Variation of Protein Content and Amino Add Composition of Maize Germplasms

옥수수 종실의 단백질함량 변이와 아미노산 조성

Corn proteins have been known as nutritionally poor, being deficient in the essential amino acids. lysine and tryptophan. Improving the quality of protein in the corn grain would be a great benefit to the farmer. This study was conducted to evaluate the variation of the protein content and the protein constitution of the maize germplasms in the Crop Experiment Station in 1989. The average protein content of 101 germplasms was 11.5% with range from 8.0% to 17.3%. Elite hybrid field corns and table corns possessed 9.1-13.9% protein for the dried whole kernel. Major amino acids were glutamic acid and leucine. Lysine and methionine were limited. Varietal differences were observed in the amino acid composition. Qpm, a modified opaque-2 mutant had 1.4-1.7 times higher lysine content than Suwon 19, a dent corn and Suwon SS-21, a sweet corn. Suwon SS-21 had high threonine content. Maize seed protein gave three fractions. an alchol-soluble fraction (zein), an alkali-soluble fraction (glutelin), and a salt-soluble fraction (globulin) by the Osborne method. The zein fraction accounted respectively for 50.7% and 41.7% of the total protein is Suwon 19 and Suwon SS-21. The nonzein fractions increased in percentage of total protein in Qpm kernels. The amino acid composition of zein fraction from three types maize endoperms of dent, sweet and opaque-2 was essentially identical. Zein contained the high contents of glutamic acid and leucine but low content of lysine. The glutelin fractions of three types maize endosperms were mainly similar in overall amino acid composition. The lysine content of glutelin was higher than that of zein. The amino acid composition of globulin fraction was some different from those of zein and glutelin In Qpm it had higher levels of histidine and lysine than both of zein and glutelin. The increased lysine content in Qpm was resulted from changing the proportions of proteins which contained different levels of lysine.

옥수수 양질 품종을 육성하기 위한 기초 연구로서 옥수수 유전 자원과 주요 교잡종 100여 계통에 대하여 단백질 함량과 아미노산 조성을 검토하였다. 그 결과는 다음과 같다. 1. 옥수수 유전 자원의 평균 단백질 함량은 11.5%로서 그의 문포범위는 8.0-17.3%이었다. 품종별로는 사료용 교잡종들의 단백질 함량이 9.1-11.4%이었고 찰옥수수 12.2%, 단옥수수 10.2%-13.9%이었으며 변경 opaque-2인 Qpm의 단백질 함량은 11.0%이었다. 2. 사료용 교잡종 수원 19호와 단옥수수 수원SS-2001 및 Qpm의 아미노산 조성은 대체로 glutamic acid와 leucine의 함량이 높았고 methionine은 낮았다. 품종에 따른 차이도 나타났는데 Qpm은 lysine 함량이 수원 19호나 수원 SS-2001에 비하여 1.4-1.7배 높았으며 단백가 72로서 수원 19호와 수원 SS-2001의 단백가에 비하여 높았다. 수원 SS-2001의 아미노산 조성은 수원19호와 Qpm과는 달리 threonine의 함량이 높았으며, 필수 아미노산의 총량도 많았다. 3. 분획 단백질의 양은 수원 19호와 수원 SS-2001에서는 zein이 각각 50.7%와 41.7%, glutelin이 26.8%와 30.8%이었던 반면 Qpm은 zein이 12.7%, glutelin이 55.2%, globulin 11.4%로서 zein의 함량이 낮았다. 4. 분획 단백질별 아미노산 조성에 있어서는 zein과 glutelin의 아미노산 조성은 품종간 큰 차이가 없었으나 globulin의 아미노산 조성은 Qpm과 수원 19호간 차이가 컸으며 특히 Qpm의 globulin의 lysine 함량은 10.2%로서 수원 19호에 비하여 4배 이상이었다. 5. 분획 단백질별 아미노산 조성 및 품종간 분획 단백질량을 비교하였을 때 Qpm의 opaque-2인자는 종실 단백질 중 zein함량을 억제하고 glutelin과 globulin을 증대시킴으로써 종실의 lysine함량을 증대시키는 것으로 나타났다.