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한국(韓國) 재래종(在來種) 옥수수의 계통분류(系統分類) 및 유전적(遺傳的) 특성(特性)에 관(關)한 연구(硏究) (Studies on Classification and Genetic Nature of Korean Local Corn Lines)

  • 이인섭;최봉호
    • 농업과학연구
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    • 제9권1호
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    • pp.396-450
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    • 1982
  • 육종(育種) 자료(資料)를 얻기위해 수집(蒐集)한 한국(韓國) 재래종(在來種) 옥수수 57계통(系統)에 대(對)하여 주성분(主成分) 분석(分析)을 이용(利用)하여 재래종(在來種) 옥수수를 해석(解析)하고 계통분류(系統分類)를 하고 분류(分類)된 계통군별(系統群別)로 주요(主要) 특성(特性)에 대(對)한 유전적(遺傳的) 특성(特性)을 구명(究明)하고자 본(本) 연구(硏究)를 수행(修行)하였던 바 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 특성(特性)들의 평균치(平均値)는 모든 특성(特性)에서 계통간(系統間) 차이(差異)가 있었으며 비중(比重)을 제외(除外)한 모든 특성(特性)에서 교배유형별(交配類型別)로 차이(差異)가 있었는데 출수기(出穗期)까지의 일수(日數)를 제외(除外)한 모든 특성(特性)에서 자식(自殖)된 계통(系統)의 것은 세력(勢力)이 감소(減少)되었고 톱교배(交配)된 계통(系統)의 것은 세력(勢力)이 증대(增大) 되었다. 2. 특성간(特性間)의 상관계수(相關係數)는 0.99~-0.59 사이에 분포(分布)하였는데 특성간(特性間)의 상관(相關)은 대체(大體)로 낮은 것이 많았다. 그러나 수량구성요소(收量構成要素)와 관련(關聯)된 주요특성(主要特性)에서는 상관(相關)이 높았고 교배유형(交配類型)에 따른 특성간(特性間)의 상관계수(相關係數)의 크기는 별(別) 차이(差異)가 없었다. 3. 27개(個) 특성(特性) 가운데서 12개(個)의 주요특성(主要特性)을 이용(利用)한 주성분(主成分) 분석(分析)에서 제(第)4 주성분(主成分)까지를 가지고 전(全) 변동(變動)의 86.4%를 형매교배(兄妹交配)에서, 84.3%를 자식교배(自殖交配)에서 81.1%를 톱교배(交配)에서 각각(各各) 설명(說明)할 수 있었다. 4. 주성분(主成分)에 대(對)한 특성(特性)의 기여율(寄與率)은 특성(特性)에 따라 달랐고 상위(上位) 주성분(主成分)에서 컸으며 하위(下位) 주성분(主成分)에서 작았다. 5. 주성분(主成分)과 특성간(特性間)의 상관계수(相關係數)는 주성분(主成分)의 생물학적(生物學的) 의의(意義)와 주성분(主成分)에 대응(對應)한 식물체(植物體)의 형(型)을 명확(明確)히 하였는데 제(第)1 주성분(主成分)은 식물체(植物體)의 크기에 관련(關聯)된 주성분(主成分)이었고, 제(第)2 주성분(主成分)은 식물체(植物體)의 분화(分化) 및 생장기간(生長期間)에 관련(關聯)된 주성분(主成分)이었고, 제(第)3 주성분(主成分)과 제(第)4 주성분(主成分)은 형매교배(兄妹交配)된 계통(系統) 및 자식계통(自殖系統)에서는 뚜렷한 특징(特徵)이 없었으나 톱교배(交配)된 계통(系統)에서는 엽(葉)의 크기에 관련(關聯)된 주성분(主成分)이었다. 6. 계통간(系統間) 거리(距離)에 의(依)해 57계통(系統)은 4개(個)의 계통군(系統群)으로 분류(分類)되었으나 전계통(全系統)의 91.1%인 52계통(系統)이 계통군(系統群) I로 분류(分類)되어 수집(蒐集)된 재래종(在來種) 옥수수의 대부분(大部分)이 동일계통(同一系統)인 것으로 나타났고, 계통군(系統群) II에는 3계통(系統)이, 계통군(系統群) III과 계통군(系統群) IV에는 각각(各各) 1계통(系統)이 속(屬)하였다. 