우수자원 선발을 위한 수수(Sorghum bicolor L.) 유전자원의 특성평가 Evaluation of Crop Characteristics of Sorghum (Sorghum bicolor L.) Germplasm for the Selection of Excellent Resources원문보기
기계수확에 적합하고 고기능성 유전자원을 선발하여 중부지역에 재배품종자원으로 공급하기 위하여 수수 100 자원을 공시하여 실시한 시험결과는 다음과 같다. 황금찰과 남풍찰을 대조 품종으로 하여 수집된 수수 100 자원의 작물학적 특성을 검정한 결과 출수소요일은 68~94일의 변이로 변이가 컸으며, 이삭형태는 7종류의 형태로 중간형이 가장 많이 나타났다. 간장은 70~429 ㎝의 변이로 변이 폭이 컸으며, 평균 260 ㎝였고, 100~150 ㎝가 31%로 최빈수였다. 이삭길이는 17~44.4 ㎝의 변이를 보였으며, 평균은 28.8 ㎝였다. 경태는 16.6~29.7 ㎜의 변이로 변이 폭이 컸으며, 평균은 21.4 ㎜였고, 엽수는 6.3~20개의 변이로 변이 폭이 컸으며, 평균은 11.4개였다. 천립중은 14.55~32.54 g의 변이로 변이 폭이 컸으며, 평균은 22.14 g이었고, 이삭당 수량은 18.32~44.96 g의 변이로 변이 폭이 컸으며, 평균은 30.74 g이었다. 작물학적 특성 검정을 통해 기계수확에 적합한 150 ㎝ 이하의 단간종이며, 이삭당 수량이 대조품종보다 높은 33.63 g 이상인 18 유전자원을 선발하였다. 선발된 18 유전자원 중 기능성물질 함량이 높은 자원 선발을 위하여 총 폴리페놀 함량, 전자공여능 및 총 안토시아닌 함량을 분석한 결과, 총 폴리페놀 함량은 대조품종인 황금찰은 174.08 ㎍ GAE/g이었으며, 남풍찰은 292.30 ㎍ GAE/g이었고, DS017, DS019, DS020, DS027, DS066이 대조품종인 남풍찰보다 함량이 높았다. 전자공여능은 대조품종인 황금찰이 26.25%였으며, 남풍찰은 33.65%였고, DS017, DS019, DS020, DS027, DS066, DS068, DS236이 대조품종인 남풍찰보다 소거능이 높거나 유사하였다. 총 안토시아닌 함량은 대조품종인 황금찰은 49.22 ㎍/g이었으며, 남풍찰은 51.52 ㎍/g이었고, DS488, DS428이 대조품종인 남풍찰과 황금찰보다 함량이 높거나 유사하였다. 그리고 항산화능과 항산화 성분과의 상관관계를 선형회귀분석 한 결과, 총 폴리페놀 함량과 DPPH radical 소거능 사이에 99.9% 수준으로 R=0.922의 높은 상관관계가 나타나 총 폴리페놀 함량이 높을수록 DPPH radical 소거능이 증가함을 알 수 있었다. 작물학적 특성 검정과 기능성물질 함량분석을 통하여 기계수확에 적합한 단간종이며, 이삭당 수량이 높고, 기능성물질 함량이 높은 DS017, DS019, DS020, DS027, DS066 5자원을 선발하였다.
