보고서 정보
주관연구기관 |
국립원예특작과학원 National Institute of Horticultural and Herbal Science |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2016-02 |
과제시작연도 |
2015 |
주관부처 |
농촌진흥청 Rural Development Administration(RDA) |
등록번호 |
TRKO201600003073 |
과제고유번호 |
1395041540 |
사업명 |
원예특작시험연구 |
DB 구축일자 |
2016-06-25
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DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201600003073 |
초록
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Ⅳ. 연구개발결과
< 제1세부과제 : 인삼 고온 저항성 검정방법 개선 연구 >
1. 고온처리에 따른 인삼 품종별 형광 반응
고온 처리 후 증상을 보면, 처리 용기에서부터 바로 꺼냈을 때 잎이 늘어져 고사 직전인 품종은 천풍, 연풍, 선운, 선향 등이었고, 선원, K-1, 천량은 중간 정도였으며, 고풍, 선풍, 금풍은 잎이 늘어지지 않았고 건전하였다. 이들 품종들의 반응 정도에 따라 형광반응 파라미터 값을 측정한 결과, 고온 처리 후 인삼 품종별 엽록소 형광반응 각 파라미터 값 중에서 상대값을 가진 Fm/Fo, Fv/
Ⅳ. 연구개발결과
< 제1세부과제 : 인삼 고온 저항성 검정방법 개선 연구 >
1. 고온처리에 따른 인삼 품종별 형광 반응
고온 처리 후 증상을 보면, 처리 용기에서부터 바로 꺼냈을 때 잎이 늘어져 고사 직전인 품종은 천풍, 연풍, 선운, 선향 등이었고, 선원, K-1, 천량은 중간 정도였으며, 고풍, 선풍, 금풍은 잎이 늘어지지 않았고 건전하였다. 이들 품종들의 반응 정도에 따라 형광반응 파라미터 값을 측정한 결과, 고온 처리 후 인삼 품종별 엽록소 형광반응 각 파라미터 값 중에서 상대값을 가진 Fm/Fo, Fv/Fm, Rfd값이 피해 정도에 따라 차이가 나타남을 알 수 있었다. 따라서, 내고온성 선발지표로 사용이 가능할 것으로 판단되었고, 내고온성을 검정하기 위한 Fm/Fo은 2.2 이상, Fv/Fm 0.55 이상, Rfd값은 0.8 이상이 적당할 것으로 판단된다. 각각의 값은 생육 정도, 생육 연수, 환경에 따라 같은 품종이라도 다르게 나타날 것으로 본다. 따라서, 내고온성이 강한품종이나 계통을 선발하기 위해서는 각각의 독립적인 값보다는 상호 비교해서 수치가 높은 품종이나 계통을 선발하는 것이 효과적일 것으로 생각된다. 한편, 품종별 엽면적 크기와 형광반응값을 비교한 결과, 엽면적 크기와 형광반응 값은 상관관계가 낮은 것으로 나타났다.
2. 인삼 품종별 잎의 기공 특징과 고온 저항성
천풍을 비롯한 12개 품종과 내고온성 계통 G03041, G03183과 감수성 계통 G03009, G03049등의 기공을 조사하였다. 품종별 기공 크기나 조직에 큰 차이가 없었으나, 연풍은 최초 검경에서 엽두께는 천풍의 2배 정도이며, 책상조직과 해면조직 모두 다른 품종과 전혀 다른 양상을 나타냈으나 2차 검정에서는 다른 품종과 차이가 없는 것으로 나타났다. 인삼 잎의 기공은 품종별 큰 차이가 나지 않았으며, 단위 면적당 기공수도 다른 작물에 비해 매우 적은 편이었다. 따라서, 인삼 기공의 특성 및 수는 내고온성 검정 지표를 활용하기에는 좀 더 많은 검토가 필요할 것으로 본다.
3. 인삼 지하부 뿌리털 발달 여부에 따른 고온 저항성 정도
이식 60일 후 생육 조사를 한 결과, G03008과 G03041은 Fv/Fm값이 0.574와 0.566으로 G03012, G03078계통 0.292, 0.491보다 높게 나타났다. 근장은 4계통간 차이가 없었으며, 근중에서는 G03078계통이 다른 계통에 비해 가벼운 편이었다. 주당 뿌리털 발달 정도는 G03008과 G03041이 G03012, G03078보다 많은 편이었고, 뿌리털 길이도 다소 긴 편이었다. 이런 결과를 볼 때, 고온 저항성 측정시 60일 정도 생육 시킨 후 지하부 뿌리털 개수와 길이 발달 정도도 고온 저항성 검정 지표로 활용할 수 있을 것으로 생각된다.
