적요
Hwangmichal, a yellow waxy corn hybrid, is a single cross hybrid developed in 2014. This hybrid was created by crossing the seed parent KY30 and pollen parent KY9. Hwangmichal has yellow kernels with a conico-cylindrical ear shape. The days to silking of Hwangmichal were similar to that of Ilmichal, a check hybrid. The ear height ratio of Hwangmichal was 50%, which was lower than that of Ilmichal, and its number of tillers was less than that of Ilmichal. The ear size of Hwangmichal was smaller than that of Ilmichal and the kernel set ratio was 89%. Its sensory evaluation was better than that of Ilmichal. The carotenoid content of Hwangmichal was 32.2 µg/g, which was much higher than that of Ilmichal. Lodging resistance of Hwangmichal was better than that of Ilmichal. Although the number of fresh ears of Hwangmichal was more than that of Ilmichal, the weight of fresh ears was lower than that of Ilmichal. The flowering period of its parent lines was well matched and seed production was 3:1 at a planting density of parent lines of more than 2:1. It is adaptable to the whole country except for Jeju-do. The plant variety protection right of Hwangmichal was registered in June 2017, and its grant number is 6728.
서 언
옥수수는 볏과(Poaceae)에 속하는 일년생 작물로 세계3대 작물의 하나이며 전 세계적으로 매년 10 억톤 이상 생산되어 이용되고 있다(
FAOSTAT 2016). 옥수수는 알곡의 특성에 따라 크게 일반옥수수와 특수옥수수로 나눌 수 있으며 일반옥수수는 주로 사료용, 가공용 등으로 이용이 되고 있다. 우리나라에서 주로 간식용으로 이용하는 찰옥수수는 배유 돌연변이에 의해 전분 특성이 변화된 특수옥수수이며 이외에도 단옥수수, 초당옥수수 등이 이에 속한다(
Hallauer 2001).
1989년 우리나라에서 찰옥수수 중에서는 최초로 단교잡종 찰옥1호가 개발되었고 이후 우수한 품질의 찰옥수수들이 지속적으로 개발되고 있으며 재배면적 또한 1989년 약 8천ha에서 최근에는 15천 ha로 지속적으로 증가하고 있다(
RDA 2013).
농촌진흥청 국립식량과학원에서는 간식용 풋찰옥수수의 기능성 강화를 통한 국민건강증진을 위하여 카로티노이드를 함유한 ‘황미찰’을 육성하였으며 그 육성경위와 주요특성을 보고하고자 한다.
재료 및 방법
지역적응시험은 2012년부터 2014년까지 3년간 수원, 홍천, 청원, 대구, 진주 등 5지역에서 수행하였다. 시비량은 N-P
2O
5- K
20=15-3-6㎏/10a으로 질소의 반량은 기비로 나머지 반량은 7~8엽기에 추비로 주었다. 시험구는 난괴법 4반복으로 임의배치하였으며, 재식거리는 60 × 25 cm (6,600주/10a)로 각 시험구는 열길이 4 m, 4열로 파종하였다. 파종은 4월 중순~하순에 수원 등 5개 지역에서 각각 하였으며, 2립씩 파종하여 3~4엽기에 1주에 1개체만 남기고 솎아 주었다. 깨씨무늬병(
Bipolaris maydis), 그을음무늬병(
Exserohilum turcicum), 조명나방(
Ostrina furnacalis) 등은 자연발생조건에서 조사하였으며 농업적 특성 및 수량성은 농촌진흥청 농업과학기술 연구조사분석기준에 따라 조사하였다(
RDA 2012).
아밀로펙틴 함량은 AMYLOSE/AMYLOPECTIN kit (Megazyme, Cat. K = AMYL)을 이용하여 아밀로스 함량을 분석한 후 다음의 식을 이용하여 구하였다.
과피두께는 풋옥수수 이삭의 포엽을 제거한 후 낱알을 채취하여 과피두께, 백립중, 낱알의 길이와 폭, 경도 등 품질분석에 이용하였다. 과피두께는 낱알의 끝모자부와 상단부를 면도칼을 이용하여 제거하고 낱알의 등부위를 세로로 잘라 과피를 벗겨내어 세척한 후 24시간 음건하였으며 건조된 과피를 디지털 두께 게이지(Mitutoyo, Japan)를 이용하여 측정하였다.
