[논문]시료 준비 방법에 따른 등숙 시기별 초당 및 찰옥수수 교잡종의 과피 두께 비교

한성진; 오태영; 강민정; 강종원; 왕승현; 박태춘; 강건; 정종욱; 소윤섭

doi:10.7740/kjcs.2019.64.2.102

시료 준비 방법에 따른 등숙 시기별 초당 및 찰옥수수 교잡종의 과피 두께 비교
Comparison of Kernel Sample Preparation Methods at Different Grain Filling Periods for Determining Pericarp Thickness in Super Sweet and Waxy Corn Hybrids 원문보기

Korean journal of crop science = 韓國作物學會誌, v.64 no.2, 2019년, pp.102 - 108

한성진 (농업회사법인(주)피피에스 생산부) , 오태영 (경상북도농업기술원 봉화약용작물연구소) , 강민정 (아이오와주립대학교 농학과 대학원) , 강종원 (충북대학교 식물자원학과 대학원) , 왕승현 (충북대학교 식물자원학과 대학원) , 박태춘 (충북대학교 식물자원학과 대학원) , 강건 (충북대학교 식물자원학과 대학원) , 정종욱 (충북대학교 특용식물학과) , 소윤섭 (충북대학교 식물자원학과)

초록
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본 연구는 식용옥수수 풋이삭의 식감의 결정에 영향을 미치는 과피의 두께를 측정하는 방법을 규명하기 위하여 과피 시료의 준비 방법에 따른 과피 두께의 차이와 등숙 시기별 과피 두께의 변화를 조사하기 위하여 수행하였다. 1. 찰옥수수와 초당옥수수 각 3품종의 시료를 수확 직후 생옥수수(생시료) 알곡을 바로 측정하거나 상온의 음지에서 완전(건조시료) 건조시키거나 $-4^{\circ}C$로 냉동시킨 후 과피를 측정하였다. 2. 시료 준비 방법과 등숙 시기에 따른 삼원 교호작용의 유의성이 인정되어 어느 한 요인에 대한 일반적인 결론을 도출하기 보다는 각 시료 준비 방법과 특정 등숙 시기에 따른 과피 두께의 비교를 수행하였다. 3. 초당옥수수는 건조시료에서 등숙이 진행됨에 따라 비교적 안정된 과피 두께 측정값을 얻을 수 있었으며 찰옥수수는 비해 모든 시료 준비 방법에서 초당옥수수보다 안정된 값을 보였다. 특히 풋찰옥수수 수확 적기인 수정 후 24일경에는 시료 준비 방법에 따른 차이는 크게 나타나지 않을 것으로 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Pericarp thickness of vegetable corns such as sweet and waxy corn is one of the crucial traits, contributing to their edible quality. This study was carried out to compare the pericarp thickness of super sweet and waxy corn hybrids measured with kernel samples prepared using different methods at different grain filling periods. The samples comprised excised pericarp from dried, frozen (at $-4^{\circ}C$), and fresh kernels. Analysis of variance performed separately on super sweet and waxy corn hybrids indicated a significant three-way interaction among cultivars, kernel sample preparation methods, and days after pollination (DAP). Dried samples of super sweet corn hybrids presented reasonably stable pericarp thickness measurements during grain filling, while all the sample preparation methods fluctuated less as grains of waxy corn hybrids matured. Waxy corn is best consumed at around 24 days after pollination. Pericarp thickness of waxy kernel samples regardless of preparation methods investigated was the same at 24 DAP with a few exceptions. Overall, the common method of drying kernel samples before pericarp excision can provide reliable data for estimating the tenderness of vegetable corn hybrids.

