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Korean. J. Breed. Sci. : Korean Journal of Breeding Science

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분질배유를 지녀 건식제분 쌀가루 제조에 유리한 조생종, ‘바로미2’

하수경1, 김보경1, 황운하2, 모영준3, 정종민4, 이동규1, 김우재5, 김정주6, 정지웅1,*

Early Maturing Rice Variety “Baromi2” with a Floury Endosperm and Suitable for Dry-Milling of Rice Grain

Su Kyung Ha1, Bo-Kyeong Kim1, Woon-Ha Hwang2, Young-Jun Mo3, Jong-Min Jeong4, Dong-Kyu Lee1, Woo-Jae Kim5, Jeong-Ju Kim6, Ji-Ung Jeung1,*
Korean Journal of Breeding Science 2022;54(4):433-441.
Published online: December 1, 2022

1국립식량과학원 작물육종과

2국립식량과학원 재배생리과

3전북대학교 작물생명과학과

4농촌진흥청 대변인실

5농촌진흥청 국제기술협력과

6국립식량과학원 재배환경과

1Crop Breeding Division, National Institute of Crop Science, RDA, Wanju 55365, Republic of Korea

2Crop physiology and production, National Institute of Crop Science, RDA, Wanju 55365, Republic of Korea

3Department of Crop Science and Biotechnology, Jeonbuk National University, Jeonju 54896, Republic of Korea

4Spokesperson Office, Rural Development Administration, Jeonju 54896, Republic of Korea

5Technology Cooperation Bureau, RDA, Jeonju 54875, Republic of Korea

6Department of Central Area Crop Science, National Institute of Crop Science, RDA, Suwon 16429, Republic of Korea

*Corresponding Author (E-mail: jrnj@korea.kr, Tel: +82-63-238-5236, Fax: +82-63-2388-5205)
• Received: September 5, 2022   • Revised: October 11, 2022   • Accepted: October 12, 2022

Copyright © 2022 by the Korean Society of Breeding Science

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.

