market and the food processing industry. To evaluate genetic variation in tomato fruits, major characteristics such as soluble solids, acidity and carotenoid contents were analyzed for 771 genetic resource lines. Lines in red color was about 85% which is the largest one followed by peach color, yellow, green, orange, and black. The sweetness of juice ranged from 2.2 to 11.5% (in brix), the average being 5.6%. The acidity ranged from 0.124% to 1.665%, and the average was 0.881%. The lycopine contents was up to 80.4 ${\mu}g/g$, and 43.4 ${\mu}g/g$ in average. ${\beta}$-carotine ranged 1.8 to 48.8 ${\mu}g/g$ and it average was 10.8 ${\mu}g/g$. Statistical analysis indicates that there is coefficient of correlation between acidity and sweetness, acidity and pH, pH and lycopine, lycopine and ${\beta}$-carotine. It is expected that the result of this study can be used for breeding more competitive species with respect to contents in sugar or functional chemicals from the selected characteristic species.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

Lee, 1984) 등이 보고되었다. 본 연구에서는 국내외에서 수집한 토마토 유전자원들의 당도, 산도, 카로티노이드 색소 등의 과실특성을 조사하여, 고품질 토마토 품종 육성을 위한 육종 소재로서의 가능성을 알아보고자 한다

제안 방법

카로테노이드 색소의 정량은 Park et al.(1997)이 보고한 방법을 수정하여 사용하였다. 동결샘플을 실온에 해동하여 믹서기로 마쇄한 후, 여액을 4℃에서 원심분리(7,000 rpm, 15 min)한 후, 침전물만을 회수하여 실온에서 증류수로 용해시켜, 일정량의 Acetone 첨가하여 색소성분을 추출 여과하였다.
2006년부터 한경대학교 원예학과 유전 육종실에서 국내외로부터 수집한 토마토 유전자원 중에서 근연 야생종을 포함하여 771점을 공시하였다. 2009년 3월 28일 파종하고, 16공 연결포트에 육묘 후, 5월 15일 포장에 60 cm x 40 cm의 재배밀도로서 정식하였다. 재배는 노지지주재배로 하고, 비배관리는 농촌진흥청 원예연구소 토마토 표준재배법으로 하였다.
총 카로테노이드 함량은 diethyl ether를 Control 용매로 사용하여 UV-vis spectrophotometer (Shimadzu UV-160A, Tokyo, Japan) 460 nm에서 측정하여 계산하였다. 각 분석에서 당도, 산도, pH는 2회, 카로테노이드 색소는 4회 측정하여 평균치를 구하였다.
본 연구에서는 국내외로부터 수집한 토마토 유전자원 771계통을 대상으로 과색, 과형, 과중, pH, 산도 및 당도 등 주요형질의 분포를 분석하였다.
총 카로테노이드 함량은 diethyl ether를 Control 용매로 사용하여 UV-vis spectrophotometer (Shimadzu UV-160A, Tokyo, Japan) 460 nm에서 측정하여 계산하였다.

대상 데이터

2006년부터 한경대학교 원예학과 유전 육종실에서 국내외로부터 수집한 토마토 유전자원 중에서 근연 야생종을 포함하여 771점을 공시하였다.

이론/모형

재배는 노지지주재배로 하고, 비배관리는 농촌진흥청 원예연구소 토마토 표준재배법으로 하였다.

