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A Description of Plant and Seed Morphology of the Cowpea Cultivar ‘Seonhyeon’
중간신육형 검정종피 동부 품종 ‘선현’
Korean J Breed Sci 2019;51(3):209-213
Published online September 1, 2019
© 2019 Korean Society of Breeding Science.

Dong-Kwan Kim1*, Jin-Gyung Choi1, Seon-Gon Kim1, Kyung-Dong Lee2, Min-Jung Seo3, Beom-Kyu Kang4, and Tae-Jeong Ha4
김동관1* · 최진경1 · 김선곤1 · 이경동2 · 서민정3 · 강범규4 · 하태정4

1Crop Research Division, JARES, Naju 58213, Republic of Korea
2Department of Oriental Medicine Materials, Dongshin University, Naju 58245, Republic of Korea
3Department of Central Area Crop Science, NICS, RDA, Suwon 16429, Republic of Korea
4Department of Southern Area Crop Science, NICS, RDA, Miryang 50424, Republic of Korea
1전남농업기술원, 2동신대학교, 3국립식량과학원 중부작물부, 4국립식량과학원 남부작물부
Correspondence to: (E-mail: kms1996@korea.kr, Tel: +82-61-330-2521, Fax:+82-61-336-8177)
Received May 11, 2019; Revised June 6, 2019; Accepted June 11, 2019.
This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
Abstract

A cowpea cultivar Vigna unguiculata L. Walp ‘Seonhyeon’ is a cross species between V. unguiculata ‘IT145373’ and V. unguiculata ‘IT101362’ developed at the Jeollanamdo Agricultural Research and Extension Services (JARES) in 2017. ‘Seonhyeon’ is an erect plant with an intermediate plant habit, green hypocotyls, light purple-colored corolla, heart-shaped leaflets, black seed surface, and straight, brown mature pods. The anthocyanin content of ‘Seonhyeon’ was 1,632 µg/g, and it contained seven anthocyanins, including cyanidin-3-glucoside and delphinidin-3-glucoside. The stem length of ‘Seonhyeon’ was 54 cm, which was 13 cm longer than that of the control cultivar ‘Okdang’. Its 100-seed weight was 11.8 g, which was 3.6 g lighter than that of the control cultivar. Field resistance of ‘Seonhyeon’ to leaf and systemic diseases was similar to that of the control cultivar, whereas its field resistance to lodging was slightly lower compared to that of the control cultivar. The average yield of ‘Seonhyeon’ was 2.26 ton/ha, which was 15% higher compared to that of control cultivar. Black seed coat of the ‘Seonhyeon’ cultivar is expected to contribute to species specialization as well as to development of various processed products. (Registration number: 7499)

Keywords : Cowpea, Cultivar, Seonhyeon, Black seed coat, Intermediate plant habit, Erect plant type
서 언