주제어

표/그림 (6)

표 Table 1. Analysis of variance for pericarp thickness of super sweet corn hybrids.
표 Table 2. Analysis of variance for pericarp thickness of waxy corn hybrids.
표 Table 3. Average and standard deviation of pericarp thickness (μm) of super sweet corn hybrids.
표 Table 4. Average and standard deviation for pericarp thickness (μm) of waxy corn hybrids
그림 Fig. 1. Changes in pericarp thickness of super sweet corn hybrids during grain filling. The thickness was measured for kernel samples prepared by three different methods: fresh (△), dried (○), and frozen (□) immediately after harvest. The graphs are arranged by a) cultivar and b) method. The error bar indicates ± standard error of the mean (n = 3) calculated from the mean square of error.
그림 Fig. 2. Changes in pericarp thickness of waxy corn hybrids during grain filling. The thickness was measured for kernel samples prepared by three different methods: fresh (△), dried (○), and frozen (□) immediately after harvest. The graphs are arranged by a) cultivar and b) method. The error bar indicates ± standard error of the mean (n = 3) calculated from the mean square of error.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 식용옥수수 풋이삭의 식감의 결정에 영향을 미치는 과피의 두께를 측정하는 방법을 규명하기 위하여 과피 시료의 준비 방법에 따른 과피 두께의 차이와 등숙 시기별 과피 두께의 변화를 조사하기 위하여 수행하였다.
본 연구는 초당 및 찰옥수수에서 풋이삭의 식감 결정에 중요한 과피의 두께를 측정하는 방법을 규명하기 위하여 과피 시료의 준비 방법에 따른 과피 두께의 차이와 등숙 시기별 과피 두께의 변화를 조사하기 위하여 수행하였다.

제안 방법

1. 찰옥수수와 초당옥수수 각 3품종의 시료를 수확 직후 생옥수수(생시료) 알곡을 바로 측정하거나 상온의 음지에서 완전(건조시료) 건조시키거나 -4°C로 냉동시킨 후 과피를 측정하였다.
2. 시료 준비 방법과 등숙 시기에 따른 삼원 교호작용의 유의성이 인정되어 어느 한 요인에 대한 일반적인 결론을 도출하기 보다는 각 시료 준비 방법과 특정 등숙 시기에 따른 과피 두께의 비교를 수행하였다.
각 품종의 개화 시기에 양 옆으로 정상적인 식물체가 자라고 있는 개체를 선발한 후 시료의 등숙일을 동일하게 맞추기 위하여 옥수수의 자수가 나오기 전 봉투를 씌워 두었다가 자수가 모두 출현한 것으로 판명된 다음날 웅수로부터 화분을 받아 인공교배를 실시하였다. 인공교배를 실시한 날로부터 18일, 21일, 24일, 27일, 33일, 39일에 이삭을 수확하여 실험을 진행하였다.
과피 두께의 측정은 Wolf et al. (1969)의 방법을 변형하여 측정하였는데 자연건조 및 냉동 샘플은 상온의 증류수에서 24시간 침종한 후 과피를 분리하였으며 수확 직후 샘플은 침종을 하지 않고 과피를 분리하였다. 분리한 과피는 직경1 mm인 두께측정기(Mitutoyo Digimatic Thickness Gauge 547, Japan)를 이용하여 여러 부위를 측정하고 평균 두께를 나타내는 부위에서 최종 측정치를 확보하였다.
(1969)의 방법을 변형하여 측정하였는데 자연건조 및 냉동 샘플은 상온의 증류수에서 24시간 침종한 후 과피를 분리하였으며 수확 직후 샘플은 침종을 하지 않고 과피를 분리하였다. 분리한 과피는 직경1 mm인 두께측정기(Mitutoyo Digimatic Thickness Gauge 547, Japan)를 이용하여 여러 부위를 측정하고 평균 두께를 나타내는 부위에서 최종 측정치를 확보하였다.
수확한 이삭은 그늘지고 통풍이 잘되는 곳에서 자연건조, -4°C 냉동, 그리고 수확 직후의 3가지 다른 방법으로 과피두께 측정용 시료를 준비하였다.
각 품종의 개화 시기에 양 옆으로 정상적인 식물체가 자라고 있는 개체를 선발한 후 시료의 등숙일을 동일하게 맞추기 위하여 옥수수의 자수가 나오기 전 봉투를 씌워 두었다가 자수가 모두 출현한 것으로 판명된 다음날 웅수로부터 화분을 받아 인공교배를 실시하였다. 인공교배를 실시한 날로부터 18일, 21일, 24일, 27일, 33일, 39일에 이삭을 수확하여 실험을 진행하였다. 찰옥수수는 45일에도 시료를 채취하였다.
, Cary, NC, USA) 프로그램을 통해 진행하였다. 초당 옥수수 캔베라84의 18일차 자연건조 샘플 확보에 실패하여 결측구 처리를 하였다.