기계수확에 적합하고 고기능성 유전자원을 선발하여 중부지역에 재배품종자원으로 공급하기 위하여 수수 100 자원을 공시하여 실시한 시험결과는 다음과 같다. 황금찰과 남풍찰을 대조 품종으로 하여 수집된 수수 100 자원의 작물학적 특성을 검정한 결과 출수소요일은 68~94일의 변이로 변이가 컸으며, 이삭형태는 7종류의 형태로 중간형이 가장 많이 나타났다. 간장은 70~429 ㎝의 변이로 변이 폭이 컸으며, 평균 260 ㎝였고, 100~150 ㎝가 31%로 최빈수였다. 이삭길이는 17~44.4 ㎝의 변이를 보였으며, 평균은 28.8 ㎝였다. 경태는 16.6~29.7 ㎜의 변이로 변이 폭이 컸으며, 평균은 21.4 ㎜였고, 엽수는 6.3~20개의 변이로 변이 폭이 컸으며, 평균은 11.4개였다. 천립중은 14.55~32.54 g의 변이로 변이 폭이 컸으며, 평균은 22.14 g이었고, 이삭당 수량은 18.32~44.96 g의 변이로 변이 폭이 컸으며, 평균은 30.74 g이었다. 작물학적 특성 검정을 통해 기계수확에 적합한 150 ㎝ 이하의 단간종이며, 이삭당 수량이 대조품종보다 높은 33.63 g 이상인 18 유전자원을 선발하였다. 선발된 18 유전자원 중 기능성물질 함량이 높은 자원 선발을 위하여 총 폴리페놀 함량, 전자공여능 및 총 안토시아닌 함량을 분석한 결과, 총 폴리페놀 함량은 대조품종인 황금찰은 174.08 ㎍ GAE/g이었으며, 남풍찰은 292.30 ㎍ GAE/g이었고, DS017, DS019, DS020, DS027, DS066이 대조품종인 남풍찰보다 함량이 높았다. 전자공여능은 대조품종인 황금찰이 26.25%였으며, 남풍찰은 33.65%였고, DS017, DS019, DS020, DS027, DS066, DS068, DS236이 대조품종인 남풍찰보다 소거능이 높거나 유사하였다. 총 안토시아닌 함량은 대조품종인 황금찰은 49.22 ㎍/g이었으며, 남풍찰은 51.52 ㎍/g이었고, DS488, DS428이 대조품종인 남풍찰과 황금찰보다 함량이 높거나 유사하였다. 그리고 항산화능과 항산화 성분과의 상관관계를 선형회귀분석 한 결과, 총 폴리페놀 함량과 DPPH radical 소거능 사이에 99.9% 수준으로 R=0.922의 높은 상관관계가 나타나 총 폴리페놀 함량이 높을수록 DPPH radical 소거능이 증가함을 알 수 있었다. 작물학적 특성 검정과 기능성물질 함량분석을 통하여 기계수확에 적합한 단간종이며, 이삭당 수량이 높고, 기능성물질 함량이 높은 DS017, DS019, DS020, DS027, DS066 5자원을 선발하였다.
The aim of this study is to select the superior resources of high yield, high content of functional material optimal to mechanical harvesting by the evaluation of crop growth and yield characteristics in sorghum germplasm. One hundred accessions of sorghum germplasm were used in this experiment. Day...
The aim of this study is to select the superior resources of high yield, high content of functional material optimal to mechanical harvesting by the evaluation of crop growth and yield characteristics in sorghum germplasm. One hundred accessions of sorghum germplasm were used in this experiment. Days from seeding to heading date showed the range from 68 to 94 days with the highest frequency proportion was the group from 80 to 85 days, which occupied 34% (34 plant resources) of 100 germplasm. Ear types of 100 sorghum germplasm could be classified as 7 types of broom-tillering, half broom-tillering, extreme open-loose type, open-loose type, intermediate type, compact type, extreme-compact type of which intermediate type was the highest ratio of 28% (28 plant resources) of 100 germplasm. Yield showed the range from 106 to 365 ㎏/10a with the highest frequency proportion of it was the group from 150 to 200 ㎏/10a, which occupied 44% (44 plant resources) of 100 germplasm. Among 100 sorghum germplasm, 18 ideal resources of high yield and short plant height appropriate for mechanical harvesting were selected. In order to evaluate high content of functional substance, selected 18 resources were analyzed for total polyphenol content, DPPH radical scavenging activity and total anthocyanin content. Finally, we selected 5 resources of short plant height, high yield, high content of total polyphenol and high DPPH radical scavenging activity among 18 genetic resources.