동부(Vigna unguiculata L. Walp.)는 자식성 작물로 중앙아프리카가 원산지로 알려져 있고(RDA 2013) 더위와 건조 및 척박한 토양에서 상대적으로 잘 적응하는 특성을 지니고 있다(Kim et al. 1983). 동부는 전분의 물리적 특성과 식감이 우수하고 100 g 당 총 폴리페놀 함량이 517.8 ㎎으로 서리태(청자3호)보다 1.7배, 녹두보다 3.1배, 팥보다는 1.2배 많다(RDA 2009). 국내 동부 품종은 International Institute of Tropical Agriculture (IITA)에서 자원을 도입하여 육성한 ‘서원동부’(Kim et al. 1986), 지역 재배종을 수집 선발하여 육성한 ‘연분’과 ‘장채’(RDA 2012), 국립유전자원센터에서 분양 받아 선발한 자원을 순계분리하여 육성한 ‘옥당’(Kim et al. 2018) 등이 있다. 이들 품종 중에서 중간신육형에 직립초형인 ‘옥당’을 제외한 3품종과 국내 재래종은 경장이 1~3 m로 길고 덩굴이 많아 유인덕을 설치해야 재배가 가능하다. 우리나라의 경우 동부는 대부분 풋협(간식용)으로 생산 유통되는데, 재배자원으로 경장이 3 m 가량 길고 덩굴이 많아 유인덕을 설치해야 생산이 가능한 재래종(무한신육형)을 활용하고 있으며 생산규모는 조사되지 않았다. 그리고 동부는 손으로 여러 번 수확해야 하고 생산성이 낮을 뿐만 아니라 수입산의 가공업체 구매가가 매우 낮아(1,700~1,900원/kg) 가공용(종실) 소비량의 대부분을 수입에 의존하고 있는 실정이다. 최근에 개발된 ‘옥당’은 전남 영광과 충남 서천 지역을 중심으로 모싯잎송편 소(앙고) 원료 국산화를 위해 약 250 ha (추정) 가량 가공용(종실 생산)으로 재배되고 있다. 그러나 ‘옥당’은 송편 소(앙고) 제조에 적합하나 종피색이 연한노랑으로 소비자 기호성은 낮은 편이다. 따라서 컬러 농산물 소비 트랜드에 부합되게 종피색이 검정이고 신육형은 중간형이며 초형은 직립이면서 생육량이 일정 수준 이상 확보되어 수량이 많은 품종인 ‘선현’을 육성하였기에 그 육성경위와 주요특성 등을 요약 보고하는 바이다.

재료 및 방법

재배방법 및 특성조사

‘선현’의 지역적응성, 생산능력 및 재해저항성 검정은 전남 나주(전남농업기술원), 경기 수원(국립식량과학원 중부작물부), 대구(국립식량과학원 남부작물부 대구시험지)에서 2016년과 2017년에 난괴법 4반복으로 ‘옥당’과 비교하면서 실시하였다. 표준품종인 ‘옥당’은 국내 최초로 덩굴이 적은 중간신육형이고 직립초형이며 만기에 파종하면 콤바인 수확이 가능하다(Kim et al. 2018). 2016년과 2017년에 나주에서 각각 7월 14일, 7월 11일, 수원에서 각각 7월 14일, 7월 4일, 대구에서 2년 모두 6월 20일에 파종하였다. 나주와 대구에서는 60×20 cm로 4~5립씩 점파하여 2엽기에 주당 2개체씩 남기고 솎아주었다. 수원에서 2016년에는 70×15 cm로 점파하여 2엽기에 주당 2개체씩 남기고 솎아주었고, 2017년에는 7월 4일에 육묘상자에 파종하여 7월 13일에 70×15 cm로 주당 2개체씩 이식하였다. ha 당 질소 30 kg, 인산 30 kg, 칼리 35 kg 및 퇴비 10,000 kg을 경운 전에 전량 살포하였고 기타 재배법은 관행에 준하였다. 신육형, 초형, 꽃색, 꼬투리와 종실 특성, 잎모양 등 고유형질은 작물별 특성조사요령(KSVS 2011)에 따라 조사하였다. 개화시, 성숙시, 경장, 소화경과 꼬투리 길이 등 일반특성, 병해저항성, 도복저항성 및 수량성은 녹두 유전자원 특성조사 및 관리 요령(Kim et al. 2006)에 준하여 조사하였다.

