적요
A new rapeseed (Brassica napus L.) F1 hybrid ‘Haean’ was crossed between ‘Mokpo-CGMS’, male sterile line and ‘8516-B-5-6-1-2’, restore line for the adaptation of paddy land culture with early maturing, disease resistant and lodging tolerance in 2008. Yield trials were conducted from 2009 to 2010 in Muan, and regional adaptation trials were examined from 2011 to 2013 in four regions. ‘Haean’ has dark green, cleft and parted leaf, light yellowish flower, and black seed color. The maturation date of ‘Haean’ is 4th June, 4 days earlier than ‘Sunmang’. In the regional adaptation trials, average yield of ‘Haean’ was 272 kg/10a, which was 6% higher than ‘Sunmang’. Seed oil content of ‘Haean’ was 44.2%. In fatty acid composition, oleic acid content is 69.8%, which is 2.5% higher than ‘Sunmang’. Total glucosinolates content was 1.84 mg/g. ‘Haean’ has characteristics of disease resistant and lodging tolerance, this variety can be cultured at paddy lands in southwestern area including Jeonnam, Jeonbuk and Kyongnam provinces and Cheju island of Korea.
서 언
유채(
Brassica napus L.)는 동계작물로서 유지작물 중 단위 면적당 종자 생산량이 많고, 종자 내의 기름함유량이 45 ~ 50%로 타 작물에 비하여 비교적 많다(
Liersch et al. 2013). 유채 기름 중의 지방산 구성도 다른 식물성 기름과 비교하여 올레인산(oleic acid, C18:1), 리놀레산(linoleic acid, C18:2) 및 리놀렌산(linolenic acid, C18:3)과 같은 불포화지방산의 함량이 비교적 높아 고급 식용유로 많이 사용되고 있다. 우리 나라에서도 유채를 경관과 밀원식물로서 재배되고 있으며, 유 채 기름을 원료로 하여 바이오디젤로의 전환을 통해 부가가 치를 높일 수 있는 작물로 재배면적이 점진적으로 확대되고 있다(
Kim et al. 2007). 최근, 화석에너지의 과도한 사용으로 인해 온실가스인 이산화탄소의 과도한 배출에 기인한 지구온 난화를 완화시킬 수 있는 환경 친화적인 신재생에너지에 대 한 관심이 높아지고 있다. 바이오디젤(biodiesel)은 주로 식물 기름을 원료로 하여 간단한 화학적인 전환을 통해 생산이 되 며 원유로부터 생산되는 경유를 대체할 수 있는 친환경에너 지이다. 유채기름에는 다른 식물성 기름에 비하여 불포화 지 방산인 올레인산의 함량이 높아 바이오디젤 생산용으로 적합 하며(
Ramos et al. 2009), 우리나라와 같이 경지면적이 좁은 나라에서는 겨울철 휴경기를 이용하여 재배가 가능한 유채가 바 이오디젤의 원료작물로 적합하다(
Demirbas 2007,
Petukhov et al. 1999). 바이오디젤과 식용유 생산을 위해서는 유채의 대량재배가 필수적이며, 인건비의 절감을 위해서는 생력기계 화가 가능한 논에서의 재배가 요구된다. 이에 따라 밭 작물인 유채가 논 재배 중심으로 변화함에 따라 논 재배에 적합한 유 채 품종 육성이 필요하다(
Kim et al. 2009,
Lee et al. 2011). 유채는 타식성 작물이므로 품종간 교배나 웅성불임주 등을 이용하여 F
1 hybrid 육성을 통해 잡종강세(heterosis)에 의한 식물체의 생장, 환경 적응력 및 수량증대 등 장점을 이용할 수 있는 1대 잡종 품종의 개발이 효과적이다(
Brandle & McVetty 1989,
Jang et al. 2002c). 잡종강세를 이용한 유채 1대잡종 품종들에 대한 연구가 진행되고 있으며, 1대잡종 품 종들이 다수 개발 되었다(
Jang et al. 2002a,
2002b,
Kim et al. 2010). 본 연구는 논 재배에 적합한 조숙, 내병 및 내도복 성이며 올레인산이 많이 함유되어 바이오디젤 생산에 적합한 1대잡종 유채 우수품종을 육성하고자 수행하였다.
