Variation in Heading States of Korean Winter Wheat under Winter Temperature Rise of Toluca in Mexico

The shuttle breeding of Korean winter wheat has been able to develop high-yielding and day-length-intensive varieties with a wide range of ecologic adoption. However, the phenology of winter wheat has been changed due to recent rises in the winter temperature of Toluca and increasing frequency of high temperatures. We defined two wheat groups (group II and III) with vernalization and evaluated the impact of cold exposure duration and heading ratio due to changes in sowing dates by measuring changes in cold exposure duration and corresponding heading states of each group. The wheat cultivars were sown on three dates in two years. The cold exposure requirement of wheat sown on 6 November 2013 was unfulfilled. The cold exposure requirement of wheat sown on 22 November and 6 December 2013 was fulfilled. However, in 2014, the cold exposure requirement of wheat sown on 5 and 20 November was fulfilled, but that of wheat sown on 5 December was unfulfilled. The differences for the two early November sowings were because winter temperature rises, which caused high temperatures in 2013, whereas early November 2014 saw normal temperatures for the area. The heading ratio of group II did not show a clear difference among the three sowing dates, while the heading ratio of group III was reduced by about half. This implies that the efficiency of shuttle breeding of group III will be high since it showed strong sensitivity to changes in sowing dates. We calculated future sowing dates of each group under near future climate scenarios; the future available sowing dates of group II were projected, but the dates of group III were never estimated in the temperature rise scenario in Toluca. Our findings suggest that change of sowing dates should be considered in the strategy for shuttle breeding of Korean winter wheat.

멕시코 톨루카 지역의 겨울 기온상승에 따른 한국 밀 품종의 출수생태 변이

최근 겨울 기온이 상승하면서 밀의 파종시기가 변화되고 있다. 겨울 밀의 경우, 파성 소거에 필요한 저온 노출지속기간이 충족되지 않으면 출수뿐만 아니라 생육이 불안정해질 수 있다. 한국의 농촌진흥청 국립식량과학원은 국제옥수수밀 연구소의 멕시코 톨루카에서 한국의 기후에 맞는 밀 육종을 위해 1996년 이후 지속적으로 밀 적응시험을 수행해 왔다. 그러나 톨루카의 최근 겨울기후가 상승하는 등 이상기후 발생에 의해 밀 파종시기 및 생육에 변화가 발생하였고 이에 따라 우리나라 겨울 밀의 육종 및 적응시험 전략의 변화가 필요하여 이를 위한 기초자료를 제공하고자 본 연구를 수행하였다. 2013년과 2014년에 파종된 CIMMYT 교배 품종과 우리나라 겨울 밀 교배 품종의 출수생태를 그룹별(II and III) 저온 노출지속기간의 변화와 결합하여 파종시기의 변화에 따른 저온 노출지속기간과 출수율에 미치는 영향을 분석하였다. 2013년 11월 6일, 22일, 12월 6일로 3회 파종시기에서 11월 6일에 파종한 것은 저온 노출지속기간은 충분히 충족되지 않았고, 14일 이후인 11월 22일과 12월 6일에는 저온 노출지속기간이 충족되었다. 그러나 2014년 11월 5일과 20일에 파종한 경우는 저온 노출지속기간이 충족되었고, 오히려 12월 5일에 파종한 것에서 저온 노출지속기간이 충족되지 않았다. 이것은 2012년 이후 11월에 빈번한 고온 발생에 의해 11월 파종 후 저온 노출지속기간을 충족시키지 못했던 반면, 2014년 11월 일별 최저기온은 $3.0^{\circ}C$ 미만으로, 11월 파종 후에도 저온 노출지속기간을 충족할 수 있는 기후환경이 유지되었기 때문인 것으로 판단된다. 또한, 우리나라 겨울 밀의 품종 개량 및 적응시험에서 춘파성인 그룹 II는 3회 파종시기 변경에 따라 출수율의 증감 차이가 확실하지 않았는데, 추파성인 그룹 III는 파종시기별 출수율이 뚜렷하게 나타나서 추파성인 그룹 III가 파종시기 이동에 더 민감할 것으로 판단되어 shuttle breeding의 효과가 더 클 것으로 보인다. 또한, 가까운 미래 기후변화 시나리오 전망에 적용한 결과, 톨루카에서 그룹 II의 미래 적정 파종시기는 예측되었지만, 그룹 III에서는 미래 적정 파종시기를 아예 예측할 수 없었기 때문에 추파성인 그룹 III에 대한 shuttle breeding 에는 이러한 점이 고려되어야 할 것으로 판단된다.