이화학분석 및 종피율

일반성분 분석은 전남 나주(전남농업기술원)에서 2017년 1차와 2차에 수확된 종실을 이용하였다. 열풍건조기(40℃)로 종실의 수분함량이 12~13%가 되도록 건조하고 분쇄기(C/11/1, Glenmills, USA)로 분쇄하여 시료로 활용하였다. 조단백질 함량은 시료 (0.2~1.0 g)를 Dumas법에 따른 연소를 통해 연소가스의 건조, 세척 및 환원과정을 거쳐 TCD로 질소 분석(Rapid N cube Nitrogen analyzer, Elementar)하여 환산하였고, 조지방 함량은 시료 2.0 g을 105℃에서 2시간 동안 n-hexane으로 soxhlet 추출하여 용매를 제거하고 데시게이트에서 실온까지 식힌 후에 Soxhlet Extractor B-811 (Buchi)로 측정하였으며, 탄수화물은 조단백질, 조지방 및 회분을 제외한 함량으로 계산하였다. 안토시아닌 함량은 시료 1.0 g (2반복)를 40% MeOH (0.1% HCl) 20 ml로 4℃에 48시간 추출하고 syringe filter (0.2 um)로 여과하여 UHPLC (Ultimate 3000, Thermo Scientific, USA)로 분석하였다. 분석용 컬럼은 Agilent Eclipse Plus C18 (50×3, 1.8 um), 분석파장은 UV/vis 530 nm, 컬럼온도는 25℃, 이동상의 유속은 분당 0.3 mL로 하였고, 이동상 용매의 농도구배조건은 Table 1과 같다. 종피율은 전남 나주(전남농업기술원)에서 2017년 1차와 2차에 수확된 종실을 도정기(Pearlest, Kett)로 자엽과 종피로 정밀하게 분리하여 무게비로 나타냈다.

Mobile phase gradient condition of UHPLC analysis for anthocyanin content of a cowpea cultivar ‘Seonhyeon’.

Time (min) Mobile phase concentration Mobile phase
0 15% B A : 0.1% TFA in Water B : 0.1% TFA in MeOH
1 15% B
2 24% B
8 28% B
11 28% B
12 30% B
15 33% B
16 50% B
17 50% B
21 post run

결과 및 고찰

육성경위

‘선현’은 중간신육형에 직립초형이며 종피색이 회색인 IT145737(JARES 2011)을 모본으로 하고 중간신육형에 직립초형이고 종피색이 검정색인 IT101362 (JARES 2011)를 부본으로 한 품종이다. 2011년 5월에 유리온실에서 인공교배하여 6월에 획득한 F1 종실을 7~9월에 유리온실에서 양성하고 2012년부터 노지포장에서 3년간 F2~F4 세대를 육성하여 선발한 계통 ‘JC1108-B-7-14-8’이다. 2015년과 2016년에 생산력검정을 실시한 결과, ha당 수량이 2.17 ton으로 ‘옥당’보다 42% 많아 ‘전남5호’로 계통명을 부여하였다. 2016년과 2017년에 지역적응성을 나주, 수원 및 대구에서 검토한 결과, 검정색 종피로 안토시아닌을 함유하고 1차 수확기 개체당 꼬투리수와 꼬투리당 종실수가 많은 다수성 계통으로 인정되어 2017년 12월에 농촌진흥청 농작물 직무육성 신품종선정위원회에서 신품종으로 선정하고 ‘선현’으로 명명되었다. ‘선현’의 육성 계통도는 Fig. 1, 개화기와 성숙기 모습은 Fig. 2와 같다.

Fig. 1.

Pedigree diagram of a cowpea cultivar ‘Seonhyeon’, AYT: Advanced yield trial, RYT: Regional yield trial.


Fig. 2.

Panoramic photograph of a new cowpea cultivar ‘Seonhyeon’.



고유특성

‘선현’의 초형은 직립이고 신육형은 중간형이며 배축은 녹색이고 잎 모양은 심장형이다. 꽃은 보라색이고 착협위치는 중간이며 성숙된 꼬투리는 약간 굽은 갈색이다. 종자는 무늬가 없으며 타원형이고 종피는 검정색이고 2차색이 없으며 광택이 약하다(Table 2).

Inherent characteristics of a cowpea cultivar ‘Seonhyeon’.