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  • “Baromi2” is an improved resistant early maturing rice variety with floury endosperm, and is suitable for dry milling. This variety was developed in 2019 by crossing “Suweon542,” which is ideal for dry milling, and “Jopyeong” by the rice breeding team at the National Institute of Crop Science, Rural Development Administration. The heading date of “Baromi2” was July 27 in the Honam Plains, 17 d earlier than that of “Seolgaeng.” The culm length of “Baromi2” was 76 cm, which was almost the same as its check variety “Seolgaeng”; additionally, its panicle length, panicle number, and 1,000 grain-weight of brown rice were 23 cm, 11, and 18.4 g, respectively. “Baromi2” showed strong resistance against rice blast, bacterial blight, and stripe virus disease, but was susceptible to dwarf and brown and small brown planthoppers. The milled rice yield of “Baromi2” was approximately 475 kg/10a in the local adaptability test for 3 years in the late planting culture. The grain hardness of “Baromi2” with a floury endosperm was 2 and 3 times lower than that of “Seolgaeng” with opaque endosperm and “Jopyeong” with transparent endosperm, respectively. The rice flour of “Baromi2” exhibited superior physicochemical characteristics with respect to granule size and damaged starch content compared with any other check varieties. These results inferred that “Baromi2” was suitable for dry milling and for the processed rice industry, owing to its lower milling costs and eco-friendly milling methods (Registration No. 9052).
  • Keywords: Baromi2; rice; dry milling; rice flour; floury endosperm
식생활 다변화, 1인 가구 증가 등에 따라 국내 쌀 소비형태가 취반용에서 가공용으로 빠르게 변화하고 있다. 가구 1인당 쌀 연간 소비는 2011년 71.2 kg 에서 2021년 56.9 kg로 급감했으나, 쌀 가공산업 시장 규모는 2019년 4.1조원에서 7.3조원으로 지속적으로 성장하고 있다(KOSTAT 2022). 즉석밥류를 제외하고 쌀가공식품을 제조하려면 쌀을 가루로 제조해야 하는데, 쌀은 곡립경도(낟알의 단단함 정도)가 높기에 일반적으로 쌀을 물에 불린 후 쌀알을 분쇄하는 습식제분 방식을 통해 이루어져 왔다. 습식제분 쌀가루는 건식제분 쌀가루에 비해 수분함량이 약 3배 가량 높아, 저장 및 유통 비용이 높고, 수침, 건조, 살균 과정이 추가되기 때문에 오폐수 정화에서 많은 비용이 요구되는 단점이 있다(Chiang & Yeh 2002, Yeh 2004, Kim & Shin 2007). 또한 소비자는 단순한 구매자의 위치에서 ‘친환경(environmental-friendly) 농산물 소비자’란 트렌드의 주인공이 되어 ‘지속 가능한’ 소비에 대한 관심도를 높이고 있다(Hong & Song 2008). 이는 쌀가루 습식제분의 환경오염 유발 가능성에 있어서 시사하는 바가 매우 크다.
쌀가공산업의 핵심소재인 쌀가루를 효율적으로 생산하고 유통하기 위해 낮은 에너지 투입으로 쉽게 분쇄가 가능한 건식제분 전용 벼 품종육성을 통하여 습식제분의 제한요인을 해결하고자 노력해왔다. 최근 국립식량과학원에서는 일반 멥쌀보다 경도가 낮기 때문에 건식제분에 적합한 쌀가루 육종소재, ‘수원542호’를 개발하였다(Mo et al 2013a). ‘수원542호’는 자포니카 초다수 품종인 ‘남일’에 아지드화나트륨(Sodium Azide; NaN3)으로 돌연변이를 유발한 돌연변이 8,000여 계통 중에서 곡립경도가 낮은 분질배유를 지닌 선발된 계통으로써, 건식제분으로 고품질 쌀가루 생산이 가능하다고 제시된 바 있다. 분질배유(floury endosperm)는 찰벼와 유사하게 뽀얗고 불투명한 외관을 지니면서 전분립이 성글게 배열된 특징이 있고, 지배 유전자좌들이 보고되고 있다(Mo et al 2013b, Mo & Jeung 2020). ‘수원542호’ 의 분질배유는 염색체 5번에 위치한 열성 유전자 ‘flo7’에 의해 결정되고 있음이 밝혀졌다. 분질배유 결정 유전자로 추정되는 ‘cyOsPPDK’(cytosolic pyruvate orthophosphate dikinase protein)에 대응하는 원품종 ‘남일’ 과 ‘수원542호’의 염색체 염기서열을 비교하여 8번째 엑손에서 G(남일) → A(수원542호) SNP가 존재함을 확인하였고(Wang et al 2018), 이에 관한 특허 출원 및 등록도 하였다(Jeung et al 2019). 하지만, ‘수원542호’는 유전적으로 흰잎마름병, 줄무늬잎마름병 및 도열병 등에 뚜렷한 저항성이 없는 단점이 있었다. 분질배유 원천소재인 ‘수원542호’와 평야지 적응 복합저항성 조생 벼 품종, ‘조평’을 교배한 후대로부터 재배안전성이 향상된 ‘바로미2’를 개발하였다. 본 논문은 재배안전성이 높고, 분질배유 지녀 건식쌀가루 품질이 우수한 건식제분 맞춤형 신품종 ‘바로미2’를 개발하였기에 품종의 육성 경위 및 주요 특성을 보고하고자 한다.