대상 데이터

수확한 이삭은 그늘지고 통풍이 잘되는 곳에서 자연건조, -4°C 냉동, 그리고 수확 직후의 3가지 다른 방법으로 과피두께 측정용 시료를 준비하였다. 등숙기 및 시료 준비 방법별로 3개의 이삭을 이용(3반복)하였으며 각 이삭의 중앙 부위에서 5개 종실을 획득 후 이들의 과피 두께를 측정하고 5개 측정값의 평균값을 분석용 데이터로 이용하였다. Han et al.
본 실험에서는 찰옥수수 1대 교잡종 3품종(찰옥4호, 미백2호, 연농1호)과 초당옥수수 1대 교잡종 3품종(칵테일600, 캔베라90, 캔베라84)을 공시하여 2014년 농우바이오 육종포장에 5월 10일 2립씩 줄간 70cm 주간 20cm로 노지 직파하였다. 파종 후 3-4엽기에 1개체를 남기고 솎아 주었으며 기타 관리는 농촌진흥청 옥수수 표준재배에 준하였다(RDA, 2011).

데이터처리

통계 분석은 찰옥수수와 초당옥수수를 각 각 따로 실시하였다. 과피 두께 데이터는 시료 준비 방법, 등숙시기 및 품종을 모두 고정효과요인으로 가정한 선형모형을 이용하여 삼원 분산분석(three-way ANOVA)을 통해 유의성 검정을 실시하였으며 사후 검정은 Waller-Duncan의 다중평균비교를 SAS 9.4 (SAS Institute Inc., Cary, NC, USA) 프로그램을 통해 진행하였다. 초당 옥수수 캔베라84의 18일차 자연건조 샘플 확보에 실패하여 결측구 처리를 하였다.
통계 분석은 찰옥수수와 초당옥수수를 각 각 따로 실시하였다. 과피 두께 데이터는 시료 준비 방법, 등숙시기 및 품종을 모두 고정효과요인으로 가정한 선형모형을 이용하여 삼원 분산분석(three-way ANOVA)을 통해 유의성 검정을 실시하였으며 사후 검정은 Waller-Duncan의 다중평균비교를 SAS 9.

이론/모형

시료 준비 방법에 따른 등숙 시기별 찰 및 초당옥수수의 종실 과피 두께를 비교하기 위해 실시한 분산분석에서 초당옥수수(Table 1)와 찰옥수수(Table 2) 모두 시료 준비 방법, 등숙 시기, 품종의 3개 요인간 삼원 교호작용(3 way interaction)이 유의한 것으로 나타났다. 이에 3개 요인의 모든 수준 조합의 평균을 Waller-Duncan의 방법으로 비교하였으며 그 결과를 Table 3 (초당옥수수)과 Table 4 (찰옥수수)에 정리하였다.