Cultivar Plant habit Plant type Leaflet shape Hypocotyl color Corolla color Color at maturity of pod Setting position of pod Curvature of pod
Seonhyeon Intermediate Erect Heart Green Purple Brown Middle Slight curve
Okdang Indeterminate Erect Heart Green Purple Brown Middle Slight curve


Cultivar Seed marking Seed coat color Secondary color of seed coat Seed surface luster Seed shapes

Seonhyeon Non Black Non Weak Elliptical
Okdang Non Orange yellow Non Weak Elliptical


일반특성 및 내재해성

‘선현’의 개화시는 8월 6일이고 성숙시는 8월 25일로 ‘옥당’과 같다. 경장은 54 cm로 ‘옥당’보다 13 cm 크고 소화경 길이는 같으며 꼬투리 길이는 16.0 cm로 16.7 cm인 ‘옥당’과 비슷하다. ‘선현’의 개체당 꼬투리수와 꼬투리당 종실수는 각각 13.1개, 11.24개로 ‘옥당’보다 각각 2.8개, 0.4개 많으며 종실 길이는 8.03 mm로 0.98 mm 작고 종실 너비는 5.73 mm로 0.82 mm 좁으며 백립중은 11.8 g으로 3.6 g 가볍다(Table 3). 그리고 ‘선현’의 잎병과 전신병(역병, 시들음병)에 대한 포장저항성 정도는 모두 1로 ‘옥당’과 비슷하고, 쓰러짐에 대한 포장저항성 정도는 2로 1인 ‘옥당’보다 약간 약한 편이다(Table 4).

Agronomic characteristics of a cowpea cultivar ‘Seonhyeon’ determined by regional yield trial from 2016 to 2017.

Cultivar 1st flowering date 1st maturing date Stem length (cm) Pedicel length (cm) Pod length (cm) No. of pod per plant No. of seed per pod Seed length (mm) Seed width (mm) 100-seed weight (g)
Seonhyeon Aug. 6 Aug. 25 54* 28ns 16.0ns 13.1* 11.2* 8.03* 5.73* 11.8**
Okdang Aug. 6 Aug. 25 41 28 16.7 10.3 10.8 9.01 6.55 15.4
not significant in the t-test, while
significant at 5% and 1% level, respectively

Field resistance to diseases and lodging of a cowpea cultivar ‘Seonhyeon’ determined by regional yield trial from 2016 to 2017.

Cultivar Leaf disease (0~9)z Systemic disease (0~9) Lodging (1~9)y
Seonhyeon 1 1 2
Okdang 1 1 1
0: Resistant, 9: Susceptble,
1: Resistant, 9: Susceptble


품질특성

‘선현’ 종실의 전분, 조단백질 및 조지방 함량은 각각 74.3%, 20.8%, 1.2%로 ‘옥당’과 비슷하고 전체 종실에서 종피의 무게비는 10.8%로 ‘옥당’의 9.8%보다 1.0% 높다(Table 5). ‘선현’ 종실은 cyanidin-3-glucoside 598 μg/g, delphinidin-3-glucoside 317 μg/g, petunidin-3-glucoside 246 μg/g, malvidin-3-glucoside 219 μg/g, peonidin-3-glucoside 199 μg/g, delphinidin-3-galactoside 30 μg/g, cyanidin-3-galactoside 23 μg/g 등 7종류의 안토시아닌 1,632 μg/g을 함유한다(Table 6).

Contents of nutritional and ratio of seed coat of a cowpea cultivar ‘Seonhyeon’.

Cultivar Carbohydrate (%) Crude protein (%) Crude fat (%) Ratio of seed coat (%)
Seonhyeon 74.3±2.48ns 20.8±1.05ns 1.2±0.11ns 10.8±0.51*
Okdang 73.4±2.59 21.4±1.01 1.4±0.10 9.8±0.48
not significant in the t-test, while
significant at 5% level

Anthocyanin content (㎍/seed grams) of a cowpea cultivar ‘Seonhyeon’.