4. 고온 처리에 따른 계통별 생존율
생존율이 100%인 품종과 계통은 Fm/Fo, Fv/Fm, Rfd값이 생존율이 0%인 품종과 계통에 비해 상대적으로 높게 나타나 형광반응 파라미터 값이 높을수록 생존율이 높은 것으로 나타났다.저항성 계통은 24시간 경과 후에도 잎은 고사하지 않아 건전하였으나, 감수성 계통은 시간이 지날수록 잎이 고사되어 24시간 경과 후에는 잎의 대부분이 고사 단계까지 진행되었다.
5. 고온처리에 따른 저항성 계통 선발
검정 결과 G05054 등 저항성 8계통과 G04057 등 감수성 8계통을 선발하였다. 포장 검정은 6단계로 나눠 달관조사를 하였으며, Fv/Fm, Rfd의 값과 비교를 하였다. 포장에서 저항성을 나타내는 계통들은 Fv/Fm, Rfd 값도 높게 나타나 포장 저항성 검정과 간이 검정 지표가 어느 정도 일치하는 것으로 나타났다. 향후 고온 저항성 검정시 Fv/Fm, Rfd와 포장 검정을 함께 활용한다면 우량 계통을 조기에 선발할 수 있을 것으로 본다.
< 제2세부과제 : 인삼 내습성 검정기술 및 선발지표 개발 >
본 연구는 습해 저항성 인삼을 조기에 선발하기 위한 방법을 개발하기 위해 재래종과 천풍,연풍, 금풍, 선운 등의 품종을 3개의 처리구로 나누어 자동관수를 통해 30, 20, 10 kPa를 유지하여 지상부, 뿌리 및 조직경도와 표피 두께 등의 생육 특성을 조사하였다. 지상부 생육은 30kPa 에 비해 10 kPa에서 감소하는 경향이었으며, 생존율 역시 30 kPa 에서 평균 66.6%로 가장 높았고, 20 kPa 에서 62.3%, 10 kPa 에서 33.8%로 가장 낮게 나타났다. 천풍과 금풍이 10kPa 에서 각각 46.9, 42.9%로 생존율이 다른 품종에 비해 높았다. 뿌리는 근장, 근중, 지근 및 측근수는 과습할수록 감소하는 경향이었으나, 근직경은 유의한 차이가 없거나 증가하였으며.적변과 은피 발생율 또한 과습할수록 증가하는 경향이었다. 뿌리 표피 두께는 30 kPa에서 재래종 202.04, 천풍 157.16, 연풍 171.50, 금풍 167.14, 선운 148.01 nm 이었으나, 10 kPa 에서는 각각 167.31, 169.54, 158.42, 178.59, 120.46 nm 로, 천풍과 금풍은 증가하였으나, 재래종, 연풍 및 선운은 감소하였다. 뿌리 조직의 경도 역시 30 kPa에서 재래종, 천풍, 연풍, 금풍, 선운이 각각 4.845, 4.901, 3.960, 4.669, 4.398 kgf cm-2 였고 10kPa에서 각각 4.935, 4.159, 3.503, 2.825, 4.306kgf cm-2 으로 감소하는 경향이었다.
< 제3세부과제 : 인삼 점무늬병 검정체계 개발 및 저항성 자원 선발 >
1. 인삼 점무늬병 검정체계를 위한 인공 접종법 개발
가. Dot 접종을 이용한 실내검정법 개발
인삼의 잎 뒷면에 병원균의 포자현탁액을 dot 접종시 잎의 앞면에 접종할 때보다 병반의 형성 및 진전이 빠르며, 반복간의 오차가 적었다. 인삼 품종별 잎의 뒷면에 병원균을 접종한 결과금풍이 다른 품종(연풍, 천풍)에 비해 감수성으로 확인되었다.
