한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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pp.12-12
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2017
Genetic improvement in potato can be carried out through several approaches, as sexual crosses, somatic hybridization, mutation and genetic engineering. Although the approach is different, but the goal is the same, to get a superior cultivar. Mutation and genetic engineering are very interesting methods for genetic improvement of potato plants. Mutation by gamma-ray irradiation have been performed to get some new potato cultivars which are more resistant to disease and have higher productivity. We have carried out a mutation of some potato cultivars and obtained some excellent clones to be potentially released as new superior cultivars. By the mutation method, we have released one potato cultivar for the French fries industry, and we registered one cultivar of potato for chips, and two cultivar for vegetable potatoes. Actually we are doing multi-location trial for three clones to be released as new cultivars. Through genetic engineering, several genes have been introduced into the potato plant, and we obtained several clones of transgenic potato plants. Transgenic potato plants containing FBPase gene encoding for fructose bisphosphatase, have a higher rate of photosynthesis and higher tuber productivity than non-transgenic plants. This result suggests that FBPase plays an important role in increasing the rate of photosynthesis and potato tuber productivity. Some transgenic potatoes containing the Hd3a gene are currently being evaluated for their productivity. Over expression of the Hd3a gene is expected to increase tuber productivity and induce flowering in potatoes. Transgenic potato plants containing MmPMA gene encoding for plasma membrane ATPse are more tolerant to low pH than non-transgenic plants, indicating that plasma membrane ATPase plays an important role in the potato plant tolerance to low pH stress. Transgenic potato plants containing c-lysozyme genes, are highly tolerant of bacterial wilt diseases caused by Ralstonia solanacearum and bacterial soft rot disease caused by Pectobacterium carotovorum. Expression of c-lyzozyme gene plays an important role in increasing the resistance of potato plants to bacterial diseases.
"Early Valley", is an early maturing potato cultivar with high yield potential. "Early Valley" is a clonal selection resulting from the cross between 'Suncrisp' and 'A87109-10'. It has medium plant height and light green foliage. "Early Valley" has medium flowering habit and white flowers. Tubers are smooth, yellow skin, light yellow flesh, round tuber shape, medium eye depth, and medium dormancy and good keeping quality. It has stable yield under wide range of climatic conditions. "Early Valley" is resistance to late blight, but moderately susceptible to common scab and hollow heart. This cultivar is also resistant to potato rotting at harvesting during the raining season. "Early Valley" has high level of antioxidant activity (about three times higher) and vitamin C (higher by 40%) than the 'Superior'. This cultivar has high level of tuber uniformity and capable of yielding 36.56 t/ha which is 17.07% higher than the control potato cultivar 'Superior' under optimum agronomical practices.
(주)포테이토밸리에서 개발한 감자 신품종인 구이밸리, 보라밸리, 고구밸리와 기존 품종인 수미의 영양성분과 이화학적 특성을 조사하였다. 일반성분의 경우 조단백은 수미가, 회분은 고구밸리가, 탄수화물은 보라밸리가 가장 높게 나타났으며, 지방산은 linoleic acid, linolenic acid와 같은 필수지방산의 비율이 높으면서 품종간 함량 차이는 거의 없었다. 무기질 함량은 고구밸리가 가장 높았으며, K와 P가 주요 무기질인 것으로 나타났다. 구이밸리는 전분 함량이 높고 환원당 함량은 낮아 가공용 감자로 이용하기에 적합한 품종이었고, 식이섬유와 vitamin C는 고구밸리가 기타 품종에 비해 월등히 높은 함량을 나타내었다. 페놀산의 경우 chlorogenic acid, caffeic acid 그리고 ${\rho}-coumoric$ acid 등이 정량되었고 chlorogenic acid와 caffeic acid가 주요 페놀산이었으며, 보라밸리가 가장 높은 페놀산 함량을 나타내었다. DSC 분석 결과 호화개시 온도는 수미에 비하여 밸리 품종이 비교적 높은 호화개시 온도를 나타내었고, 피크온도도 유사한 경향이었으며, 호화 엔탈피는 구이밸리가 가장 높은 값을 나타내었다. RVA 상의 페이스트 온도는 DSC 결과에서의 호화개시온도 경향과 유사하였으며, 구이밸리가 가장 높은 최고점도와 최종점도를 나타내었다.