재배방법 및 농업특성 조사
본 시험은 ‘전주615호’를 2017~2019년 3년간 보통기(전주, 익산, 나주, 밀양) 및 2018~2019년 2년 간 만기(전주, 밀양, 수원)을 통하여 수행되었고, ‘설갱’, ‘금오’를 대비품종으로 비교 검토하였다. 보통기 파종은 전주, 익산, 나주, 밀양에서 각 4월 30일에 파종하여 5월 30일에 재식거리 30 cm ⅹ 15 cm로 주당 3본씩 이앙하였다. 만기 파종은 수원(중부평야지)에서 6월 10일 파종하여, 7월 1일에 30 cm ⅹ 12 cm 주당 5본씩 이앙하였다. 전주(호남), 밀양(영남) 평아지에서 6월 15일 파종하여 7월 10일 30 cm ⅹ 12 cm 주당 5본씩 이앙하였다. 시비량 및 질소 분시방법 등과 농업형질, 수량구성요소 및 수량성, 생리장해 및 도정특성 조사는 농촌진흥청 신품종개발공동연구사업 과제수행계획서의 조사기준에 준하여 실시하였다(RDA 2017). 단, 도복관련형질은 Kim et al(2000)의 방법으로 초장과 중심고, 좌절중을 조사하여 도복지수를 산출하였으며, 도복지수는 농업과학기술 연구조사분석기준의 방법으로 조사하였다. 기상자료는 기상청 기상정보 개발포털에서 수집하여 이용하였다(KMA 2017). ‘바로미2’와 대비 품종 간의 조사 평균값에 대한 유의성 검정은 t-test와 Duncan의 다중평균비교 방법을 이용하여 실시하였다.
내병충성 검정
잎도열병검정은 11개 지역에서 밭못자리에 파종하여 30일 후 계통들의 이병정도를 조사하였다. 흰잎마름병은 K1(HB1013균주), K2(HB1014), K3(HB1015) 및 K3a(HB1009) 균계를 최고분얼기에 개체별 가위절엽 접종하여 30일 후에 이병정도를 조사하였다. 바이러스검정은 유묘 본엽 2~3엽기에 보독충 접종 후 30일에 조사하였다.
기본영양생장성 평가
벼에서 기본영양생장기는 적당한 온도와 일장을 주어져도 생식생장기로 전환되지 않는 기간을 뜻한다. 인공기상실에서 와그너 포트(1/5,000a)에 최아된 종자를 2017년 1월 18일에 파종한 후, 일장 12시간과 평균기온 28℃(일교차 8℃, 매시간 자동 온도조절), 낮 시간 동안 광도는 1,200 umol/m2/s로 유지하였다. 기본영양생장성은 출수 소요일수에서 30일을 뺀 기간으로 계산되었다(Oka 1958, Vergara et al 1965, Choi et al 2006).
기본영양생장성 평가는 ‘바로미2’의 모본인 ‘수원542호’, 부본인 ‘조평’ 뿐만 아니라, 불시출수가 거의 일어나지 않아 기본영양생장성이 우수한 조생종 ‘아세미’, ‘아세미1호’, 중만생 ‘삼광’, 보람찬’, ‘수광’ 등과 함께 평가하였다. 지역적응시험에서 평가된 불시출수란, 50일묘(상자육묘, 파종량 30 g/상자)를 7월 1일에 이앙했을 때 발생하는 불시출수 개체비율(%) 성적을 참조하였다.
곡립경도 및 건식제분 적합성 분석
분질배유를 지니는 ‘바로미2’의 건식제분 적합성 평가를 위하여 모본인 ‘수원542호’와 함께, 연질배유를 지닌 ‘설갱’, ‘한가루’, 그리고 일반 메벼인 ‘신동진, ‘조평’을 대비구로 설정하였다.
곡립경도는 TA.XTplus 조직분석기(Stable Mico Systems Ltd. UK)에 5 mm 직경을 지니는 탐침(probe)을 부착하고 현미에 압력을 가하여(test speed; 0.4 mm/sec, trigger force; 40.0 g) 시료가 파쇄되는 시점의 압력측정으로 추정하였다. 각 시료당 50회 반복을 실시하고 평균을 산출하였다.
건식 쌀가루 품질분석을 위한 쌀가루는 쌀 시료 1 kg를 대상으로 수분함량 15%로 조절한 후 제분기(BUHLERMLU202, Buhler, Uzwil, Switzerland)를 이용하여 제분하였다. 단백질 함량은 질소/단백질 분석기(Kjeltec 8400, Foss, Hillerod, Denmark)를 이용하여 전질소함량을 구한 다음 질소계수 5.95를 곱하여 산출하였다. 회분 함량(%)은 AACC method 08-01(2000) 방법으로 측정하였고, 아밀로스 함량은 Juliano(1985)의 방법으로 수행하여 분석하였다. 손상전분함량은 Megazime Kit (K-SDAM, Bray Business Park, Ireland)을 이용하여 분석하였다.
육성경위
건식 쌀가루 전용 벼 ‘바로미2’는 2011년 하계에 자포니카 초다수 ‘남일’에 아지드화나트륨을 처리하여 돌연변이를 유발하여 곡립경도가 낮은 분질배유인 ‘수원542호’를 모본으로, 복합 내병성 조생종 ‘조평’을 부본으로 교배하여 SR34136 교배번호를 부여하였다. F1 15개체를 양성하였였고, F2 20개체의 종자들을 모두 섞은 후(F2 Bulk 집단) 공시하여 F3 20개체를 선발하였고 F5 세대까지 계통으로 전개하여 주요 병해충 및 배유 특성을 검토한 후 SR34136-fl19-7-8-6 계통을 선발하였다. 생산력검정 예비선발시험 결과 특성이 우수하여 ‘전주615호’로 계통명을 부여하였다. 2017년에서 2019년까지 지역적응시험 결과 분질배유를 가지며, 복합내병성이 우수하여 2019년 12월 농촌진흥청 직무육성신품종선정심의위원회에서 ‘가루미2’ 명명되었고, 특허로도 출원되었다(Jeung et al 2020). 하지만, ‘가루미2’를 품종명으로 사용하지 못한다는 국립종자원의 의견에 따라 ‘바로미2’로 명칭을 변경하여 품종 출원하였다. 육성과정과 계보도는 Fig. 1과 Fig. 2에 제시되었고, 차별성과 우수성은 Table 1과 Fig. 3에 제시된 바와 같다.
출수기 및 주요 농업적 특성