나. 묘삼을 이용한 병원균 spray 접종을 이용한 실내검정법 개발
병원균 접종 후 3일째부터 병징이 관찰되며, 특히 재래종의 경우 모든 묘삼 잎에서 점무늬병병징이 확인되었다. 금풍이 다른 품종(연풍, 천풍)에 비해 병징의 발병 및 확산이 빨랐으며, 병원균 접종 후 9일 후 모든 품종의 묘삼에서 점무늬병 병징이 확인되었다. 인삼 품종별 점무늬병의 발병 속도 및 확산에 차이가 있었으며, 묘삼을 이용한 점무늬병 저항성 검정시 3∼6일 정도면 저항성 정도를 확인할 수 있었다. 묘삼을 이용한 점무늬병 저항성 검정 결과도 인삼 엽병에 병원균 dot 접종 결과와 동일한 결과(감수성: 재래종<금풍<연풍=천풍: 저항성)를 보였다
2. 실내·외 간이검정법을 이용한 인삼 점무늬병 저항성 품종 선발
가. 실내검정법을 이용한 인삼 점무늬병 저항성 품종 선발
점무늬 병원균 접종 9일 후에는 모든 품종에서 병징이 관찰되어 대조구(재래종)와 차이가 없었으며, 병원균 접종 후 3∼6일에는 인삼 품종별 점무늬병 저항성이 검정되었다. 통계분석(Tukey’s test) 결과 고풍, 선원, 청선, K-1 품종이 대조구(재래종) 및 다른 품종들에 비해 점무늬병 저항성이 확인되었다.
나. 실외검정법을 이용한 인삼 점무늬병 저항성 품종 선발
실내검정시 K-1, 금선, 선원, 천량이 다른 품종에 비해 점무늬병 저항성이 확인되었으며, 이를 검증하고자 실외검정법을 이용하였다. 포트를 이용한 실외 검정결과 실내 간이 검정결과와 유사하며, 통계분석(Tukey’s test) 결과 금선, 선원, 천량이 다른 품종에 비해 점무늬병 저항성이 확인되었다.
4. 인삼 점무늬병 저항성 유전자원 선발
점무늬 병원균을 인삼 잎에 접종하고 습실처리한 후 온실에서 병징을 관찰한 결과, 점무늬병저항성 및 감수성 유전자원이 확인되었다. 총 323계통의 유전자원에 대한 점무늬병 저항성 검정을 실시한 결과, 대조구(재래종)와 비교하여 점무늬병 발병정도에 따라서 0%(27계통), 1∼25%(42계통), 26∼50%(69계통), 51∼100%(185계통) group으로 구분하였다. 점무늬병이 전혀 발병되지 않은 27계통은 G03091, G03120, G03170, G04005, G04008, G04012, G07069, G07070,G04027, G04094, G09021, G10020, G10023, G10042, G05036, G10055, G10060, G10072, G10085,G10041, G10091, G10102, G10103, G10108, G10133, G09168, G10048로 확인되었다.
< 제4세부과제 : 인삼 재해저항성 유전자원 특성평가 및 증식 >
1. 고온 저항성 계통의 형질 특성
고온저항성 계통의 지상부 질적 형질의 특성을 보면, 줄기색은 진한 자색에서 녹색 줄기까지 다양하였고, 가장 많은 색은 연한 자색이었으며, 줄기의 자색분포는 기부와 전체적으로 고루 분포했다. 소엽모양은 대부분 장타원형이었고, 소엽의 주름정도는 약했고, 소엽의 횡단모양은 대부분 수평이었으며, 탁엽의 발생정도는 약한 편이었다. 열매의 소화경 자세는 수평이 주를 이뤘고, 열매색은 진한 적색이 많이 분포 했다.
2. 염류 저항성 계통의 형질 특성
염류 저항성 계통의 지상부 질적 형질의 특성을 보면, 줄기색은 18계통 중 10계통이 자색을 나타냈고, 기부를 비롯해서 엽병까지 전체적으로 분포하였다. 소엽 모양은 대부분 타원형이었고, 소엽의 횡단 모양은 수평형이 10계통, 볼록형이 7계통을 나타내어 염류저항성 계통은 잎이 뒤집히는 경향이 있는 것으로 나타났다. 열매색은 연한 적색과 진한 적색이 비슷하게 나타났다.
3. 점무늬병 저항성 계통의 형질 특성
점무늬병 저항성 계통의 줄기색은 19계통 중 11계통이 연한 자색을 나타냈고, 기부에만 있는 계통이 7계통, 전체적으로 분포한 계통이 7계통이었다. 소엽 모양은 대부분 장타원형이었고,소엽의 주름 정도는 약하거나 중간정도였다. 소엽의 자른면은 수평이 대부분을 차지했으며, 작은잎 발생이 50% 이상 발생한 계통이 9계통으로 가장 많았는데, 이는 점무늬병 저항성을 가진 계통의 두드러진 형질로 특정 지을 수 있을 것으로 생각된다. 소화경 자세는 대부분 수평형이었으며, 부채형과 원형도 나타났다. 열매색은 연한 적색, 적색이 비슷하게 나타났고 3계통은 진한 적색을 나타냈다.
