초록 ▼

Ⅳ. 연구개발결과
배 품종인 신고, 원황을 대상으로 휴면기에 이른 포트묘를 실내에서 생육시키며 동일한 저온충족기간에 의하여 나타나는 품종 간의 생육반응 차이를 구명하여 품종마다 저온요구기간이 다르게 나타나며 저온요구도가 충족되지 못할 경우 생육이 정상적으로 이루어지지 않음을 확인하였다. 이를 기반으로 주요 품종인 황금배, 추황배, 만풍배, 신고 등의 저온요구도를 확인하였는데 일반적으로 배는 약 4℃ 조건에서 1,000~1200 시간의 저온을 충족하여야 정상적인 생육이 진행됨을 확인하였고, 이는 품종마다 차이가 나타났는데 황금배

Ⅳ. 연구개발결과
배 품종인 신고, 원황을 대상으로 휴면기에 이른 포트묘를 실내에서 생육시키며 동일한 저온충족기간에 의하여 나타나는 품종 간의 생육반응 차이를 구명하여 품종마다 저온요구기간이 다르게 나타나며 저온요구도가 충족되지 못할 경우 생육이 정상적으로 이루어지지 않음을 확인하였다. 이를 기반으로 주요 품종인 황금배, 추황배, 만풍배, 신고 등의 저온요구도를 확인하였는데 일반적으로 배는 약 4℃ 조건에서 1,000~1200 시간의 저온을 충족하여야 정상적인 생육이 진행됨을 확인하였고, 이는 품종마다 차이가 나타났는데 황금배의 경우 저온요구도가 낮아 4℃ 조건에서 약 800 시간 저온처리하여도 정상적인 생육이 나타남을 알 수 있었다. 우량계통을 대상으로 동일한 실험을 반복하여 23-2-39 계통의 저온요구도가 매우 낮음을 확인하였고 수체특성 및 과실특성을 고려하여 저온요구도가 낮은 품종으로서 원교 나-45호를 국내 최초 선발하였고, 또한 신규교배를 실시하여 낮은 저온요구도를 가진 품종을 육성하기 위한 집단을 구축하여 낮은 저온요구도를 가진 품종을 육성하기 위한 소재들을 확보하였으며 이를 대상으로 수체특성, 발아특성 및 전엽특성을 조사하여 더욱 우수한 품종을 육성할 수 있는 기틀을 마련하였다. 저온요구도 충족 모델에 대한 이해를 높이고자 저온요구지수 산출 및 모델 개발을 시도하였는데 해외에서 많이 사용되는 Utah 모델과 Sugiura 모델을 변형한 새로운 모델식을 개발하였으며 저온요구도가 낮은 것으로 밝혀진 동양배인 황금배를 대상으로 수삽하여 처리온도 및 시간에 따른 발아율 결과를 통해 모델식의 적합도를 검정하였다. 일부 오류를 수정하여 다시 재변형된 모델식을 제안하였으며 이를 통해 동양배의 저온요구도 및 저온지수를 보다 잘 설명할 수 있었다. 그러나 실험처리에 따른 오류가 지속적으로 발견되어 chill days 모델식에 기반한 동양배(황금배)의 저온요구지수 모델식을 개발하였는데, 이는 기상변화에 따른 온도차이를 세분화하여 저온지수와 고온지수를 동시에 고려한 모델로서 더욱 정밀한 저온요구지수 모델식을 통해 동양배의 보편적인 저온요구도와 저온지수에 대한 임계온도를 제시함으로서 배의 저온요구충족도를 설명할 수 있었기 때문에 저온요구도와 관련된 배의 생리에 대한 이해도를 높인 것으로 판단된다. 이외에도 다양한 기상재해에 대응할 수 있는 연구기반 구축에 관한 요구를 수용하여 내한성 및 내서성에 대한 배의 기초 생리를 분석하였다. 본 과제에서 도출해낸 결과와 선발 품종 및 집단들을 통하여 국내 기후변화에 대응할 수 있는 내재해성 배 품종육성 기반에 크게 기여한 것으로 판단된다.
개화기의 저온에 의한 피해를 회피하기 위해서는 개화기가 늦은 P. communis에 속하는 품종을 교배친으로 이용하는 것이 좋을 것으로 생각된다. ‘만풍배’와 ‘대원홍’을 양친으로 하여 작성한 실생 202개를 대상으로 개화기의 분포를 분석하였다. 개화기가 4월 20일 이후로 극도로 늦은 계통들은 29계통으로 개화기가 늦은 우량한 계통을 선발하기에 다소 제한이 따랐다. 개화기가 다양한 유전자원 특성을 바탕으로 P. pyrifolia와 P. communis의 종간 교배를 시도하여 537주의 시험수를 확보하였다. 