The aim of this study is to select the superior resources of high yield, high content of functional material optimal to mechanical harvesting by the evaluation of crop growth and yield characteristics in sorghum germplasm. One hundred accessions of sorghum germplasm were used in this experiment. Days from seeding to heading date showed the range from 68 to 94 days with the highest frequency proportion was the group from 80 to 85 days, which occupied 34% (34 plant resources) of 100 germplasm. Ear types of 100 sorghum germplasm could be classified as 7 types of broom-tillering, half broom-tillering, extreme open-loose type, open-loose type, intermediate type, compact type, extreme-compact type of which intermediate type was the highest ratio of 28% (28 plant resources) of 100 germplasm. Yield showed the range from 106 to 365 ㎏/10a with the highest frequency proportion of it was the group from 150 to 200 ㎏/10a, which occupied 44% (44 plant resources) of 100 germplasm. Among 100 sorghum germplasm, 18 ideal resources of high yield and short plant height appropriate for mechanical harvesting were selected. In order to evaluate high content of functional substance, selected 18 resources were analyzed for total polyphenol content, DPPH radical scavenging activity and total anthocyanin content. Finally, we selected 5 resources of short plant height, high yield, high content of total polyphenol and high DPPH radical scavenging activity among 18 genetic resources.
따라서 본 시험은 수수 유전자원의 수집, 평가를 통한 우수 유전자원의 탐색과 재발굴을 통하여 중부지방에서 기계수확에 적합한 단간종이면서 고수량성은 물론 고기능성 물질 함유 유전자원을 선발하여 수수 품종 개발의 기초자료로 활용하고자 실시하였다.
제안 방법
재배방법은 고휴 비닐멀칭 재배로 표준 재식거리인 휴폭 60 ㎝ × 주간 20 ㎝로 하였고, 시비는 표준시비량인 질소-인산-칼리 15-5-15 ㎏/10a를 시비하였다. 파종은 2015년 5월 15일에 트레이 파종을 실시하였고, 3주간 육묘하여 2015년 6월 5일 이식하였으며, 정확한 수량성 조사를 위하여 방조망을 설치하여 새 피해를 방지하였다.
전자공여능 측정은 DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl)가 안정된 radical로 보라색을 띄고 있지만 항산화가 활성화 되면 노란색으로 변하는 것을 이용한 Blois (1958)의 방법을 약간 변형하여 수행하였다. 분쇄시료 0.
총 폴리페놀 함량 분석은 페놀성물질인 phosphomolybdic acid와 반응하면 청남색으로 변화하는 것을 이용한 Folin-Ciocalteu (Dewanto et al., 2002) 방법을 변형하여 수행하였다. 분쇄시료 0.
본 시험에 사용된 100자원의 생육특성은 Table 3과 같으며, 생육특성 조사는 국립농업유전자원센터의 수수 유전자원 생육 특성 조사기준을 사용하였다. 출수소요일은 1구에서 이삭이 50%가 출수한 날까지를 출수소요일로 하였고, 이삭의 모양은 극산수형, 산수형, 중간형, 밀수형, 극밀수형, 반소경수수, 소경수수로 이삭형태를 구분하였다. 간장은 지면에서 이삭목까지의 길이를 측정하였으며, 이삭길이는 이삭이 있는 부분의 길이를 측정하였다.
재배방법은 고휴 비닐멀칭 재배로 표준 재식거리인 휴폭 60 ㎝ × 주간 20 ㎝로 하였고, 시비는 표준시비량인 질소-인산-칼리 15-5-15 ㎏/10a를 시비하였다. 파종은 2015년 5월 15일에 트레이 파종을 실시하였고, 3주간 육묘하여 2015년 6월 5일 이식하였으며, 정확한 수량성 조사를 위하여 방조망을 설치하여 새 피해를 방지하였다.
대상 데이터
본 시험은 2015년 경기도 안성시 공도읍 마정리 425-1에 위치한 시험포장에서 수행하였다. 사용 수수 유전자원은 경기도 수집 25 자원, 충청남도 수집 9 자원, 충청북도 수집 15 자원, 경상남도 수집 9 자원, 강원도 수집 25 자원, 인천광역시 수집 8 자원, 중국 동북3성 수집 9 자원으로 총 100 자원을 사용하였으며, 대조품종으로는 농촌진흥청 국립식량과학원에서 육성한 황금찰과 남풍찰을 사용하였다(Table 1).