Dp3gal Dp3glc Cy3gal Cy3glc Pt3glc Pn3glc Mal3glc Total
30±0.8 317±7.2 23±0.1 598±12.0 246±1.9 199±3.1 219±0.1 1,632

※ Dp3gal : Delphinidin-3-galactoside; Dp3glc : Delphinidin-3-glucoside; Cy3gal : Cyanidin-3-galactoside; Cy3glc : Cyanidin-3-glucoside; Pt3glc : Petunidin-3-glucoside; Pn3glc : Peonidin-3-glucoside; Mal3glc : Malvidin-3-glucoside



수량성

나주, 수원, 대구에서 2016년부터 2017년까지 2년간 실시한 지역적응성 검정에서 ‘선현’의 ha당 수량은 2.26 ton으로 ‘옥당’의 1.97 ton보다 15% 많다. 2016년과 2017년에 ha당 3지역 평균 수량은 각 2.16 ton, 2.35 ton으로 ‘옥당’보다 각 18%, 12% 많고, 나주, 수원에서 2년간 ha 당 평균 수량은 각 2.09 ton, 2.82 ton으로 ‘옥당’보다 각 17%, 32% 많으나 대구에서는 1.88 ton으로 6% 적다(Table 7). 대구에서는 일반적인 동부 파종 적기(7월 상⋅중순)보다 15~20일 빠른 6월 20일 파종에 따른 차이인 것으로 보여진다.

Yield of a cowpea cultivar ‘Seonhyeon’ determined by regional yield trial from 2016 to 2017.

Location Seonhyeon (MT/ha, A) Okdang (MT/ha, B) Index (A/B)


2016 2017 Mean 2016 2017 Mean
Naju (JARES) 2.38 1.79 2.09 2.08 1.49 1.79 117
Suwon (NICS) 2.63 3.00 2.82 2.47 1.79 2.13 132
Daegu (NICS) 1.48 2.27 1.88 1.01 2.99 2.00 94

Mean 2.16 2.35 2.26* 1.85 2.09 1.97 115
significant at 5% level in the t-test.


적응지역 및 재배상의 유의점

일반적인 동부 특성과 같이 ‘선현’은 배수가 불량한 토양에서는 쉽게 습해가 발생하므로 물 빠짐이 좋은 토양에서 재배한다. 열대 원산인 동부는 저온에 약하므로 조기(5~6월)에 파종을 지양하고 가급적 7월 상⋅중순에 파종하는 것이 좋다(Kim et al. 2018).

사 사

본 논문은 전남농업기술원 자체과제(세부과제명: 동부 내재해 다수성 신품종 육성) 수행과 농촌진흥청 연구사업비(주관과제명: 두류 신품종 육성 및 이용촉진사업, 과제번호: PJ006537) 지원에 따른 결과이다.

적 요

동부 품종 ‘선현’은 ‘IT145373’과 ‘IT101362’를 교배하여 2017년에 전라남도농업기술원에서 육성되었다. ‘선현’는 중간신육형에 직립 초형으로 녹색 배축과 연한 자색 꽃에 심장 모양의 잎을 가졌다. 종피는 검정색이고 성숙한 꼬투리는 약간 굽고 갈색이다. 안토시아닌 함량은 1,632 μg/g 이고, 그 종류는 cyanidin-3-glucoside, delphinidin-3-glucoside 등 7종이다. ‘선현’의 경장은 54 cm로 표준품종인 ‘옥당’보다 13 cm 크고 백립중은 11.8 g으로 3.6 g 낮다. 잎병과 전신병 포장저항성은 표준품종과 비슷하고, 쓰러짐 포장저항성은 조금 약한 편이다. ‘선현’의 수량은 2.26 ton/ha로 표준품종인 ‘옥당’보다 15% 많다(품종보호권 등록번호: 제7499호, 2018년 1월 30일). 검정색 종피 ‘선현’은 다양한 가공품 개발과 특산화에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

References
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September 2019, 51 (3)
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