성능/효과

통상적으로 재배되고 있는 토마토 생식용 품종의 경우 과실내 라이코핀 함량이 20~30 μg/g 정도로 알려져 있다(Grame, 1983). 과색과의 관계를 보면 백색, 녹색 및 황색에서는 리이코핀 함량이 매우 낮고, 라이코핀 함량이 높은 계통은 거의 대부분이 적색과로 나타났다. 과육중에 β-카로틴 함량은 최소 1.
수집 유전자원에 있어서 과색, 과형, 과중, 과형이층, pH, 산도 및 당도 등 주요형질의 분포도를 살펴보면 Table 2와 같다. 과색의 분포는 적색과가 약 85%을 차지하며, 복숭아색, 황색, 녹, 오랜지, 백색, 흑색순을 보였다. 수집한 지역이 유럽, 미국, 중국, 한국 등에 국한되어 적색과을 선호하기 때문에 많이 수집되었을 것으로 생각되며, 녹색과는 근연야생종으로 L.
반대로 거의 상관 관계가 없는 형질들은 당도와 라이코핀, 산도와 β-카로틴, pH와 β-카로틴이었다. 또한 당도와 과중과의 관계에서 부의 상관관계를 보였으며, 이는 대과에서도 고당도 함유 품종을 육성 할 수 있음을 시사한다. 따라서 몇몇 토마토 육종가들은 고당도 함유 토마토 육성을 위한 일환으로 먼저 중과 계통을 선정하여 순환 선발법에 의해 고당도 계통을 선발하고 있다.
수집 유전자원의 주요 형질간 상관는 당도와 산도, 산도와 pH, pH와 라이코핀, 라이코핀과 β-카로틴 등이 높은 상관관계를 보였다.
국내외로부터 수집한 771계통의 토마토 type, 화방형, 엽형, 엽색 제1화방의 위치 및 수집지역에 대하여 알아본 결과 Table 1과 같다. 수집한 지역은 농촌진흥청 및 순천, 부여, 포천, 옥천, 경기도광주 등으로부터 291점, 독일, 터키, 프랑스 등 유럽지역으로부터 261점, 미국 지역으로부터 49점, 중국 154점 및 일본 116점을 수집하여 분석한 결과 청과용 유한생장형 12점, 장명반유한생장형 27점, 장명무한생장형 17점, 무한 생장형 470점, 유한생장형 140점, 주지 유한, 측지무한생장형 15점, 방울토마토 270점점, 송이토마토 110점, 야생형토마토 7점, 대목용토마토 5점 등으로 나타났다. 또한 화방형은 단순 화방형, 엽색은 녹색, 제일화방의 위치는 4-6 internode 등이 가장 많았다.
과색의 분포는 적색과가 약 85%을 차지하며, 복숭아색, 황색, 녹, 오랜지, 백색, 흑색순을 보였다. 수집한 지역이 유럽, 미국, 중국, 한국 등에 국한되어 적색과을 선호하기 때문에 많이 수집되었을 것으로 생각되며, 녹색과는 근연야생종으로 L. pervia-num이었다. 과형을 살펴보면 여러 가지 형태를 볼 수 있었으며, 편구가 46%, 정구가 27% 등으로 나타났다.
과색과의 관계에서는 오랜지색을 보이는 계통에서 높게 나타났다. 토마토 수집 유전자원의 주요 형질평가 결과로부터 산도, 당도 및 카로테노이드의 함량에서 다양한 변이가 탐색되어, 우수품종 육성을 위한 육종소재를 선발 할 수 있었다. 산도와 당도 및 카로테노이드는 과실 품질을 결정짓는 중요한 요인으로 많은 연구자들이 각 형질에 대한 유전성 및 생리적 특성이 잘 알려져 있다(Jones and Scott, 1983; Larry and Joanne, 2007).

후속연구

수집 유전자원의 주요 형질간 상관는 당도와 산도, 산도와 pH, pH와 라이코핀, 라이코핀과 β-카로틴 등이 높은 상관관계를 보였다. 이상의 결과로부터 주요 형질이 높은 유전자원을 이용하여, 고당함유 품종육성, 고 색소함유 품종육성 등 고기능성 토마토 품종육성에 크게 기여 할 것이라고 생각된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	우리나라 토마토 재배면적은 얼마인가?	남아메리카의 서부고원지대가 원산지이며, 우리나라에 도입은 1614년대일 것으로 추측하고 있다. 우리나라 토마토 재배면적은 약 6,188 ha, 생산량은 약 40만톤, 생산액은 약 5,778억원의 규모이다. 토마토 1인당 소비량은 9.
	토마토의 원산지로 알려진 곳은 어디인가?	토마토의 원산지는 남미의 서부 고원지대로 알려지고 있다. 토마토(tomato, Lycopersicon esculentum MILL)는 가지과 식물로 열대에서는 다년생이지만 온대지역에서는 1년생 식물로 재배된다.
	국내외로 수입된 토마노의 과색, 과형, 과중, pH, 산도 및 당도 등 주요형질의 분포를 분석한 결과는 무엇인가?	본 연구에서는 국내외로 부터 수집한 토마토 유전자원 771계통을 대상으로 과색, 과형, 과중, pH, 산도 및 당도 등 주요형질의 분포를 분석하였다. 과색의 분포는 적색과가 약 85%을 차지하며, 복숭아색, 황색, 녹, 오랜지, 백색, 흑색순을 보였다. 과형은 편구가 46%, 정구가 27% 등 다양한 형태로 나타났으며, 과즙당도의 분포범위는 최소 2,2%부터 11,5%까지로 평균 5.6%이었다. 또한 과즙의 산도 분포 범위는 최소 0.124%부터 최대 1.665%까지로, 평균치는 0.881%이었다. 과육중의 라이코핀 함량의 분포범위는 최소 0.0 ${\mu}g/g$부터 80.4 ${\mu}g/g$까지로 평균 43.3 ${\mu}g/g$이었으며, ${\beta}$-카로틴 함량은 최소 1.8 ${\mu}g/g$부터 최대 48.8 ${\mu}g/g$까지로 평균치는 10.8 ${\mu}g/g$이었다. 수집 유전자원의 주요 형질간 상관는 당도와 산도, 산도와 pH, pH와 라이코핀, 라이코핀과 ${\beta}$-카로틴 등이 높은 상관관계를 보였다. 이상의 결과로부터 주요 형질이 높은 유전자원을 이용하여, 고당함유 품종육성, 고 색소함유 품종육성 등 고기능성 토마토 품종육성에 크게 기여 할 것이라고 생각된다.

참고문헌 (17)

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김미정, 김지은, 신은연. 2002. 방울토마토의 계절별 당도 조사 연구. 비슬론집 11:625-631.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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