‘바로미2’의 출수기는 호남평야지 보통기 표준재배에서 평균 7월 27일로 ‘설갱’보다 17일 빠르다 (Table 1). 육성 모지인 전주에서는 소득후작(7월 10일 이앙)의 평균 출수기가 8월 24일로 대비품종인 ‘금오’(8월 23일)와 같은 수준이었다. ‘바로미2’의 간장은 76 cm, 이삭길이는 23 cm로 ‘설갱’과 비슷하였으며, 포기당 이삭수는 11개로 ‘설갱’보다 적은 편이었다. 이삭당 벼알수는 120개로 ‘설갱’보다 많았고, 등숙률은 85.7%고 ‘설갱’보다 낮았으며, 현미 천립중은 18.4 g이다(Table 1).
병해충 저항성 검정
‘바로미2’의 도열병저항성은 도열병 밭못자리 검정결과 전국 12개소 중 11개소에서 저항성, 1개소에서 중 정도의 저항성반응을 보여 대비품종 ‘설갱’에 비해 도열병 저항성이 유의하게 증가되었음을 확인할 수 있었다. 목도열병 이병수율은 전주에서 4.8%로 ‘설갱’의 7.5%보다 낮았다(Table 2). 대비품종 ‘설갱’은 흰잎마름병에 이병성이지만 ‘바로미2’는 K1(HB1013 균주), K2(HB1014 균주), K3(HB1015 균주) 균계에 저항성이고, K3a(HB1009 균주) 균계에는 이병성이었다. ‘바로미2’는 ‘설갱’과 달리 줄무늬잎마름병에는 저항성을 보였으며, 오갈병에는 이병성이었고, 벼멸구, 애멸구에는 약한 반응을 보였다(Table 3).
기본영양생장성 평가
‘바로미2’ 기본영양생장성은 34일로 만기재배로 육성된 조생종 ‘화왕’(35일)이나 저위도 단일, 고온 조건에 잘 적응한다고 알려진 조생종 ‘아세미’(36일) 및 ‘아세미1’(34일) 등과 거의 비슷하게 평가되었다(Table 4). 반면 부본인 ‘조평’, ‘금오’, ‘조원’ 등의 조생종 품종들은 각각 27일, 27일, 23일로 기본영양생장성이 짧은 것으로 나타났다. 중만생종인 ‘삼광’, ‘보람찬’, ‘수광’ 등은 각각 25일, 21일, 19일로 짧았다. 조생종의 기본영양생장성과 불시출수율 간의 부(-)의 상관관계를 보였다. 2017년 지역적응시험 결과, 기본영양생장성이 양호한 ‘바로미2’의 불시출수율은 모두 0%였다. 평균기온이 생육초기에는 높게 유지되며 등숙기 후기에는 빠르게 하강하는 만기재배 환경을 고려할 때, ‘바로미2’는 충분한 영양생장을 확보할 수 있는 특성이 있어 만기재배 조건에서 잘 적응할 수 있는 것으로 나타났다(Table 5, Fig. 4).
생리장해 저항성 및 도복관련 특성
‘바로미2’는 불시출수율이 낮았고, 생육 중후기에 위조현상이 없으며 성숙기 하엽 노화정도는 보통이었다(Table 6). 춘천 냉수처리 내랭성 검정에서 적고는 ‘설갱’과 유사하였고, 출수지연일수(24일), 임실률(43%)로 ‘설갱’에 비해 높았다. 수발아율은 56.3%로 ‘설갱’(25.6%)에 비해 유의하게 높은 편이었다(Table 6). 과비 조건에서 이앙재배 검정을 통한 도복관련 특성평가에서 ‘바로미2’는 ‘설갱’에 비해 벼키(간장+수장)는 비슷하나 중심고가 약간 높고 3절 간장은 길며, 지상부 총생체중은 약간 작고 좌절중이 낮아 도복지수가 ‘설갱’ 에 비해 약간 높은 것으로 보였다(Table 7).
미질 및 도정특성
‘바로미2’의 입형은 현미 장폭비가 1.80로 단원형이고, 뽀얀 분질배유를 지니었다(Fig. 5, Table 8). ‘바로미2’의 알칼리 붕괴도(5.1)는 ‘설갱’에 비해 유의적으로 낮았으나, 단백질 함량은 7.2%로 유의 하게 높았다. 반면 아밀로스 함량은 16.5%로 ‘설갱’(18.4%)에 비해 낮은 편이었다. ‘바로미2’의 도정특성은 제현율이 82.3%, 현백율이 86.9%, 도정율은 71.6%로 대비품종인 ‘설갱’과 비슷하였다(Table 9).
곡립경도 및 건식제분 적합성
‘바로미2’(2.9 kg)의 곡립경도는 모본인 ‘수원542호’(3.3 kg)’보다 낮았고, ‘조평’(8.6 kg), ‘신동진’(9.5 kg)과 같은 멥쌀에 비해 약 1/3 수준의 경도를 지녔다. 연질배유 특성 지니는 ‘설갱’ (5.7 kg)과 ‘한가루’(6.3 kg)보다 곡립경도가 낮음을 확인하였다.
‘바로미2’의 쌀가루 평균 크기는 81.8 μm로 ‘수원542호’(80.3μm)에 비해 약간 더 큰편이었으나. ‘설갱’(84.7 μm), ‘한가루’(89.4 μm)에 비해서 유의하게 작았고, 멥쌀인 ‘조평’(103.1 μm)과 ‘신동진’ (98.1μm) 보다 매우 작았다(Table 10). 건식제분으로 일반 멥쌀을 이용하여 쌀가루를 제조할 때 가장 문제시 되는 것은 쌀의 높은 곡립경도로 인한 손상전분 함량 증가이다. 손상전분 함량이 높아지면 전분립 수화가 가속화되어 알파 혹은 베타 아밀라아제 등에 의해 쉽게 가수분해되고 발효당(fermentable sugar)으로 전환되기 때문에 과도한 발효를 조장하여, 가공과정에서 부적절한 가스발생으로 가공품의 품질저하를 한다고 알려졌다(Stevens 1985). ‘바로미2’의 손상전분함량은 5.6%로 ‘수원542호’와 큰 차이가 없는 반면, 설갱(‘7.0%), ‘한가루’(7.4%)는 물론 멥쌀인 ‘조평’(9.7%), ‘신동진’(10.5%) 보다는 매우 낮게 나타났다. 동일한 조건에서 분질미(‘바로미2’, 수원542호)는 연질미(설갱, 한가루), 및 일반 멥쌀(조평, 신동진) 보다 쌀가루를 더 곱게 제분할 수 있고 손상전분 함량은 더 낮은 것으로 확인하였다.
수량성
‘바로미2’의 백미수량은 2017년부터 2019년까지 3년간 실시한 지역적응시험 결과 보통기 보비재배 4개소에서 419 kg/10a으로 대비 품종인 ‘설갱’ 대비 78% 수준이었다. 지대별로는 호남평야지 3개소(전주, 익산, 나주)에서 평균 423 kg/10a, 영남평야지 1개소(밀양)에서 404 kg/10a의 쌀수량을 보였다. 만기 재배에서는 호남평야지(전주)에서 482 kg/10a, 영남평야지(밀양) 466 kg/10a, 중부평야지(수원)에서 478 kg/10a로 평균 475 kg/10a으로 대비 품종인 ‘금오’(483 kg/10a)와 비슷하였다. ‘바로미2’의 수량은 보통기 보다 만기재배에서 수량성이 높은 것으로 나타났다(Table 11).
재배상의 유의점
‘바로미2’는 도열병, 흰잎마름병, 줄무늬잎마름병에는 강하나 오갈병, 검은줄오갈병 등 바이러스병과 멸구류와 나방류 등의 해충에는 저항성이 없으므로 적기 기본방제를 실시하여야 한다. 수확기 기온이 높고 장마에 수발아 피해가 심하게 발생할 수 있으므로 이를 수발아 재해를 최소화하기 위해서는 이모작 또는 만기재배해야 한다.