백립중은 낱알 100립의 중량을 측정하였으며 낱알의 길이와 폭은 버니어 캘리퍼스(Mitutoyo, Japan)를 이용하여 측정하였다. 경도는 옥수수 낱알을 Texture analyzer (TAX, England)를 이용하여 점착성, 껌성, 응집성, 씹힘성을 측정하였으며 식미관능평가는 표준품종인 일미찰과 비교하여 외관, 찰기, 씹힘성, 전체기호도를 9점 척도(1 : 아주 나쁨, 3 : 나쁨, 5 : 보통, 7 : 좋음, 9 : 아주 좋음)로 하여 평가하였다.
채종시험은 2014년 영월지역에서 수행하였고 6월 10일에 재식거리는 60 × 25 cm (6,600주/10a)로 2립씩 파종하여 3~4엽기에 1주에 1개체만 남기고 솎아 주었으며 식용옥수수 표준재배방법으로 재배하였다. 시험구는 모⋅부본 재식비율 2:1과 3:1로 각 처리마다 3반복으로 배치하였고, 모본의 제웅은 출웅할 때 수작업으로 수행하였다. 생육특성, 개화기, 채종량은 농촌진흥청 농업과학기술 연구조사분석기준에 따라 실시하였다(
RDA 2012). 자료의 통계처리는 SAS 9.2 (SAS Institute inc.) 프로그램을 사용하여 Student’s T-test로 수행하였다.
결과 및 고찰
육성경위
황미찰(수원찰69호)은 카로티노이드 함량이 높은 자식계통 KY30을 종자친(모본)으로 하고 KY30과 개화기가 유사하고 카로티노이드 함량이 높은 자식계통 KY9를 화분친(부본)으로 하여 2009년에 교잡된 노랑찰옥수수 단교잡종이다. 황미찰은 2010년 생산력검정시험을 거쳐, 2012년부터 2014년까지 3년 동안 수원 등 전국 5개 지역에서 지역적응시험을 실시하였으며 2014년 농촌진흥청 농작물 직무육성품종 심의회에서 그 우수성이 인정되어 직무육성 신품종으로 선정되었으며 품종명을 ‘황미찰’로 명명하였다(
Fig. 1).
Fig. 1Breeding procedure of Hwangmichal.
주요 생육 및 품질관련 특성
황미찰은 립색이 황색으로 대학찰 골드1호(
Lee et al. 2009)와 유사하지만 일미찰(
Jung et al. 2006b), 흑진주찰(
Jung et al. 2009) 등 기존의 상용화되어 있는 백색 혹은 검정색의 찰옥수수와는 뚜렷이 구별된다. 황미찰은 찰옥수수 단교잡종으로, 이삭은 중간형이며 출사일수는 71일로 표준품종(일미찰)과 유사하다. 황미찰의 간장은 211 cm로 일미찰과 유의한 차이는 없었으나 착수고율은 50%로 일미찰보다 작고 안정적이었다(
Fig. 2,
Table 1). 황미찰의 분지수는 일미찰보다 적어 옥수수 포장 내 통기성과 제초, 추비살포 등 재배관리에 유리할 것으로 생각되었다. 옥수수의 분지가 과번무하면 포장 통기성에 불리하게 작용하고 포장 내 습한 환경을 조성하여 세균성 잎마름병(bacterial leaf blight) 등 병 발생의 원인이 될 수 있다(
Drobotă et al. 2011). 황미찰의 이삭의 길이와 폭은 일미찰보다 유의하게 작아 전체적인 이삭 크기가 작았으며 착립장률 역시 일미찰보다 낮았다(
Table 1). 황미찰의 아밀로펙틴 함량은 90.9%로 일미찰과 유의한 차이는 없었고 백립중, 립장, 립폭 등 알곡의 특성에서도 일미찰과 유의한 차이는 나타내지 않았다(
Table 2). 찰옥수수의 특성을 나타내는
wx 유전자에는
wx1-a와
wx1-c가 보고되고 있으며
wx1-a가 배유 전분의 100%를 아밀로펙틴으로 발현하는 반면
wx1-c는 배유 전분의 약 95%를 아밀로펙틴으로 발현하며 나머지 5%는 아밀로스로 발현한다. 하지만 전분의 구성을 분석할 때 짧은 사슬의 아밀로스는 아밀로펙틴으로, 긴 사슬의 아밀로펙틴은 아밀로스로 잘못 분석되기 쉬우므로 정확한 전분의 구성성분 분석은 어려울 것으로 생각된다(