본 연구는 국산 신품종 감자인 '고운', '새봉', '진선'의 이화학적, 구조적 및 유변학적 특성을 도입 품종인 '대서'와 비교하여 측정함으로써 신품종 감자의 가공적성 규명과 가공식품 제조를 위한 기초자료를 마련하기 위해 수행되었다. 감자가루의 총전분 함량은 도입 품종인 '대서'에서 73.34%로 유의적으로 가장 높게 나타났다. 품종별 감자가루의 인 함량은 '새봉'에서 2,249.94 ppm으로 가장 높게 나타났다. 신품종 감자가루의 구조분석 결과 전분 입자에 비전분성 물질이 결합 혹은 자유롭게 존재하는 미세구조를 나타내었고, X-선 회절도 분석에서 B형 전분의 결정형 피크를 나타내었다. FT-IR 분석 결과 지문영역에서 품종 간에 차이가 나타나지 않아 '대서'와 신품종 감자의 구조적인 특성에는 차이가 없는 것으로 나타났다. Rapid Visco Analyzer에 의한 페이스팅 특성은 '새봉' 품종의 peak viscosity가 유의적으로 높게 나타났으며, setback viscosity는 신품종 감자(38.67~56.00 cP)가 '대서(72.00 cP)'보다 낮게 나타났다. 정상유동 특성은 '대서'의 점조도 지수와 겉보기 점도가 가장 높게 나타났으며, 동적 점탄 특성에서는 진동수가 증가함에 따라 저장 탄성률(G′)과 손실 탄성률(G″) 값이 증가하는 경향을 나타내었으며, '진선'의 G′, G″과 복소 점도 값이 가장 높게 나타났다.
Physicochemical properties of starches isolated from 3 new potato cultivars developed by Potato Valley Ltd. were investigated and compared to those of starch isolated from 'Superior' being distributed prominently in Korea. Significant differences were observed in physicochemical properties such as granule size, amylose content, phosphorus content, water binding capacity, swelling power, solubility, and in vitro digestibility of starches from different potato cultivars. Thermal properties were evaluated using differential scanning calorimetry (DSC), and onset gelatinization temperatire ($T_o$), peak temperature ($T_p$), and enthalpies of gelatinization (${\triangle}H$) of different potato cultivars ranged as $58.0{\pm}0.3-61.7{\pm}0.4^{\circ}C,\;63.7{\pm}0.2-$$66.5{\pm}0.0^{\circ}C$, and $15.6{\pm}0.5-17.0{\pm}0.3$ J/g, respectively. Pasting properties were evaluated using a rapid visco analyzer (RVA), and pasting temperature, peak viscosity, and final viscosity of different potato cultivars ranged as $65.0{\pm}0.1-68.9{\pm}0.1^{\circ}C$, $8,163.7{\pm}196.3-9,035.7{\pm}6.4$ cp, and $4,397.7{\pm}166.7-7,025.0{\pm}271.3$ cp, respectively. Especially, 'Gogu valley' starch showed the highest values in the amylose and phosphorus content among tested potato cultivars and higher water binding capacity, swelling power, and solubility than those of other tested starches. And it also showed high pasting temperature, peak viscosity, trough viscosity, and final viscosity as compared to other tested starches.
Comparisons of the physico-chemical characteristics between white Atlantic potatoes and violet Bora Valley potatoes were performed. According to the results, Bora Valley had 7% higher moisture content than Atlantic, but there were no differences in crude fat and crude ash contents. Bora Valley, however, had about 3% less crude protein content than Atlantic. In a vitamin C analysis by HPLC, the Atlantic and Bora Valley potatoes contained 14% and 39% vitamin C, respectively, indicating that Bora Valley contained about twice as much of the vitamin as Atlantic. In a vitamin C analysis by HPLC, the Atlantic and Bora Valley potatoes contained 14% and 39% vitamin C, respectively, The dietary fiber content of Bora Valley was 3.12 g per 100 g higher than that of the Atlantic variety. While Atlantic contained neither glucose nor fructose, both sugars were measured in the Bora Valley potatoes, and there was no difference in sucrose content between the cultivar.
