Statistical Analysis of Amylose and Protein Content in Breeding Line Rice Germplasm Collected from East Asian Countries Based on Near-infrared reflectance spectroscopy

근적외선분광분석에 의한 육성계통 벼 유전자원의 아밀로스 및 단백질 성분함량에 관한 통계분석

A statistical analysis of 9,771 non-glutinous rice in breeding line germplasm collected from Korea (2,836), China (2,136), Japan (1,219), and the Philippines (1,213) was conducted using normal distribution, variability index value (VIV), analysis of variation (ANOVA) and Ducan's multiple range test (DMRT) based on the data obtained from NIRS analysis. According to the normal distribution, the average protein content was 7.9%, and non-glutinous rice ranging over 10% amylose had 23.6% average content. Most resources were between 5.3 and 10.5% in protein content, and 15.7 and 31.5% in amylose content. The VIV was 0.54 for protein, and 0.83 for amylose. The average amylose content was 25.18%, 24.54%, 22.08%, and 21.47% in Filipino, Chinese, Korean, and Japanese resources, respectively, wheereas the average protein content was found to be 8.19%, 7.79%, 7.58%, and 7.42% in Filipino, Chinese, Korean, and Japanese resources, respectively. The ANOVA of amylose and protein content showed significant differences at the level of 0.01. The F-test value was 412.2 for amylose content, and 108.4 for protein when compared with the critical value of 3.78. The DMRT of amylose and protein content showed significant differences (p<0.01) among resources from different countries. The Filipino resources had the highest level of amylose and protein content, whereas; the lowest level of amylose and protein content were found in Japanese when compared with resources of other origins. These results are recommended as helpful materials in the field of breeding.

본 연구는 선행연구에서 개발된 근적외선 분광분석(NIRS) 예측 모델을 활용하여 측정된 국내외 육성계통 메벼 유전자원의 아밀로스 및 단백질 함량 자료를 통계처리 하여 자원의 지리적 특성과 성분 함량에 대한 정확한 정보를 제공하기 위해 실시하였다. 정규분포분석 결과 메벼 유전자원의 아밀로스 평균은 23.6%였고, 단백질 평균은 7.9%였으며 전체 자원의 95%를 차지하는 자원들의 함량범위는 아밀로스가 15.7-31.5%, 단백질이 5.3-10.5%였다. 자원의 다양성지수는 아밀로스가 0.83, 단백질은 0.54였다. ANOVA, DMRT에 사용된 자원 수는 한국 자원이 2,386, 중국은 2,136, 일본은 1,219, 필리핀은 1,213자원이었다. 국가별 아밀로스 평균 함량은 한국 자원이 22.1%, 중국 자원은 24.5%, 일본 자원은 21.5%, 필리핀 자원은 25.2%였다. 단백질 평균함량은 한국 자원이 7.6%, 중국 자원은 7.8%, 일본 자원은 7.4%, 필리핀 자원은 8.2%였다. ANOVA 결과 벼 유전자원의 아밀로스 및 단백질 함량은 국가별 차이가 있었고 1% 유의수준에서 차이가 인정되었다. DMRT 결과 국가별 아밀로스 함량은 한국, 중국, 일본, 필리핀의 네 집단으로 나눌 수 있었으며 각 집단 간 아밀로스 함량차이는 1% 유의수준에서 차이가 인정되었다. 단백질 함량은 한국, 중국, 일본, 필리핀의 네 집단으로 나눌 수 있었으며 각 집단간 단백질 함량차이는 1% 유의수준에서 차이가 인정되었다. 일본 자원은 가장 낮은 아밀로스와 단백질 평균함량을 나타냈고, 필리핀 자원은 가장 높은 아밀로스와 단백질 평균함량을 나타냈다. 이러한 지리적 분포에 따른 벼 자원 간 함량차이는 각 지역별 자원 선호도와 계통 특성이 반영된 결과라고 할 수 있다.