Hallauer 2001). 황미찰의 과피두께는 45 μm로 일미찰과 유의한 차이는 나타내지 않았으나 50 μm이하로 얇아 질김성이 낮을 것으로 판단되었고 황미찰의 전체적인 기호도가 6.1로 일미찰보다 높아 이삭의 외관, 맛 등 시장가치가 좋을 것으로 생각되었다(
Lee et al. 1993). 황미찰의 카로티노이드 함량은 32.2 μg/g으로 일미찰보다 상당히 높아 기능성면에서 우수할 것으로 판단되었다. 황미찰이 함유하고 있는 카로티노이드는 눈과 피부의 건강과 면역력향상에 도움을 주는 생리활성 물질로 기존의 상용화되어 있는 찰옥수수들과는 차별화되는 특성이며 새로운 형질의 찰옥수수 보급을 통해 국민건강증진 및 농가소득향상에 기여할 수 있을 것으로 기대하고 있다(
Table 2).
Table 1Agronomic characteristics of Hwangmichal in regional yield test (2012~2014).
Table 1
|
Hybrid |
Days to silking (days) |
Stem length (cm) |
Ear height ratio (%) |
Number of tillers (tillers/plant) |
Ear characteristics |
|
|
Length (cm) |
Width (cm) |
Kernel set ratio (%) |
|
Hwangmichal |
71 |
211 |
50 |
0.1 |
18.4 |
4.3 |
89 |
|
Ilmichal |
71 |
218 |
54 |
0.9 |
19.4 |
4.5 |
95 |
|
|
ts
z
|
-0.31ns
|
-1.49ns
|
-2.63** |
-9.19** |
-5.14** |
-0.36** |
-6.51** |
Table 2Kernel quality and sensory evaluation of Hwangmichal in regional yield test (2012~2014).
Table 2
|
Hybrid |
Amylopectin content (%) |
Pericarp thickness (μm) |
Kernel characteristics |
Carotenoid content (μg/g) |
Sensory evaluation (1~9)
z
|
|
|
100-kernel weight (g) |
Length (mm) |
Width (mm) |
|
Hwangmichal |
90.9 |
45 |
26.8 |
7.23 |
8.38 |
32.2 |
6.1 |
|
Ilmichal |
91.2 |
50 |
30.3 |
7.99 |
8.83 |
5.1 |
5.0 |
|
|
ts
y
|
-0.34ns
|
-1.99ns
|
-0.68ns
|
-1.85ns
|
-0.42ns
|
- |
3.66* |
Fig. 2Plants and ears of Hwangmichal (left: plants, right: ears).
병충해 및 내재해성
2012년부터 2014년까지 3년간 자연발생조건에서 황미찰의 병해충 저항성을 검정한 결과, 깨씨무늬병(
Bipolaris maydis)은 발병등급 2, 그을음무늬병(
Exserohilum turcicum)은 발병등급 1로 일미찰과 유사하게 병 저항성이 강한 것으로 조사되었고 조명나방 발생등급은 4로 일미찰과 동일하게 중도저항성을 나타내었다(
Table 3). 내도복성은 황미찰이 일미찰보다 강한 것으로 조사되어 재배안정성은 더 높은 것으로 생각되었다(
Table 3).
Table 3Resistance to disease, corn borer and lodging of Hwangmichal in regional yield test (2012~2014).