본 시험은 2015년 경기도 안성시 공도읍 마정리 425-1에 위치한 시험포장에서 수행하였다. 사용 수수 유전자원은 경기도 수집 25 자원, 충청남도 수집 9 자원, 충청북도 수집 15 자원, 경상남도 수집 9 자원, 강원도 수집 25 자원, 인천광역시 수집 8 자원, 중국 동북3성 수집 9 자원으로 총 100 자원을 사용하였으며, 대조품종으로는 농촌진흥청 국립식량과학원에서 육성한 황금찰과 남풍찰을 사용하였다(Table 1).
데이터처리
, Ver. 9.2, Clay, NC, USA)를 이용하여, 생육특성과 기능성 물질의 함량은 DMRT분석을 실시하였고, 기능성 물질간의 상관관계는 선형회귀분석을 실시하였다.
통계분석은 모든 실험은 3반복으로 수행하였으며, 통계분석은 SAS (SAS Institute Inc., Ver. 9.
이론/모형
본 시험에 사용된 100자원의 생육특성은 Table 3과 같으며, 생육특성 조사는 국립농업유전자원센터의 수수 유전자원 생육 특성 조사기준을 사용하였다. 출수소요일은 1구에서 이삭이 50%가 출수한 날까지를 출수소요일로 하였고, 이삭의 모양은 극산수형, 산수형, 중간형, 밀수형, 극밀수형, 반소경수수, 소경수수로 이삭형태를 구분하였다.
우수 유전자원 선발 기준은 기계수확에 적합한 농촌진흥청 발간 한국재래수수 유전자원 특성집의 단간종 기준인 150 ㎝ 이하로 하였으며, 이삭당 수량은 대조품종보다 높은 33.63 g 이상인 것을 기준으로 하였다.
성능/효과
0 ㎝였다. 간장의 분포는 100~150 ㎝의 계급치가 31% (31자원)로 최빈수였고, 그 다음은 300~350 ㎝의 계급치로 27% (27자원)로 많았고, 150 ㎝ 이하인 단간종 유전자원은 총 33 자원이었다(Fig. 7).
경태의 선발목표는 경태가 굵을수록 도복에 강하여 경태가 굵은 것을 이상형으로 하였으며, 대조품종인 황금찰은 22.9 ㎜, 남풍찰은 22.6 ㎜였으며, 본 시험에서 사용한 수수 100자원의 경태는 16.6~29.7 ㎜의 변이로 변이 폭이 컸으며, 평균은 21.4 ㎜였다. 경태의 분포는 18~21 ㎜의 계급치가 41% (41자원)로 최빈수였고, 그 다음으로 21~24 ㎜ 계급치가 35% (35자원)로 많았다(Fig.
유전자원 100 자원과 대조품종 간 이삭길이의 차이는 황금찰보다 짧은 유전자원은 23 자원이었으며, 황금찰과 남풍찰 사이의 유전자원은 30 자원이었고, 대조품종보다 긴 유전자원은 47 자원이었다. 그리고 중국 도입 유전자원 9 자원의 이삭길이는 17.3~36.7 ㎝의 변이를 보였으며, 평균은 26.2 ㎝로 나타났다.
유전자원 100 자원과 대조품종 간 이삭당 수량의 차이는 남풍찰보다 작은 유전자원은 56 자원이었으며, 대조품종보다 크거나 같은 유전자원은 43 자원이었다. 그리고 중국 도입 유전자원 9 자원의 이삭당 수량은 24.86~41.12 g의 변이를 보였으며, 평균은 33.30 g으로 나타났다.
천립중의 선발목표는 립중이 무거울수록 발아율이 높아 무거운 것을 이상형으로 설정하였다. 대조품종인 황금찰은 22.53 g, 남풍찰은 23.14 g 이었으며, 본 시험에서 사용한 수수 100자원의 천립중은 14.55~32.54 g의 변이로 변이 폭이 컸으며, 평균은 22.14 g이었다. 천립중의 분포는 21~25 g의 계급치가 38% (38자원)로 최빈수였고, 그 다음으로 17~21 g 계급치가 26% (26자원)로 많았다(Fig.