성능/효과

3. 초당옥수수는 건조시료에서 등숙이 진행됨에 따라 비교적 안정된 과피 두께 측정값을 얻을 수 있었으며 찰옥수수는 비해 모든 시료 준비 방법에서 초당옥수수보다 안정된 값을 보였다. 특히 풋찰옥수수 수확 적기인 수정후 24일경에는 시료 준비 방법에 따른 차이는 크게 나타나지 않을 것으로 기대된다.
당이 많은 배유를 가진 초당옥수수의 경우 이러한 배유의 특성이 과피의 성숙에 영향을 끼치지 않을 경우 초당옥수수에서도 찰옥수수와 마찬가지로 과피의 성숙이 이루어진 후 두께의 변화는 없을 것으로 기대된다. 건조 시료의 경우 조사한 3개 초당옥수수 품종은 등숙 시기별 다소 차이를 보이기는 하지만 모두 과피의 변화가 크게 나타나지 않는 것으로 조사되었다(Fig. 1(b)).
하지만 생시료의 경우 3개 품종 모두 등숙이 진행됨에 따라 증가와 감소의 일정 경향이 보이지 않았는데 이러한 불규칙성은 파괴검사의 성격상 동일한 시료를 사용할 수 없기 때문에 발생하는 실험 오차로 사료된다. 냉동시료에서는 칸벨라84의 경우 과피 두께가 꾸준히 증가한 반면 칵테일600은 큰 변화가 없었으며 칸벨라90은 등숙 진행에 따른 불규칙한 증가와 감소를 보였다. 따라서 초당옥수수에서 실험오차를 최소화한 과피 두께의 측정을 위해서는 수확한 시료를 건조시키는 기존의 방법이 가장 좋을 것으로 판단된다.
01 μm)의 순으로 나타났으며 냉동시료와 건조시료 간에는 유의성이 인정되지 않은 반면 냉동시료와 건조시료 간에는 유의성이 있는 것으로 조사되었다. 따라서 수확 적기(DAP24일)의 찰옥수수 과피 두께 측정은 생시료나 건조시료 모두 이용 가능할 것이라 판단된다. 하지만 생시료의 경우 수확 후 바로 측정을 해야 하는 시간적 제약이 있을 수 있으나 건조 시료는 건조 후 언제라도 측정이 가능하기 때문에 시간적인 제약을 덜 받을 수 있다는 장점이 있을 것이다.
수정 후 21일차 시료에서 칵테일600의 과피 두께는 건조시료(27.3±0.81 μm) < 생시료(39.7±0.42 μm) < 냉동시료(45.7±3.59 μm) 순으로 나타났으며 처리 간의 유의성이 인정되었으며, 칸벨라84는 냉동시료(28.7±0.90 μm) < 생시료(31.4±1.71 μm) < 건조시료(32.7±4.28 μm)의 순으로 나타났으나 처리 간의 유의성은 인정되지 않았으며, 칸벨라90에서는 건조시료(28.7±1.15μm) < 생시료(34.8±1.64 μm) < 냉동시료(43.7±8.93 μm)순으로 나타났으며 처리 간의 유의성이 인정되었다.
시료 준비 방법에 따른 등숙 시기별 찰 및 초당옥수수의 종실 과피 두께를 비교하기 위해 실시한 분산분석에서 초당옥수수(Table 1)와 찰옥수수(Table 2) 모두 시료 준비 방법, 등숙 시기, 품종의 3개 요인간 삼원 교호작용(3 way interaction)이 유의한 것으로 나타났다. 이에 3개 요인의 모든 수준 조합의 평균을 Waller-Duncan의 방법으로 비교하였으며 그 결과를 Table 3 (초당옥수수)과 Table 4 (찰옥수수)에 정리하였다.
찰옥수수의 수정 후 24일차 시료에서 찰옥4호의 과피 두께는 생시료(47.2±0.92 μm) < 건조시료(47.5±1.96 μm) <냉동시료(49.7±3.21 μm) 순으로 나타났으나 처리들 간의 유의성은 인정되지 않았으며, 대학찰은 건조시료(47.3±1.1 μm) < 냉동시료(49.7±3.29 μm) < 생시료(50.3±2.04 μm)의 순으로 나타났으나 찰옥4호와 마찬가지로 처리들 간의 유의성은 인정되지 않았으며, 미백2호의 경우 냉동시료(44.9±1.33 μm) < 건조시료(46.7±1.36 μm) < 생시료(49.9±3.01 μm)의 순으로 나타났으며 냉동시료와 건조시료 간에는 유의성이 인정되지 않은 반면 냉동시료와 건조시료 간에는 유의성이 있는 것으로 조사되었다.