건식 쌀가루 전용품종을 육성하기 위해 국립식량과학원에서는 분질배유를 지녀 건식제분에 적합한 벼 ‘수원542호’에 평야지 복합 내병성 ‘조평’을 교배한 ‘가루미2’를 개발하였고, 2019년에 특허 및 품종 출원하였다. 하지만, 특허명 ‘가루미2’로 품종으로 사용할 수 없다는 국립종자원 의견에 따라 ‘바로미2’로 변경하여 품종 출원하였다. 지역적응시험을 3개년(2017~2019) 간 수행한 결과, ‘바로미2’ 호남 평야지에서 보통기 출수기는 7월 27일로 ‘설갱’보다 17일 빠른 조생종이었다. ‘바로미2’의 간장 및 이삭길이는 ‘설갱’과 유사한 76 cm, 23 cm 였다. ‘바로미2’의 포기당 이삭수는 11개로 ‘설갱’ (14개)보다 작았고 현미 천립중은 18.4 g 로 설갱보다 13.6% 낮았다. 쌀수량은 423 kg/10a로 설갱 대비 80%수준이었다. ‘바로미2’의 만기재배 출수기는 3개 시험지 평균 8월 22일이었고, 쌀수량은 475 kg/10a로 대비 품종 ‘금오’와 비슷한 수준이었다. 조생종을 만기재배에 활용하기 위해서는 기본영양생장기를 면밀하게 검토해야하는데, 기본영양생장기가 짧을수록 생육 초기 고온으로 생육일수 단축에 의한 수량감소가 발생하고, 심한 경우 이앙 직후 어린묘에서 이삭이 패는 ‘불시출수’가 초래할 수 있기 때문이다. ‘바로미2’는 초기생육이 왕성하고 기본영양생장이 양호하기 때문에, 만기 재배 조건에 잘 적응 할 있고 판단된다. ‘바로미2’는 도열병, 흰잎마름병, 줄무늬잎마름병에 강한 저항성을 발현하였으나, 멸구류에는 감수성이었다. ‘바로미2’는 ‘설갱’에 비해 수발아에 민감하였고, 내랭성 평가에서 ‘설갱’에 비해 유의하게 출수가 지연되었고, 임실율은 설갱에 비해 유의하게 높았다. ‘바로미2’의 분질배유는 염색체 5번에 위치한 열성인자 ‘flo7’에 의해 결정된다. 분질배유를 지니는 ‘바로미2’의 건식 쌀가루 평균 입도는 81.8μm, 손상전분함량은 5.6%로 연질배유를 지니는 ‘설갱’, ‘한가루’ 보다 낮아 건식 쌀가루 제조 및 쌀가공에 더 효율적일 것이라 판단된다. ‘바로미2’는 복합내병성이고, 기본영양생장성이 양호하여 이모작 또는 만기재배에 적합하며, 곡립경도가 낮아 건식 쌀가루 제분에 유리하다. 따라서 ‘바로미2’는 쌀 가공산업 활성화를 위한 핵심소재로 활용될 가능성이 높다(품종보호권 등록번호: 제9052호).
본 논문은 농촌진흥청 연구사업(PJ016831012022)의 지원으로 수행된 결과의 일부입니다. 품종을 육성함에 있어 협력하여 주신 농촌진흥청 국립식량과학원, 연구정책국, 농촌지원국 및 각도 농업기술원 관계관님께 깊은 감사를 드립니다.
Fig. 1
Pedigree diagram of ‘Baromi2’. OYT: Observational yield trial, PYT: preliminary yield trial, BVPT: basic vegetative phase trial, RYT: Replicated yield trial, LAT: Local adaptability test
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Fig. 2
Genealogical diagram of ‘Baromi2’.
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Fig. 3
Phenotypic comparison between ‘Baromi2(Jeonju615)’, along with the check variety, ‘Seolgaeng’.
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Fig. 4
Variation in daily temperature after the heading date of ‘Baromi2’ in three different culture seasons in Jeonju(2017). HDO: heading date in ordinary planting culture, HDD: heading date in double cropping culture, HDL: heading date in late planting culture. DMXT: Daily maximum temperature, DAT: daily average temperature, DMT: daily minimum temperature.
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Fig. 5
Brown rice appearances in floury endosperm rice cultivars and electron microscopy visualization of the endosperm. (A) Brown rice and its transverse section of ‘Baromi2’, ‘Suweon542’, and ‘Jopyeong’. (B) Electron microscopy observation of endosperm in ‘Baromi2’, ‘Suweon542’, and ‘Jopyeong’. The pictures were imported from Mo et al(2013a), Mo and Jeung (2020), and Jeung(2020) with minor modifications under the Creative Commons Attribution License (http://ceativecommons.org/licenses).
kjbs-54-4-433-f5.jpg
Table 1
Comparison between ‘Baromi2’ and its check variety, ‘Seolgaeng’ on the major agronomic traits.
Table 1
Varietyz Heading date (mm.dd) Culm length (cm) Panicle length (cm) No. of panicles /hill No. of spikelets /panicle Ratio of ripened grain(%) 1,000-grain weight of brown rice(g)
Baromi2 7.27** 76ns 23ns 11** 120** 85.7* 18.4**
Seolgaeng 8.13 76 23 14 104 90.7 21.3