배 교배실생 ‘만풍배’ב대원홍’ 등 221조합 16,700주를 대상으로 개화기를 평가하여 4월 20일 이후로 만기개화성을 보이는 계통을 중심으로 과중, 당도, 산도등의 과실 품질을 평가하였다. ‘7-25-79’, ‘7-26-99’는 당도가 8.0~8.3⁰Bx 수준으로 매우 낮고 과중도 작은 경향을 보인 반면, ‘7-25-35’는 경도가 매우 높은 특성을 보였다. ‘7-22-74’,‘7-24-79’, ‘7-25-9’는 12.0⁰Bx이상의 당도를 보였으나 개화기가 늦어 선발하였던 우량 계통들은 전체적으로 당도가 낮고, 산 함량이 높으며 과육 경도도 높은 특성을 보여 과실 품질 면에 있어서 품종화 하기에 곤란한 특징들을 보였다. 특히, ‘대원홍’이 부본으로 사용되어 만기개화성을 보였던 계통들은 과숙될 경우, 부본과 마찬가지로 과즙량이 적고, 과육이 분질화 되는 특성과 일부 교배실생에서 햇빛을 많이 받는 쪽이 붉게 착색되는 경향을 보였다. ‘17-9-16’,‘18-14-89’, ‘18-14-95’는 200~470g의 중소과 크기, 13.0⁰Bx이상의 당도, 2.0kg/8mmΦ 수준의 과육경도로 비교적 우량한 과실 특성을 보이는 우량계통을 선발하였다.
특히, 개화기가 4월 25일 이후로 늦고, 평균과중 475g, 당도 13.7⁰Bx, 산함량 0.15%로 비교적 과실 품질도 우수한 ‘17-9-16’은 ‘원교나-79호’로 명명하여 지역적응 시험에 공시하였다.대부분 만기개화성을 보인 우량계통은 ‘한아름’ב대원홍’ 조합의 계통을 제외하고는 중간수준의 0.10-0.18g/100화의 화분량을 보였다. 특히, 지역적응 시험에 공시하였던 ‘17-9-16’은 개화기가 4월 25일 이후로 늦고, 꽃가루 양이 0.29mg/100화로 비교적 풍부하였다. 개화기가 늦은 계통 중 저온에 강한 우량계통을 선발하기 위해서 –2oC 조건에서 20, 40, 60분 동안 처리하고 화기의 저온 피해율을 조사하였다. ‘2-11-70’, ‘7-26-21’은 저온처리 1시간 후에는 화기의 주두 피해율이 100%에 가깝게 상승하였다. ‘원교 나-64’는 –2oC 조건에서 20분 처리시‘7-26-21’과 함께 유의하게 높았으나 60분 처리시 ‘2-11-70’과 함께 주두의 피해율은 현저히 낮은 경향을 보였다. 인공수분 직후 7, 12, 22, 28oC 각 온도를 처리하여 48, 72, 96, 240,312시간 후 자방을 고정액에 고정하여 씨방의 신장 상태를 비교하였다. 온도조건에 따른 주두와 화분의 상호작용 결과는 인공배지 상에서 확인된 발아율과 화분관 길이를 조사한 결과와 유사한 경향을 보였다.
Venturia pirina는 서양배를 감염시킬 수 있지만 동양배에는 감염되지 않는데, 이는 감염원이 동양배를 기주로서 인식하지 못하기 때문이다. 우리는 이 연구에서 서양배와 동양배를 교배하여 종간교잡집단을 만들어 검은별무늬병 저항성 연구를 하였다. 이 집단을 위한 single nucleotide polymorphism 분자표지 세트를 개발하였고, 이는 집단의 17개 연관그룹을 포함하였으며 모계(P019R045T042)의 1132.3cM, 부계(P037R048T081)의 1136.8cM 만큼의 유전자 거리를 설명할 수 있었다. 우리는 실내접종 방법을 통하여 병징에 대한 표현형을 조사하였고,Kruskal-Wallis 분석방법을 통해 배 종간교잡집단에서 검은별무늬병 저항성과 밀접하게 연관되어 있는 5개의 SNP 분자표지를 찾아내었다. 저항성 개체들은 V. pirina의 race 종류에 상관없이 저항성을 보이게 하는 2개의 분자표지를 비기주성 저항성 QTLs로서 공통으로 가지고 있었고, V. pirina의 race종류에 특이적인 저항성을 갖게하는 race-specific QTLs을 추가로 하나씩 가지고 있었다. 식물이 더 많은 저항성 QTLs을 가지고 있을 때 병해 저항성이 더 높게 나타나는 효과를 보였고, 이를 통해 저항성 QTLs간에 합산효과가 발생함을 확인하였다.