Table 3
|
Hybrid |
Disease resistance (0~9)
z
|
Corn borer (0~9)
z
|
Lodging (1~9)
z
|
|
|
Bipolaris maydis
|
Exserohilum turcicum
|
|
Hwangmichal |
2 |
1 |
4 |
1 |
|
Ilmichal |
3 |
1 |
4 |
2 |
수량성
2012년부터 2014년까지 3년간 수원 등 5개 지역에서 풋찰옥수수 수확시기에 이삭수와 이삭중 등 수량성을 조사한 결과, 황미찰의 10a 풋이삭수 평균은 6,319개/10a로 일미찰보다 유의하게 많았고 지역적으로 홍천이 가장 적고 진주에서 가장 많았다. 지역별 일미찰과 비교시 수원에서 12%, 대구에서 7%, 청원에서 4% 증수하였으나 그 외 홍천과 진주에서는 일미찰보다 낮았다(
Table 4). 황미찰의 10a당 풋이삭중은 평균 1,110 kg/10a로 일미찰보다 10% 정도 감수하였으나 청주지역에서는 5% 증수하였고 나머지 3개지역에서는 최소 4%에서 최대 28%까지 감수하였다(
Table 5).
Table 4The yield of Hwangmichal in number of fresh ears in regional yield test (2012~2014).
Table 4
|
Location |
Hwangmichal (ears/10a) |
Ilmichal (ears/10a) |
|
|
’12 |
’13 |
’14 |
Mean |
Index |
’12 |
’13 |
’14 |
Mean |
Index |
|
Suwon |
6,111 |
6,389 |
6,667 |
6,389 |
112 |
5,556 |
5,278 |
6,250 |
5,694 |
100 |
|
Hongcheon |
6,600 |
- |
5,693 |
6,146 |
93 |
6,600 |
- |
6,600 |
6,600 |
100 |
|
Cheongwon |
5,584 |
6,569 |
6,719 |
6,290 |
104 |
5,417 |
6,177 |
6,510 |
6,035 |
100 |
|
Daegu |
5,572 |
6,406 |
6,771 |
6,250 |
107 |
5,312 |
5,729 |
6,510 |
5,850 |
100 |
|
Jinju |
6,167 |
6,584 |
6,634 |
6,461 |
99 |
6,667 |
6,667 |
6,150 |
6,495 |
100 |
|
|
Mean
z
|
6,007 |
6,487 |
6,496 |
6,319 |
104 |
5,910 |
5,963 |
6,404 |
6,102 |
100 |
|
|
ts
z
= 2.00*
|
Table 5The yield of Hwangmichal in fresh ear weight in regional yield test (2012~2014).
Table 5
|
Location |
Hwangmichal (kg/10a) |
Ilmichal (kg/10a) |
|
|
’12 |
’13 |
’14 |
Mean |
Index |
’12 |
’13 |
’14 |
Mean |
Index |
|
Suwon |
913 |
833 |
1,153 |
966 |
92 |
957 |
921 |
1,275 |
1,051 |
100 |
|
Hongcheon |
1,075 |
- |
868 |
971 |
72 |
1,425 |
- |
1,275 |
1,350 |
100 |
|
Cheongju |
1,140 |
1,231 |
1,228 |
1,200 |
105 |
1,102 |
1,289 |
1,052 |
1,147 |
100 |
|
Daegu |
1,062 |
1,206 |
1,369 |
1,213 |
96 |
1,070 |
1,218 |
1,518 |
1,269 |
100 |
|
Jinju |
977 |
1,184 |
1,304 |
1,155 |
85 |
1,336 |
1,480 |
1,273 |
1,363 |
100 |
|
|
Mean |
1,033 |
1,114 |
1,184 |
1,110 |
90 |
1,178 |
1,227 |
1,279 |
1,228 |
100 |
|
|
ts
z
= -3.15**
|
채종시험
옥수수 교잡종 종자(F
1)를 생산할 때 채종지의 기상, 토양 등 환경조건에 따라 모본과 부본의 개화 반응에 차이가 나타날 수 있다. 2014년 옥수수 종자 생산이 주로 이루어지는 영월 지역에 황미찰 모본(KY30)과 부본(KY9)을 재식비율 2:1, 3:1로 동시파종하여 종자 생산성을 시험한 결과, 모본의 출사기와 부본의 화분비산기간은 잘 일치하였고 모본과 부본의 간장에 큰 차이가 없었으며 모⋅부본 재식비율 3:1로 파종한 것이 재식비율 2:1로 파종한 것보다 10a당 18 kg/10a정도 증수하여 황미찰의 종자생산 시 모⋅부본 재식비율을 3:1로 하는 것이 유리할 것으로 생각되었다(
Table 6).