z The overall means of three years of local adaptability trials (2017~2019) were conducted at NICS, RDA, Jeonju.

Not significant (ns) in the t-test, while * and ** Significant at *p<0.05 and p<0.01, respectively

Table 2
Resistance reactions to blast disease.
Table 2
Variety Reaction to leaf blast at blast nursery tests z Reaction to neck blast(%)y
No. of tested sites (12)x Jeonju Milyang Yesan Jinju
R (0~3) M (4~6) S (7~9) Mean
Baromi2 11 1 0 2.1 4.8 0.3 0.6 5.9
Seolgaeng 1 7 3 5.5 7.5 0.0 0.0 3.7

zN fertilizer of blast nursery test = 240 kg/ha

yN fertilizer of neck blast = 220 kg/ha

xR: resistance, M: moderately resistance, S: susceptible.

Table 3
Reaction to bacterial blight, virus diseases, and insect pests.
Table 3
Variety Bacterial blight Viral diseases(%) Resistance to insectsz
K1 K2 K3 K3a Stripe Dwarf BPH SBPH
Baromi2 R R R S R(14.7) S(72.5) S S
Seolgang S S S S S(87.5) S(87.5) S S

z BPH(brown planthopper), SBPH(small brown planthopper).

R: resistance, S: susceptible.

Table 4
Basic vegetative phase(BVP) and premature heading of different rice varieties.
Table 4
Variety DTH(days) BVP(days) Premature heading(%)
Register LAT(2017)
Baromi2 64 34 - 0
Suweon542 65 35 6.0(2012) -
Jopyeong 57 27 37.0(2010) 16.7
Joun 53 23 27.3(2009) 19.0
Geumo 57 27 38.0(1988) 16.7
Hwawang 65 35 0.3(2012) -
Asemi 66 36 11.1(2013) -
Asemi1 64 34 2.2(2014)
Samkwang 55 25 0(2003) -
Boramchan 51 21 0(2009) 0
Sukwang 49 19 0(2011) 0

BVP was calculated by subtracting 30 days from days from sowing to heading.

DTH: days from sowing to heading, BVP: basic vegetative phase, LAT: local adaptability test.

Table 5
Changes in the average and cumulative temperate during the grain filling stage.
Table 5
Culture season z Variety Heading date (m.dd) BRY (kg/10a) 15 days after heading 30 days after heading 55 days after heading
DAT (℃) CTAH (℃) DAT (℃) CTAH (℃) DAT (℃) CTAH (℃) Days over 25℃ in MT(days)
Ordinary Planting Culture Baromi2 7.26 472 28.2 423 27.2 816 24.9 1,370 7
Suweon542 7.27 465 28.1 422 27.1 814 24.8 1,365 7
Jopyeong 7.23 660 28.4 426 27.3 818 25.3 1,391 10
Double Cropping Baromi2 8.11 521 26.1 392 24.2 726 22.6 1,243 0
Suweon542 8.13 466 25.7 386 23.8 715 22.3 1,224 0
Jopyeong 8.10 539 26.2 393 24.3 729 22.8 1,252 0
Late Planting Culture Baromi2 8.23 665 23.3 350 22.5 674 20.9 1,129 0
Suweon542 8.29 589 21.8 326 21.7 650 20.3 973 0
Jopyeong 8.27 635 22.2 333 21.8 655 20.4 1,022 0

z Preliminary yield trials for ordinary, double cropping, and late planting culture was conducted in 2017 Jeonju.