재료 및 방법
유채 1대잡종 신품종인 ‘해안’은 1대잡종인 ‘선망’(
Jang et al. 2002b)과 비교하여 전남(무안)에서 2년간(2009 ~ 2010) 생 산력검정시험을 실시하였고, 전남(무안), 전북(익산), 경남(진 주) 및 제주 등 4개 지역에서 지역적응시험(2011 ~ 2013)을 3 년간 실시하면서 특성과 수량검정을 수행하였다. 유채 종자 파 종은 전시험구에서 10월 15일에 파폭 120 cm, 휴간 40 cm으 로 하여 조파하였고, 시험구는 난괴법 3반복으로 배치하였다. 비료는 N-P
2O
5-K
2O-석회 = 10-40-13-100 kg/1,000m
2과 퇴비 를 10 ton/ha을 밑거름으로 시비하였다. 웃거름은 생육재생기 인 2월말에 질소를 10 kg/10a를 시용하였다. 지역적응시험 기 간 동안 잎색 및 모양, 화색, 종피색 등의 외형적 특성과, 추대 기, 개화기 및 결실기 등의 개화특성을 조사하였다. 초장, 분지 수, 협장 등의 식물체의 생육특성은 시험구에서 무작위로 수집 한 50주를 농촌진흥청 연구조사분석기준에 따라 조사하였다. 전체적인 생육과 수량은 지역적응시험 3년간 4개 지역 평균값 으로 하였으며, 종자 내의 기름함유량 및 지방산의 조성 등을
Lee et al. (2014)의 방법에 따라 soxhlet 장치(Advantec Co, Japan)과 gas chromatography (Agilent 7890A, USA)을 통해 3반복으로 실시하고 평균값을 구하였다.
결과 및 고찰
육성경위
유채는 대량생산을 위해서는 생력기계화가 가능한 논에서의 재배가 필수적이나, 논에서의 유채 재배는 벼와의 작기를 맞추 기 위해 조숙성이 필요하며, 습해나 도복에 약한 문제 등을 해 결해야 하는 문제점이 있다. 조숙이면서 도복에 강한 유채 1대 잡종 개발을 목표로 하여, 농촌진흥청 국립식량과학원 바이오 에너지작물연구소에서 육성한 웅성불임인 목포-CGMS(
Jang et al. 2002c)를 모본으로 하고(Fig.
1), 임성회복 화분친인 8516-B-5-6-1-2 (Fig.
2)을 부본으로 2008년에 인공교배를 실시하여 ‘단교71호’(Fig.
3)를 생산하였다. 2009 ~ 2010년에 실시한 생산력검정시험과 2011년부터 2013년 3년간 무안(전 남), 익산(전북), 진주(경남) 및 애월(제주) 등 4개 지역에서 지역적응시험 실시하여 특성검정을 수행한 결과, 이형주가 발 생하지 않아 품종으로서의 안정성과 균일성을 갖춘 것으로 판단되었다. ‘해안’은 기존 유채 1대잡종 품종인 ‘선망’과 비 교하여 조숙성이고, 균핵병과 도복에 강하며 올레인산의 함유 량이 높아 우수한 것으로 나타나, 농작물 직무육성 신품종 선 정심의회에서 우수품종으로 선정되었고, 2014년 국립종자관 리원에 품종보호(출원 2014-222)를 출원하였다.
Fig. 1.Pedigree diagram of male sterility and MS-maintainer development.
Fig. 2.Pedigree diagram of restore line ‘8516-B-5-6-1-2’.
Fig. 3.Pedigree diagram of a new rapeseed F1 hybrid ‘Haean’.
고유 및 농업적 특성
‘해안’의 고유한 특성은 Table
1에 나타냈다. ‘해안’의 잎 의 색은 진한 녹색이고 줄기색은 갈색이 약간 섞인 녹색이며 잎의 형태는 하부익상전렬이고 결각은 중간이다. 꽃색은 ‘선 망’에 비해 밝은 선황색이며 종피색은 종자가 완숙되었을 때 흑색이다. ‘해안’의 생육특성 및 개화 특성을 Table
2에 나타 냈다. ‘해안’의 초장은 115 cm로 ‘선망’과 비슷하며, 수장은 48 cm로 2 cm정도 길었다. 수당 협수는 53개로 2개 정도 많 고, 협당결실립수는 22개였으며 결실비율은 84%로 비슷하였 다. 개호 특성 중 ‘해안’의 추대 개시일은 3월 23일이고, 개화 시작일은 4월 11일로 ‘선망’과 비슷하였다. 하지만 ‘해안’의 종자 성숙일은 6월 4일로 ‘선망’ 보다 4일 정도 빨라 조숙성 품종이다. 종자의 성숙기가 빠르면 종자의 수확이 빨라짐으로 써 벼와의 작부체계의 어려움을 극복하는데 도움이 될 것으 로 생각된다(
Jang et al. 2002b). ‘해안’은 도복 정도가 1로 선 망의 2에 비해 도복에도 비교적 강하였으며, 균핵병(stem rot) 이 거의 발생하지 않아 내병성은 ‘선망’과 비슷하였다.