Table 6Seed production trial of Hwangmichal in Yeongwol (2014).
Table 6
|
Planting pattern |
Inbred |
Planting date |
Silking date |
Pollen dispersal period |
Plant height (cm) |
Ear height (cm) |
F1 seed production (kg/10a) |
|
3 : 1 |
KY30 (♀) |
Jun 10 |
Aug 10 |
- |
139 |
44 |
102 |
|
KY9 (♂) |
Jun 10 |
- |
Aug 7 to 14 |
131 |
34 |
|
|
2 : 1 |
KY30 (♀) |
Jun 10 |
Aug 10 |
- |
143 |
45 |
84 |
|
KY9 (♂) |
Jun 10 |
- |
Aug 7 to 14 |
138 |
40 |
적응지역 및 재배상 유의점
황미찰은 제주도를 제외한 전국에서 재배가 가능하며 1대 교잡종 종자를 사용하므로 매년 종자를 갱신하여 재배해야 한다. 황미찰은 찰옥수수 열성인자(wx)를 보유하고 있어 일반옥수수, 단옥수수(su, se 등), 초당옥수수(sh, sh2, bt 등) 등 다른 종류의 옥수수 화분으로 교배되면 찰옥수수의 고유한 특성이 사라지므로 다른 종류의 옥수수와 200 m 이상 격리하여 재배하여야 한다. 또한, 이삭색이 흰색, 검정색을 나타내는 찰옥수수와 함께 재배 시 찰옥수수 고유의 특성은 변하지 않더라도 이삭의 색깔이 변해 상품성에 영향을 줄 수 있으므로 다른 색의 찰옥수수와 200 m 이상 격리하여 재배하여야 한다. 황미찰은 밀식재배 시 이삭이 작아지고 끝달림이 불량해질 수 있으므로 가급적 표준재배(60 × 25 cm)보다 넓게 심기를 권장하며 강풍을 동반한 우기 시 포장의 배수관리에도 신경을 써야 한다. 조명나방에는 감수성이어서 적기 방제가 필요하고 등숙기 노린재의 피해로 이삭 상품성에 영향을 줄 수 있으므로 적기 방제가 필요하다.
적 요
황미찰은 2014년 농촌진흥청 국립식량과학원에서 개발한 단교잡종 찰옥수수로 이삭의 색깔은 노란색이며 자식계통 KY30을 종자친으로 하고 KY9를 화분친으로 한다. 황미찰의 출사일수는 일미찰(표준품종)과 유사하였고 이삭길이는 18.4 cm, 이삭직경은 4.3 cm로 일미찰보다 작았으며 착립장률은 89%로 일미찰보다 낮은 수준이었다. 아밀로펙틴함량은 90.9%로 일미찰과 유의한 차이가 없었고 과피두께와 백립중, 립장, 립폭 등 알곡의 특성 또한 일미찰과 유사하였으며 카로티노이드 함량은 32.2 μg/g로 일미찰보다 높았다. 황미찰의 내병충성은 일미찰과 유사하였으며 내도복성은 일미찰보다 우수하였다. 황미찰의 단위면적당 이삭수는 일미찰보다 많았고 이삭중은 낮았으며 채종시험결과 종자친과 화분친간 개화기는 잘 일치하였고 모⋅부본 재식비율을 3:1에서 가장 높은 채종량을 나타내었다.
사 사
본 논문은 농촌진흥청 연구사업(세부과제명: 식용옥수수 우량 계통육성시험, 세부과제번호: PJ012497022018)의 지원 및 제1저자 이진석의 농학박사학위논문(
Lee 2017)을 일부 발췌하여 작성한 것이며 본 품종을 육성하는데 협력하여 주신 농촌진흥청 연구정책국, 강원도 옥수수연구소, 충북농업기술원, 경북농업기술원, 경남농업기술원 및 내병충성 검정을 담당한 국립식량과학원 재배환경과 등 관계관님들께 감사드립니다.
References
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