0 ㎝였다. 본 시험에서 사용한 수수 100 자원의 간장은 70~429 ㎝의 변이로 변이 폭이 컸으며, 평균은 260.0 ㎝였다. 간장의 분포는 100~150 ㎝의 계급치가 31% (31자원)로 최빈수였고, 그 다음은 300~350 ㎝의 계급치로 27% (27자원)로 많았고, 150 ㎝ 이하인 단간종 유전자원은 총 33 자원이었다(Fig.
57 g이었다. 본 시험에서 사용한 수수 100 자원의 이삭당 수량은 18.32~44.96 g의 변이로 변이 폭이 컸으며, 평균은 30.74 g이었다. 이삭당 수량의 분포는 26~30 g의 계급치가 24% (24자원)로 최빈수였고, 33.
본 시험에서 사용한 수수 100 자원의 이삭형태는 밀수형, 중간형, 소경수수형 등 총 7종류의 형태가 관찰되었으며(Fig. 5), 중간형이 22% (22자원)로 최빈수였다.
출수소요일과 관련한 선발목표는 경지이용률향상을 위해 2모작 작부체계에 적합한 조기출수를 이상형으로 하였으며, 대조품종인 황금찰은 68일, 남풍찰은 73일이 소요되었다. 본 시험에서 사용한 수수 100 자원의 출수요일은 68~94일의 변이로 변이 폭이 컸으며, 평균은 79.3일이었다. 출수소요일의 분포는 80~85일의 계급치가 34% (34자원)로 최빈수였고, 출수소요일이 60~70일로 빠른 13 자원도 있어 활용할 필요가 있었으며, 90~95일의 계급치가 6% (6자원)로 가장 낮았으며, 나머지 출수 소요일간에는 큰 차이가 없었다(Fig.
사용한 수수 100 자원의 총 9 가지의 생육 및 수량특성을 조사 분석한 결과 기계수확에 용이한 단간종인 150 ㎝ 이하인 33 자원과 이삭당 수량이 대조품종보다 높은 33.63 g 이상인 36 자원중 단간종이며 이삭당 수량이 높은 18 자원을 선발하였다. 선발된 18자원의 평균 간장은 130.
65%였다. 선발된 18 유전자원의 평균은 29.03%였으며 DS462가 8.67%로 가장 낮았으며, DS027이 46.12%로 가장 높았다. DS017은 39.
30 ㎍ GAE/g이었다. 선발된 18 유전자원의 평균함량은 200.37 ㎍ GAE/g이었으며, DS462가 89.08 ㎍ GAE/g으로 함량이 가장 낮았으며, DS027이 363.06 ㎍ GAE/g으로 함량이 가장 높았다. DS017은 332.
52 ㎍/g이었다. 선발된 18 유전자원의 평균함량은 35.96 ㎍/g이었으며 최소함량은 DS453가 24.48 ㎍/g으로 가장 낮았으며, 최고함량은 DS488이 54.85 ㎍/g으로 가장 높았다. DS488은 54.
63 g 이상인 36 자원중 단간종이며 이삭당 수량이 높은 18 자원을 선발하였다. 선발된 18자원의 평균 간장은 130.7 ㎝이며, 평균 이삭당 수량은 36.96 g이었다(Table 4).
선발목표는 기계수확에 적합한 150 ㎝ 이하 단간종으로 하였으며, 대조품종인 황금찰은 128.3 ㎝, 남풍찰은 135.0 ㎝였다. 본 시험에서 사용한 수수 100 자원의 간장은 70~429 ㎝의 변이로 변이 폭이 컸으며, 평균은 260.
엽수는 대조품종인 황금찰은 10.3 개, 남풍찰은 12 개였으며, 본 시험에서 사용한 수수 100 자원의 엽수는 6.3~20 개의 변이로 변이 폭이 컸으며, 평균은 11.4 개였다. 분포는 10~12 개의 계급치가 47% (47자원)로 최빈수였고, 그 다음으로 12~14 개의 계급치가 36% (36자원)로 많았으며, 8~14 개의 계급치가 96% (96자원)로 대부분이었다(Fig.