Table 1.Inherent color characteristics of rapeseed F1 hybrid ‘Haean’.
Table 1.
|
Variety |
Leaf color |
Stem color |
Flower color |
Seed color |
|
|
Haean |
Dark-green |
Green |
Light-yellow |
Black |
|
Sunmang |
Green |
Green |
Yellow |
Black |
Table 2.Agronomic characteristics of rapeseed F1 hybrid ‘Haean’.
Table 2.
|
Variety |
Bolting datec |
Flowering date |
Ripening date |
Stem length (cm) |
Panicle length (cm) |
No. of branches /Plant |
No. of pods /Panicle |
No. of seeds /Pod |
Seed set percentage (%) |
1000-seeds weight(g) |
Lodging tolerance (0~9)z
|
Stem rot resistance (0~9)y
|
|
Haean |
Mar. 23. |
Apr. 11. |
Jun. 4. |
115±9.4x
|
48±9.8 |
7±1.6 |
53±19.5 |
22±3.7 |
84±2.5 |
4.2±0.2 |
1 |
0.0 |
|
Sunmang |
Mar. 24. |
Apr. 11. |
Jun. 8. |
115±12.2 |
46±10.1 |
7±1.9 |
51±17.4 |
22±3.1 |
84±7.0 |
4.0±0.3 |
2 |
0.0 |
수량 및 품질 특성
유채 1대잡종 ‘해안’의 수량은 Table
3에 나타냈다. 2009년 과 2010년에 실시한 전남 무안의 논에서의 생산력검정시험에 서 수량이 10 a 당 350 kg로 같은 1대잡종인 ‘선망’의 345 kg/10a보다 약간 높게 나타났으며(Table
3), 2011년부터 2013년까지 전국의 4개 지역에서 실시한 지역적응시험에서의 평균 수량은272 kg/10a로 ‘선망’의 256 kg/10a에 비교하여 6%정도 증가되었다(Table
4). 유채기름을 식용유와 바이오디 젤 원료로 사용하기 위해서는 종자 내의 기름 함유량이 높고 단일불포화지방산인 올레인산의 함유량이 높을수록 바이오디 젤 생산용으로 적합하다고 보고되고 있다(
Ramos et al. 2009). ‘해안’의 기름 함량은 종자 무게 대비 44.2%로 ‘선망’ 의 43.3%에 비해 0.9%가 높았으며, 지방산 중에서 올레인산 (oleic acid, 18:1)C의 함유량이 69.8%로, ‘선망’의 67.3%에 비해 약 2.5% 높아졌다. 식용과 바이오디젤용 품질의 기준이 되는 올레인산, 리놀레산 및 리놀렌산 등의 불포화지방산의 총 함량이 93.0%였고 포화지방산의 함량은 6.9%로 나타났다. 에루신산(erucic acid, C22:1)은 전혀 없으며, 유채박의 유해 성분인 글루코시놀레이트 (glucosinolates) 함량은 1.84 mg/g 으로 국제허용기준치인 3.0 mg/g 이하였다(Table
5).
Table 3.Results of yield trials of rapeseed F1 hybrid ‘Haean’.
Table 3.
|
Variety |
Year |
Seed yield (kg/10a) |
Mean (kg/10a) |
Index (%) |
|
|
Haean |
2009 |
347 |
350±3.0z
|
101 |
|
2010 |
353 |
|
|
Sunmang |
2009 |
338 |
345±7.0 |
100 |
|
2010 |
352 |
Table 4.Yield comparison of rapeseed F1 hybrid ‘Haean’ at regional adaptation trials at four regions from 2011 to 2013
Table 4.
|
Region |
Haean (kg/10a, A) |
|
Index (A/B) |
Sunmang (kg/10a, B) |
|
|
2011 |
2012 |
2013 |
Mean |
2011 |
2012 |
2013 |
Mean |
|
Muan (Paddy) |
281 |
275 |
335 |
297±3.3z
|
104 |
266 |
270 |
317 |
284±2.8 |
|
Muan (Upland) |
348 |
341 |
293 |
327±3.0 |
99 |
373 |
345 |
269 |
329±5.4 |
|
Iksan (Paddy) |
312 |
306 |
195 |
271±6.6 |
122 |
276 |
235 |
155 |
222±6.1 |
|
Jinju (Paddy) |
171 |
266 |
258 |
232±5.3 |
104 |
205 |
232 |
232 |
223±1.6 |
|
Aewol (Upland) |
291 |
175 |
237 |
234±5.8 |
105 |
265 |
174 |
226 |
222±4 |
|
Mean |
281 |
273 |
264 |
272ay
|
106 |
277 |
251 |
240 |
256by
|
Table 5.Fatty acid compositions, oil and glucosinolate contents of rapeseed F1 hybrid ‘Haean’.