'자영'은 2003년 '대서' 품종과 AG34314 계통 간의 교잡 후대에서 유래되었으며, 국립식량과학원 고령지농업연구센터의 감자육종 프로그램을 거쳐 선발되었다. 2006년과 2007년 대관1-104호라는 계통명으로 지역적응시험을 수행하여 주요 생육특성, 괴경특성, 수량성 및 병해특성을 검토하였으며, 2007년 '자영'으로 명명하여 국립종자관리원에 신품종으로 출원하였다. '자영' 감자는 모양이 비교적 둥글고 눈이 얕으며 껍질과 속이 모두 자주색이다. ha당 평균 수량은 37.4톤이었고 봄재배에서 가장 높은 수량성을 나타냈다. '자영'은 감자더뎅이병과 잎말림바이러스병에 높은 저항성을 나타내었으나, 역병에는 감수성이었다. 건물함량은 비교적 높은 20.3%로서 칩가공용으로도 적합하였다. 안토시아닌 함량은 가을재배에서 가장 높은 43.7 mg/100 g이었고, 작형별 평균 함량은 '자심' 품종보다 4.7배 정도 더 많았다.
"홍영"은 2003년 "대서" 품종과 AG34314 계통 간의 교잡후대에서 유래되었으며, 고령지농업연구소의 감자육종 프로그램을 거쳐 선발되었다. 2006년과 2007년 대관1-102호라는 계통명으로 지역적응시험을 수행하여 주요 생육특성, 괴경특성, 수량성 및 병해특성을 평가하였으며, 2007년 "홍영"으로 명명하여 국립종자관리원에 신품종으로 출원하였다. "홍영" 감자는 모양이 둥글고 눈이 얕으며 껍질과 속이 모두 홍색이다. ha당 평균 수량은 37.4톤이었고 봄재배에서 가장 높은 수량성을 나타냈다. "홍영"은 감자더뎅이병과 잎말림바이러스병에 높은 저항성을 나타내었으나, 감자바이러스 Y와 역병에는 감수성이었다. 건물함량은 약간 낮거나 중간 정도인 17.7%로서 일반식용으로 적합하였다. 안토시아닌 함량은 가을재배에서 가장 높은 31.8 mg/100 g이었고, 작형별 평균 함량은 "자심"품종보다 3.6배 정도 더 많았다.
표고 톱밥재배용 다수성 품종 육성을 위해 수집균주 중 우량계통의 단포자 교배로 육성한 '다담'의 주요 특성은 다음과 같다. '다담'의 균사생장 적온은 19~22℃, 발이 및 생육온도는 13~20℃, 발생형은 산발형으로 대조품종 '화담'과 유사하였고, 형태는 평편형으로 평반구형인 '화담' 차이가 있었다. 또한, 자실체 갓색은 '화담' 보다 진하고, 갓두께는 얇고, 대길이는 긴 특성을 가졌다. '다담'의 총 재배기간은 135~139일로 '화담'의 138~142과 크게 차이 나지 않았다. '다담'의 3주기까지 수량은 621 g으로 '화담' 371 g 보다 67% 많았다. 주기별 수량 양상을 보면, '다담'과 '화담' 모두 3주기 수량의 80~83%를 2주기 동안 수확할 수 있었다. 특히, '다담'은 1주기 수량비중이 60%로 '화담' 52%보다 1주기에 수량이 집중되는 특성을 보였다. 농가실증시험 결과, '다담'은 농가재배 품종인 'L808' 보다 다소 갓크기는 작고 대길이가 길었고 재배기간과 수량은 큰 차이 없었다. '다담'의 발생한 자실체 개체는 1개 배지에 평균 15개로 'L808'의 47개에 비해 약 3배정도 적어 솎기에 투입되는 노동력을 절감하는 효과가 기대된다.
국내 톱밥재배용 우수 품종을 육성하기 위해 기존의 육성품종과 수집 우수계통으로부터 단포자 교배를 통해 육성한 '자담'의 주요 특성은 다음과 같았다. 균사생장 적온은 22-25℃, 발이 및 생육온도는 13-20℃이었으며, 자실체 형태는 '평반구형', 발생형태는 '산발형'으로 나타났다. '자담'은 배양기간 25일, 갈변기간 86일, 발이기간 4일, 생육기간 7-9일로 첫주기 버섯 수확까지 총122-124일 소요되었고, 대조품종보다 발이기간이 2일 짧았다. '자담'의 3주기 평균 개체중은 44.6 g으로 대조품종과 유사하였고, 평균 유효개체수가 대조품종 보다 2.1개 많아 총수량이 623.8 g으로 대조품종(455.2 g)대비 약 37% 높은 수량을 보였다. '자담'의 자실체는 대조품종 대비 갓 두께는 유사하였으나, 대의 길이와 굵기가 작았다. 실증 결과, '자담'은 배양기간 26일, 갈변기간 84일로 대조품종(L808)에 비해 배양기간이 10일 짧았으며 2주기 총수량이 543.3 g으로 대조품종과 유사한 결과를 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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