7). 유전자원 100 자원과 대조품종 간 간장의 차이는 황금찰보다 작은 유전자원은 9 자원이었으며, 황금찰과 남풍찰 사이의 유전자원은 10 자원이었고, 남풍찰보다 큰 유전자원은 81 자원이었다. 그리고 중국 도입 유전자원 9 자원의 간장은 92.
10). 유전자원 100 자원과 대조품종 간 경태의 차이는 황금찰과 남풍찰보다 작은 유전자원은 71 자원이었으며, 대조품종보다 경태가 크거나 같은 유전자원은 29 자원이었다. 그리고 중국 도입 유전자원 9 자원의 경태는 16.
11). 유전자원 100 자원과 대조품종 간 엽수의 차이는 황금찰보다 적은 유전자원은 18 자원이었으며, 황금찰과 남풍찰 사이의 유전자원은 53 자원이었고, 대조품종보다 많은 유전자원은 7 자원이었다. 그리고 중국 도입 유전자원 9 자원의 엽수는 6.
8). 유전자원 100 자원과 대조품종 간 이삭길이의 차이는 황금찰보다 짧은 유전자원은 23 자원이었으며, 황금찰과 남풍찰 사이의 유전자원은 30 자원이었고, 대조품종보다 긴 유전자원은 47 자원이었다. 그리고 중국 도입 유전자원 9 자원의 이삭길이는 17.
13). 유전자원 100 자원과 대조품종 간 이삭당 수량의 차이는 남풍찰보다 작은 유전자원은 56 자원이었으며, 대조품종보다 크거나 같은 유전자원은 43 자원이었다. 그리고 중국 도입 유전자원 9 자원의 이삭당 수량은 24.
6). 유전자원 100 자원과 대조품종 간 이삭형태의 차이는 황금찰과 같은 극밀수형은 21 자원이었으며, 남풍찰과 같은 밀수형은 15 자원으로 대조품종과 다른 이삭형태인 유전자원은 64 자원이었다. 그리고 중국 도입 유전자원 9 자원의 이삭형태는 산수형 1 자원, 밀수형 3 자원 그리고 극밀수형 5 자원으로 나타났다.
12). 유전자원 100 자원과 대조품종 간 천립중의 차이는 황금찰보다 작은 유전자원은 56 자원이었으며, 대조품종보다 크거나 같은 유전자원은 44 자원이었다. 그리고 중국 도입 유전자원 9 자원의 천립중은 24.
4). 유전자원 100 자원과 대조품종 간 출수소요일의 차이는 대조품종과 비슷한 유전자원이 26 자원이었으며, 대조품종보다 느린 유전자원은 74 자원이었다. 그리고 중국 도입 유전자원 9 자원의 출수소요일은 69~84일의 변이를 보였으며, 평균은 77.
출수소요일과 관련한 선발목표는 경지이용률향상을 위해 2모작 작부체계에 적합한 조기출수를 이상형으로 하였으며, 대조품종인 황금찰은 68일, 남풍찰은 73일이 소요되었다. 본 시험에서 사용한 수수 100 자원의 출수요일은 68~94일의 변이로 변이 폭이 컸으며, 평균은 79.
항산화능과 항산화 성분과의 상관관계를 선형회귀분석 한 결과 총 폴리페놀 함량과 DPPH radical 소거능 사이에 99.9% 수준으로 R=0.921의 높은 상관관계가 나타나 총 폴리페놀 함량이 높을수록 DPPH radical 소거능이 증가함을 알 수 있었다(Fig. 14).
후속연구
3일로 나타났다. 이와 같이 100 자원의 출수소요일의 변이 폭이 큰 이유는 자원 특유의 출수에 관여하는 환경요인의 차이에 의한 것으로 판단되며, 좀 더 많은 생리적 연구가 필요하리라고 생각된다.
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