Table 5.
|
Variety |
Composition of fatty acids(%) |
Oil contents (%) |
Glucosinolate (mg/g) |
|
Palmitic acid |
Stearic acid |
Oleic acid |
Linoleic acid |
Linolenic acid |
Eicogenic acid |
Erucic acid |
|
Haean |
4.5±0.7z
|
2.4±0.2 |
69.8±0.3 |
14.6±0.2 |
6.9±0.2 |
1.7±0.1 |
0.0 |
44.2±0.3 |
1.84±0.2 |
|
Sunmang |
4.3±0.6 |
2.2±0.2 |
67.3±0.4 |
18.2±0.4 |
6.5±0.3 |
1.4±0.2 |
0.0 |
43.3±0.2 |
2.01±0.4 |
적응지역 및 재배상의 유의점
‘해안’은 조숙성 1대잡종으로 겨울 동안 온난하여 생육기간 이 긴 전남·북, 경남 등의 서남부해안지역과 제주도에 재배가 적합하다. ‘해안’의 논 재배 시 안정 재배를 위한 파종한계기 는 육지부가 10월 중순, 제주도 10월 하순이다. 포장 선정은 습해가 적은 배수관리가 양호한 논을 선택하여 재배하는 것이 좋으며, 겨울철 월동기 및 생육재생기에 비와 눈이 내린 후 반 드시 배수로를 정비하여 습해를 방지해야 한다. 논 재배의 경 우 세조파(휴폭 40 cm × 파폭 5 cm) 또는 동력 산파하여 재 배하며, 파종량은 10 a당 2 ~ 3 kg으로 파종하여 재배한다. Fig .
4
Fig. 4.Comparison of ‘Haean’ (left) and ‘Sunmang’ (right) at bearing season.
적 요
‘해안’은 조숙, 내병, 내도복성 유채 1대잡종으로 식용 및 바이오디젤 생산용으로 적합하다. 2008년에 웅성불임인 목포 -CGMS와 임성회복 화분친인 8516-B-5-6-5-3을 교배하여 생산력검정시험(2009 ~ 2010)과, 지역적응시험(2011 ~ 2013)을 거쳐, 2014년에 육성된 품종이다. ‘해안’의 엽형은 하부익상 전렬형이고 결각은 중간 정도이다. 엽색은 짙은 녹색이며, 화 색은 선황색, 종자색은 갈색이 섞인 검은색이다. ‘해안’의 성 숙일은 6월 4일로 ‘선망’보다 4일 정도 빨라 조숙성이다. ‘해 안’의 수량은 10 a당 272 kg로 같은 1대잡종인 ‘선망’에 비해 6% 증수되었다. ‘해안’의 기름함량은 44.2%이고, 지방산 중 에루신산은 없는 반면 올레인산의 함량은 69.8%로 높아 식용 및 바이오디젤 생산용으로 적합하다. 글루코시놀레이트 함량 은 1.84 mg/g으로 국제허용기준치인 3.0 mg/g 이하였다. ‘해 안’은 제주도를 포함하는 전라남도, 전라북도, 경상남도 등 남 부지역에서 재배에 적합한 품종이다.
사 사
본 논문은 농촌진흥청 시험연구사업 ‘유채 우수계통 생산 력 검정(과제번호: PJ01102302)’ 과제의 연구비 지원에 의해 이루어진 것임.
References
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- 4. Jang YS, Kim CW, Choi IH, Oh YB, Jeong BC, Bang JK, Kwon BS, Lee JI. Development of maintainer and Mokpo-CGMS in oilseed rape (Brassica napus L.). Korean J. Breed. Sci 2002c. 34: 163-167.
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- 6. Kim KS, Jang YS, Lee YH, Bang JK, Suh SJ. A new early maturing, high yielding and high oleic acid rapeseed (Brassica napus L.) of F1 hybrid ‘Boram’. Korean J. Breed. Sci 2009. 41: 664-668.
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Citations
Citations to this article as recorded by
- Recent Developments in F1 Hybrid Project
Olviyani Nasution, Harry Ericson Iswandar, Kurnia Ramadhani, Joko Handoko, Ayu Milani, Angga Premana, Jajan Djuhjana
IOP Conference Series: Earth and Environmental Science.2024; 1308(1): 012007. CrossRef