BRY: brown rice yield DAT: Daily average temperature, CTAH: cumulative temperature after heading, MT: minimum temperature.

Table 6
Response to physiological and abiotic stresses.
Table 6
Variety Premature headingy (%) Occurrence of wilting Leaf senescence at maturing Cold tolerance z Viviparous germination w (%)
Leaf discolorationx (1~9) Heading delay (day) Grain fertility (%) Phenotypic acceptability (1~9)
Baromi2 6.1ns Tolerance Normal 1 24ns 43** 6 56.3*
Seolgaeng 0.0 Tolerance Normal 1 10 27 8 25.6

zCold tolerance was evaluated by using a cold-water (17℃) irrigation nursery in Chuncheon substation, NICS.

yAnnual premature heading data of ‘Baromi2’; (’17)0.0%, (’18)17.5, (’19)1.0

xEvaluation at maximum tillering stage (1: tolerance; 9: susceptible).

wGermination rate under water-saturated incubation (17℃) for 7 days on the panicle at 40 days after pollination.

Not significant(ns) in the t-test, while * and ** significant at *p<0.05 and p<0.01, respectively.

Table 7
Characteristics related to lodging resistance.
Table 7
Variety z Plant height (cm) Length of 3rd internode (cm) Breaking resistance y (g) Fresh weight of upper portion (g) Bending momentx (g.cm) Lodging Indexw Lodging in the field (0~9)
Baromi2 99ns 13.6* 1,074* 14.8* 1,458** 136* 1
Seolgaeng 99 7.8 1,299 15.7 1,545 119 1

zEvaluated under ordinary transplanting nursery conditions (2019), and the evaluation methods were based on Kim et al.(2000).

yBreaking resistance of the middle point of 3rd internode with leaf sheath.

xLength from the lower node of 3rd internode to the top of panicle × (fresh weight of upper portion + fresh weight of 3rd internode)

wBending moment / Breaking resistance×100

Not significant(ns) in the t-test, while * and ** significant at *p<0.05 and p<0.01, respectively.

Table 8
Characteristics related to grain shape and quality.
Table 8
Variety z Brown rice Trans-lucency (1~9) Alkali digestive value (1~7) Protein content (%) Amylose content (%)
Length (mm) Width (mm) L/W ratio
Baromi2 4.94ns 2.75* 1.80ns Floury 5.1** 7.2* 16.5**
Seolgaeng 4.96 2.79 1.78 6.8 6.0 18.4

zLocal adaptability trials for ordinary culture were conducted for 3 years(2017~2019).

Not significant (ns) in the t-test, while * and ** Significant at *p<0.05 and p<0.01, respectively.

Table 9
Characteristics related to milling quality.
Table 9
Variety z Milling recovery ratio (%) Opaque rice grain ratio (%)
Brown/rough Milled/brown Milled/rough
Baromi2 82.3ns 86.9ns 71.6 82.2
Seolgaeng 83.1 87.1 71.5 87.2

zLocal adaptability trial was conducted in 2019.

Not significant (ns) in the t-test, while * and ** Significant at *p<0.05 and p<0.01, respectively.

Table 10
Grain hardness and physiochemical properties of rice flour of different varieties.
Table 10
Variety z Grain hardness(kg)n=50 Rice flour properties
Mean particle size (μm) Damaged starch (%) Ash (%) Protein(%) Amylose(%)
Baromi2 2.9cd 81.8c 5.6c 0.59c 6.6ns 18.0ns
Suweon542 3.3c 80.3c 5.9c 0.60c 6.5ns 18.9ns
Jopyeong 8.6a 103.1a 9.7a 0.81a 6.3ns 18.3ns
Shindongjin 9.5a 98.1a 10.5a 0.68b 7.0ns 19.1ns
Seolgaeng 5.7b 84.7bc 7.0b 0.64b 6.4ns 18.7ns
Hangaru 6.3b 89.4b 7.4b 0.64b 7.0ns 17.9ns

zThe experiment was conducted in 2018 at the National Institute of Crop Science, Jeonju, Korea.

Not significant (ns) in the t-test, while * and ** Significant at *p<0.05 and p<0.01, respectively.