Abstract ▼

This study was conducted to make a late flowering cultivar being able to evade low temperature in flowering time. One hundred Pyrus germplasms were evaluated flowering characteristics and flowering time. In results, We selected ‘Canal pear’, ‘Cascade’, ‘Max Red Bartlett’ and so on for introduce late

This study was conducted to make a late flowering cultivar being able to evade low temperature in flowering time. One hundred Pyrus germplasms were evaluated flowering characteristics and flowering time. In results, We selected ‘Canal pear’, ‘Cascade’, ‘Max Red Bartlett’ and so on for introduce late flowering characteristics from . These cultivars were P. communis and have late flowering time in 7-10 days. And also, interspecific hybrid cultivar‘Ooharabenni’ and ‘Okusankichi (P. pyrifolia)’ were suitable for this breeding program. Especially, P. communis or interspecific hybrid with P. communis showed high resistance for Pear scab (Venturia nashicola) and red skin pear. Through the evaluation flowering time of 679 seedlings and elite lines of ‘Manpungbae’×’Ooharabenni’, ‘Hanareum’×’Ooharabenni’, Manpungbae×Hongli’ and so on, we selected ‘17-9-16’, ‘18-14-89’, ‘18-14-95’. And also we evaluated pollen amount of late flowering lines. Eight seedlings of one hundred eight seedlings have pollen in ‘Hanareum’ and ’Ooharabenni’ crossing group. Five elite lines including‘17-9-16’ with late flowering time were evaluated low temperature resistance. In this experiment, we have difficult in obtaining the same results by years. But, ‘Won kyo-Na 64’ showed stable low temperature resistance comparatively. Also, We want to know physiology of between pollination and fertilization under the low temperature condition. So we conducted to study pollen germination and elongation under the low temperature without pre germination or not. In results, pollen germination and elongation was suppressed under low temperature condition. But, suppressed pollen tube by low temperature was expanded again under the 18oC condition. The need for chemical control of scab (Venturia pirina, V. nashicola) is the main hurdle towards sustainable pear production. As cultivars with durable resistance are commercially not available yet, the development of molecular markers for early selection is desirable to enhance breeding efficiency. An interspecific pear population derived from Pyrus communis, P. pyrifolia and P. ussuriensis was infected with three single spore isolates of V. pirina with the droplet inoculation technique. Single nucleotide polymorphism marker sets were employed to build genetic maps by using the microarray technology. They covered 17 linkage groups in total 1132.3 and 1136.8 centiMorgan for the female P019R045T042 and male P037R048T081 parents, respectively. Resistance mapping resulted in the identification of five quantitative trait loci (QTLs) on linkage groups 7, 8, 14, 15 and 17 by Kruskal-Wallis analysis. Each parent contributed a QTL effective against all three scab isolates, while the other three, all from P019R045T042, displayed differential interactions with each isolate. Combined resistance loci displayed additive effects as the higher resistance proportion for the infection.