계통군(系統群) I은 조생(早生), 단간(短稈), 중형자수(中型雌穗), 중립(中粒) 및 중수(中收) 계통(系統)들이었고, 계통군(系統群) II는 만생(晩生), 중간(中稈), 소형자수(小型雌穗), 소립(小粒), 다자수(多雌穗) 및 다수(多收) 계통(系統)들이었다. 계통군(系統群) III은 중생(中生), 장간(長稈), 소형자수(小型雌穗) 및 소립(小粒), 소수(少收) 계통(系統)들이었고, 계통군(系統群) IV는 중생(中生), 장간(長稈), 대형자수(大型雌穗), 소자수(少雌穗) 및 중수계통(中收系統)이었다. 7. 특성(特性)들의 자식열세도(自殖劣勢度)는 계통(系統)에 따라 차이(差異)가 있었으며 수량(收量), 이삭중(重), 초장(草長) 등(等)에서 비교적(比較的) 크게 나타났고, 분류(分類)된 군별(群別) 자식열세도(自殖劣勢度)는 100 입중(粒重), 엽수(葉數), 엽장(葉長) 및 출수기(出穗期)까지의 일수(日數) 등(等)의 특성(特性)이 계통군(系統群) I에서 컸고, 기타의 특성(特性)은 계통군(系統群) II에서 컸다. 8. 특성(特性)들의 잡종강세도(雜種强勢度)는 계통간(系統間) 차이(差異)가 있었으며 이삭중(重), 이삭당(當) 입중(粒重), 100입중(粒重) 및 엽장(葉長) 등(等)에서 높았으며 분류(分類)된 군별(群別)로 보면 이삭길이, 이삭직경(直徑), 이삭중(重), 이삭당(當) 입중(粒重), 100 입중(粒重) 및 엽장(葉長) 등(等)의 특성(特性)은 계통군(系統群) II에서 높았고 기타의 특성(特性)은 계통군(系統群) I에서 높았다. 9. 특성(特性)들의 동질접합체(同質接合體) 정도(程度)는 이삭중(重)(79.1%)에서 가장 높았으며 이삭 수(數)(-2.1%)에서 가장 낮았는데 특성별(特性別)로 큰 차이(差異)가 있었다. 분류(分類)된 군별(群別)에 있어서도 동질접합체(同質接合體) 정도(程度)는 특성(特性)에 따라 차이(差異)가 있었는데 계통군(系統群) II에서 높은 것이 많았고 계통군(系統群) I에서 낮은 것이 많았다. 10. 형매교배(兄妹交配)된 계통(系統)의 특성(特性)과 톱 교배(交配)된 계통(系統)의 특성(特性)과의 상관관계(相關關係)는 모든 특성(特性)에서 정(正)의 상관(相關)을 나타내었으며 이삭수(數), 초장(草長), 엽장(葉長), 수량(收量) 및 단백질(蛋白質) 함량(含量) 등(等)에서 높은 상관(相關)을 나타내었으며 이삭 직경(直徑), 100입중(粒重) 및 엽수(葉數) 등(等)에서는 유의성(有意性)이 인정(認定)되지 않았다.

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쌀 품질 고급화 및 고부가가치화를 위한 육종현황과 전망 (Current Status and Perspectives in Varietal Improvement of Rice Cultivars for High-Quality and Value-Added Products)

  • 최해춘
    • 한국작물학회지
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    • 제47권
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    • pp.15-32
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    • 2002
  • 1980-'90년대에 쌀의 자급생산이 지속되고 생활수준 향상에 따른 양질미 수요가 점증되면서 자포니카 다수성 품종의 미질 개선에 힘을 크게 기울이게 되었고 식미향상을 위한 육종연구 와 효율적 평가 기술개발 연구에 박차를 가하게 되어 쌀의 이화학적 특성과 식미 및 밥 물리성간 상관과 식미의 객관적 평가방법 개발, 양식미 쌀 및 가공적성 특수미 개발 등 그 동안 많은 연구성과를 올리게 되었다. 1990년대에 밥맛이 매우 좋은 고품질 자포니카 품종과 대립, 심백미, 향미, 유색미 등 가공용 특수미 품종을 개발 보급하였고 식미와 용도에 대하여 식미검정계, 신속점도측정계 및 texture 분석계 등을 이용하여 검토하였다. 최근에는 아밀로스 함량이 9%로 찹쌀과 맵쌀의 중간 성질을 가진 중간찰 품종인 '백진주벼'와 배유가 보얀 멥쌀인 '설갱 벼'를 비롯하여 라이신 함량이 높은 '영안벼' 육성하여 쌀의 가공 이용성과 기능성을 한층 높혀 놓았다. 