4. 재해저항성 유망계통 증식
고온, 염류, 점무늬병 등 재해저항성과 생육 우수, 다수성 등 특성을 지닌 계통을 증식하였다.G03039등 24계통을 온실 이식에서 재배하였으며 종자 수확 후 잠아가 형성되었는지를 확인한 후 저온(-2~2℃)에서 인위적으로 휴면을 타파한 후 연 2회 증식을 하였다. 수확한 종자는 노지 모밭에서 묘를 생산하여 노지에서도 매년 증식을 실시하였다.
Abstract
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This study was conducted to build the test system capable of developing lines and varieties of ginseng with superior resistance for the high temperature injury, wet injury, disease that occur each year due to climate change. The material used in this study was developed by the RDA.
In the first s
This study was conducted to build the test system capable of developing lines and varieties of ginseng with superior resistance for the high temperature injury, wet injury, disease that occur each year due to climate change. The material used in this study was developed by the RDA.
In the first study, the Fm/Fo, Fv/Fm, Rfd can be used as a marker that can be selected high temperature resistant lines of ginseng. The suitable value of parameters is more than Fm/Fo 2.2, Fv/Fm 0.55 and Rfd 0.8, respectively. We select 8 resistant and susceptible lines, respectively, in this study.
The second study was conducted to investigate growth characteristics to develop the technique to select resistant cultivar by wet injury at an early stage through the automatic irrigation maintaining 30, 20, 10 kPa respectively using native variety, Chunpoong, Yunpoong, Gumpoong and Sunun. The aerial growth was decreased at 10 kPa compared to 30 kPa. In addition, the survival rate was decreased by 66.6%, 62.3%, 33.8% at 30, 20, 10 kPa, respectively. The survival rate of Chunpoong and Gumpoong were higher than others at 10 kPa. While root growth characteristics such as root length, root weight, number of lateral root and side root were tended to decrease, root diam was no significant or increased. And the more humid condition is, the more the incidence rate of rusty root and rough skin were tended to increase. The epidermal thickness of root was 202.04, 157.16, 171.50, 167.14 and 148.01 nm from native variety, Chunpoong, Yunpoong, Gumpoong, Sunun at 30 kPa, respectively. This figures of Chunpoong and Gumpoong, meanwhile, were increased by 169.54, 178.59 nm but the figures of native variety, Yunpoong, Sunun were decreased by 167.31 158.42, 120.46 nm at 10 kPa, respectively. While the tissue stiffness of root was also 4.845, 4.901, 3.960, 4.669 and 4.398 kgf/cm2 from native variety, Chunpoong,Yunpoong, Gumpoong, Sunun respectively at 30 kPa, it tended to be decreased by 4.935, 4.159, 3.503, 2.825 and 4.306 kgf/cm2 at 10 kPa, respectively.
The third study was carried out to establish the simple mass-screening methods for resistant ginseng to Alternaria blight caused by Alternaria panax. Resistance screening system in ginseng field had been established. However, the evaluation results of the system vary according to the environmental conditions when the test is conducted. To develop precise and rapid evaluation method of disease resistance of ginseng to Alternaria blight disease, in vitro screening system was attempted in this study. The 11 cultivars namely,‘Gopoong’, ‘Gumpoong’, ‘Sunun’, ‘Sunone’, ‘Sunpoong’, ‘Sunhyang’, ‘Yunpoong’, ‘Cheonryang’,‘Cheonpoong’, ‘Cheongsun’, and ‘K-1’ were tested. Young ginseng were planted onto dripping wet gauze in plastic box (450 mm × φ30 mm) and incubated at 25℃ in growth chamber under 12 hr light condition. Symptoms of over growth appeared 3 days after pathogen inoculation and then seedling(young ginseng) were withered 12 days after over growth. The disease symptoms such as leaf dryness on ginseng were appeared in the‘Native’ from 3 days at 106 spores/ml of A. panax. Whereas the other varieties(Gumpoong,Sunun, Cheongsun, K-1) lived entirely 9 days after pathogen inoculation. Using the in vitro seedling screening method, 323 genetic lines of ginseng were investigated to select resistant. Finally, 27 genetic lines were selected. If in vitro seedling screening method was used for evaluation of Alternaria blight disease resistance, it would be completed within 12 days after inoculation on young plant or leaf of ginseng.
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