후속연구

2). 특히 3개 품종 모두에서 수확적기인 수확 후 24일차에서 모든 3개 시료 준비 방법에 따른 과피 두께 측정치가 비슷하여 이 시기의 과피 두께는 시료 준비 방법에 크게 영향을 받지 않을 것으로기대된다. Kim et al.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	식용옥수수의 과피는 무엇인가?	초당 및 찰옥수수와 같은 식용옥수수의 과피는 식감에 매이우 중요한 영향을 미치는 형질 중 하나이다. 옥수수의 과피은 얇을 수록 베어 물 때 부드럽고(bite toughness) 입속에서 씹을 때 질기지(tenderness) 않으며 잔존감(residue ratio)이 덜한 느낌을 준다(Yu et al.
	옥수수의 과피는 어떤 특징을 갖는 가?	초당 및 찰옥수수와 같은 식용옥수수의 과피는 식감에 매이우 중요한 영향을 미치는 형질 중 하나이다. 옥수수의 과피은 얇을 수록 베어 물 때 부드럽고(bite toughness) 입속에서 씹을 때 질기지(tenderness) 않으며 잔존감(residue ratio)이 덜한 느낌을 준다(Yu et al., 2015). 따라서 얇은 과피 두께는 초당 및 찰옥수수 품종 개발에 있어 매우 중요한 선발형질 중 하나이며 선발 과정에서 일상적으로 과피 두께를 측정한다.
	찰옥수수 3품종의 등숙 진행에 따른 과피 두께 변화의 불규칙성으로부터 무엇을 기대할 수 있는 가?	2). 특히 3개 품종 모두에서 수확적기인 수확 후 24일차에서 모든 3개 시료 준비 방법에 따른 과피 두께 측정치가 비슷하여 이 시기의 과피 두께는 시료 준비 방법에 크게 영향을 받지 않을 것으로기대된다. Kim et al.

참고문헌 (9)

Choe, E. and T. R. Rocheford. 2012. Genetic and QTL analysis of pericarp thickness and ear architecture traits of Korean waxy corn germplasm. Euphytica 183: 243-260.

상세보기
Helm, J. L. and M. S. Zuber. 1972. Inheritance of pericarp thickness in corn belt maize. Crop Science 12: 428-430.

상세보기
Han, S. J., T. Y. Oh, M. J. Kang and Y. S. So. 2015. Change of pericarp thickness and kernel weight at grain filling period and kernel set position in waxy corn hybrids (Zea mays L.). Korean J. Int. Agric27(1): 63-68.
Ito, G. M. and J. L. Brewbaker. 1981. Genetic advance through mass selection for tenderness in sweet corn. Journal of American Society for Horticultural Science 106: 496-499.
Kim, J.T., O.S. Hur, S.L. Kim, M.J. Kim, B.J. Son, J.S. Lee, S.B. Baek, S.J. Seo, and W.H. Kim. 2011. The quality changes of fresh waxy corn pre-cooled and stored in low temperature after harvest. Korean J. Intl. Agri 23(1): 95-101.
RDA. 2011. Manual for maize production. Rural Development Administration.
So, Y. S. and T. Y. Oh. 2013. Investigation and comparison of Korean commercial waxy corn hybrids. J. Agr. Sci. Chungbuk Nat'l Univ 29(3): 103-106.
Wolf, M. J., I. M. Cull, J. L. Helm and M. S. Zuber 1969. Measuring thickness of excised mature corn pericarp. Agronomy 61: 777-779.

상세보기
Yu, Y. T., G. K. Li, X. T. QI, C. Y. Li, J. H. Mao and J. H. Hu. 2015. Mapping and epistatic interactions of QTLs for pericarp thickness in sweet corn. Acta Agronomica Sincia 41(3): 359-366.

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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