식미와 여러 가지 미질 특성간 관련성에 관한 연구 결과를 요약해 보면 다음과 같다. 쌀의 상온흡수율 및 최대흡수율은 K/Mg율 및 알칼리 붕괴도와 유의한 부의 상관성을 나타내었으며 가열흡수율이 높은 품종일수록 밥의 용적팽창률이 컸다. 수분함량이 낮은 경질인 쌀일수록 침지 20분 후의 상온흡수율과 최대흡수율이 더 높은 경향이었으며 이러한 흡수 특성은 쌀 단백질 함량이나 아밀로스 함량 및 식미와는 유의한 상관성이 없었다 취반 적정가수량은 품종에 따라 마른 쌀 무게의 1.45-l.61배의 변이를 나타내었고 평균은 1.52배였으며 알맞게 취사된 밥의 부피는 평균 쌀 부피의 2.63배가되었다. 쌀 형태, 알칼리붕괴도, 호응집성, 아밀로스 및 단백질 함량은 거의 비슷하지만 식미에 차이가 있는 자포니카 품종들을 사용하여 식미와 관련된 쌀의 이화학적 특성을 검토한 결과, 밥의 윤기와 식미 총평은 생산 연도에 따라 호화점도 특성 중 최고점도, 최저점도 및 응집점도와 밀접한 관계를 나타내었다. 밥맛이 가장 좋은 일품 벼는 쌀의 외층에 아밀로스 함량 분포가 낮고 쌀을 열탕에 담근 20분간 우러난 용출액의 요드 정색도가 낮고 증가정도도 완만하였다. 일품 벼는 밥맛이 떨어지는 동해 벼에 비해 밥알 횡단면의 주사형 전자현미경 사진에서 밥알 외층의 호화전분의 그 물망이 매우 치밀하고 속층의 전분립의 호화정도가 양호하였다. 식미총평은 식미관련 이화학적 특성과의 관계를 이용한 중회귀식에 의해 매우 높은 결정계수로 추정이 가능하였다. 밥노화의 품종간 차이는 α-amylase-iodine 법으로 비교할 수 있었는데 노화정도가 적었던 품종은 일품벼, 추청벼, 사사니시끼, 진부벼 및 고시히까리였다. 통일형 품종인 태백벼와 자포니카 품종 중 섬진벼가 비교적 밥노화가 빨랐다 일반적으로 밥맛이 좋은 품종이 밥의 노화정도가 느렸으며 찬밥의 탄력성이 큰 경향이었다. 또한 밥노화가 느렸던 품종은 최저점도가 높았고 최종점도가 낮았다 찬밥의 탄력성은 쌀의 마그네슘함량과 밥의 용적팽창률과 밀접한 관계를 나타내었다. 식은밥의 더운밥 대비 경도 변화율은 취반용출액의 고형물량과 취반용적 팽창률과 부의 상관을 나타내었다. 식미관련 주요 이화학적 특성은 밥의 노화와도 직접 간접으로 상관이 있는 것으로 평가되었다. 쌀의 여러 가지 식품 가공적성과 관련된 형태 및 이화학적 특성은 가공식품 종류에 따라 매우 다르다. 쌀 튀김성은 호응집성이 연질이거나 아밀로스 함량이 낮을수록 양호하며 지질함량이나 단백질 함량이 높으면 좋지 않은 경향이다. 심복백정도가 심할수록 튀김현미 정립률이 떨어지며 현미 강도가 높을수록 튀김률은 높은 경향이었다 쌀국수는 밀가루와 50% 혼합시에 쌀의 칼륨 및 마그네슘 함량이 높은 품종일수록 제면 총평이 낮은 경향이었고 제면이 양호한 것이 국수물의 용출고형 물량이 적은 경향이었다. 쌀빵 가공적성은 품종에 따라서 현미와 백미간에 현저한 차이를 나타내는 것이 있는데 현미에서 반죽의 부피 증가율이 큰 쌀일수록 푹신한 감이 있는 쌀방 제조가 가능하였으며 백미에서 단백질 함량이 높은 품종일수록 쌀빵이 더욱 촉촉한 느낌이 있는 경향이었다. 아밀로스 함량이 높고 호응집성이 경질인 쌀일수록 쌀빵의 탄력성이 더 높은 경향이었다. 쌀의 발효 및 양조적성은 심복백이 심한 쌀이나 새로운 돌연변이인 뽀얀 멥쌀이 홍국균이나 홍국균의 균사활착 밀도가 높고 당화 효소 역가도 높은 경향이었으며 쌀알이 대립이면서 단백질 함량이 낮은 쪽이 양조에 유리한 것으로 알려져 있다. 찰벼 품종도 여러 가지 이화학적 특성과 전분구조 특성의 차이에 따라 9개의 품종군으로 나누어 볼 수 있을 만큼 품종적 변이가 크며 이들 이화학적 및 구조적 특성간에 상호 밀접한 연관성을 나타내었으며 유과·인절미·식혜ㆍ미숫가루 등에 상당한 가공적성의 차이를 보였다. WTO 체제 출범이후 생산비와 가격 면에서 경쟁력이 약한 우리 쌀이 살아남기 위해서는 품질의 고급화와 쌀 가공식품의 다양화 및 고기능성 개발을 추구할 수밖에 없다. 따라서 이와 같은 노력은 벼 품종개발만으로 소기의 성과를 올리기 어렵고 쌀 식품의 고급화 및 다양화를 위한 여러 분야의 긴밀한 연구협력이 수반되지 않으면 안 된다.