Table 11
Summary of the yield potential evaluated during 3 (2017-2019) and 2 years (2018-2019) of local adaptability test.
Table 11
Culture Seasonz Regiony Trial sites Heading date(m.dd) Milled rice yield(kg/10a) Index
Baromi2(A) Seolgaeng(Geumo) (B) Baromi2(A) Seolgaeng(Geumo) (B)
2017 2018 2019 Mean 2017 2018 2019 Mean 2017 2018 2019 Mean 2017 2018 2019 Mean 2017 2018 2019 Mean
Ordinary Planting Culture HNP Jeonju 7.26 7.28 7.29 7.27 8.16 8.17 8.12 8.15 458 347 408 404 630 500 507 546 73 69 80 74
Iksan 7.27 7.24 7.28 7.26 8.16 8.12 8.12 8.13 372 435 462 423 500 505 521 509 74 86 89 83
Naju 7.28 7.26 7.31 7.28 8.12 8.10 8.13 8.11 458 405 466 443 589 469 554 537 78 86 84 82
Mean 7.27 7.26 7.29 7.27 8.14 8.13 8.12 8.13 429 396 445 423 573 491 527 531 75 81 84 80
YNP Milyang 7.26 7.29 8.3 7.29 8.17 8.15 8.15 8.15 348 396 468 404 506 576 584 555 69 69 80 73
Grand Mean 7.26 7.26 7.30 7.28** 8.15 8.14 8.13 8.14 409 396 451 419 556 513 542 537 74 77 83 78
Late Planting Culture HNP Jeonju - 8.21 8.27 8.24 - (8.21) (8.27) (8.24) - 473 491 482 - (477) (489) (483) - (99) (100) (100)
YNP Milyang - 8.27 8.30 8.28 - (8.26) (8.28) (8.27) - 484 447 466 - (479) (487) (483) - (101) (92) (96)
MDP Suwon - 8.19 8.22 8.20 - (8.18) (8.20) (8.19) - 531 425 478 - (514) (452) (483) - (103) (94) (99)
Grand Mean - 8.22 8.26 8.24ns - (8.22) (8.25) (8.23) - 496 454 475 - (490) (476) (483) - (101) (95) (98)

zLocal adaptability trials for ordinary and late planting cultures were conducted for 3(2017~2019) and 2(2018~2019) years, respectively.

yRegions are Honam plain(HNP), Yeongnam plain(YNP), and middle plain(MDP)

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Early Maturing Rice Variety “Baromi2” with a Floury Endosperm and Suitable for Dry-Milling of Rice Grain
Korean. J. Breed. Sci.. 2022;54(4):433-441.   Published online December 1, 2022
DOI: https://doi.org/10.9787/KJBS.2022.54.4.433
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Early Maturing Rice Variety “Baromi2” with a Floury Endosperm and Suitable for Dry-Milling of Rice Grain
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Fig. 1 Pedigree diagram of ‘Baromi2’. OYT: Observational yield trial, PYT: preliminary yield trial, BVPT: basic vegetative phase trial, RYT: Replicated yield trial, LAT: Local adaptability test
Fig. 2 Genealogical diagram of ‘Baromi2’.
Fig. 3 Phenotypic comparison between ‘Baromi2(Jeonju615)’, along with the check variety, ‘Seolgaeng’.
Fig. 4 Variation in daily temperature after the heading date of ‘Baromi2’ in three different culture seasons in Jeonju(2017). HDO: heading date in ordinary planting culture, HDD: heading date in double cropping culture, HDL: heading date in late planting culture. DMXT: Daily maximum temperature, DAT: daily average temperature, DMT: daily minimum temperature.
Fig. 5 Brown rice appearances in floury endosperm rice cultivars and electron microscopy visualization of the endosperm. (A) Brown rice and its transverse section of ‘Baromi2’, ‘Suweon542’, and ‘Jopyeong’. (B) Electron microscopy observation of endosperm in ‘Baromi2’, ‘Suweon542’, and ‘Jopyeong’. The pictures were imported from Mo et al(2013a), Mo and Jeung (2020), and Jeung(2020) with minor modifications under the Creative Commons Attribution License (http://ceativecommons.org/licenses).

Fig. 1

Fig. 2

Fig. 3

Fig. 4

Fig. 5

Early Maturing Rice Variety “Baromi2” with a Floury Endosperm and Suitable for Dry-Milling of Rice Grain

Comparison between ‘Baromi2’ and its check variety, ‘Seolgaeng’ on the major agronomic traits.

Varietyz Heading date (mm.dd) Culm length (cm) Panicle length (cm) No. of panicles /hill No. of spikelets /panicle Ratio of ripened grain(%) 1,000-grain weight of brown rice(g)
Baromi2 7.27** 76ns 23ns 11** 120** 85.7* 18.4**
Seolgaeng 8.13 76 23 14 104 90.7 21.3

Resistance reactions to blast disease.

Variety Reaction to leaf blast at blast nursery tests z Reaction to neck blast(%)y
No. of tested sites (12)x Jeonju Milyang Yesan Jinju
R (0~3) M (4~6) S (7~9) Mean
Baromi2 11 1 0 2.1 4.8 0.3 0.6 5.9
Seolgaeng 1 7 3 5.5 7.5 0.0 0.0 3.7

Reaction to bacterial blight, virus diseases, and insect pests.

Variety Bacterial blight Viral diseases(%) Resistance to insectsz
K1 K2 K3 K3a Stripe Dwarf BPH SBPH
Baromi2 R R R S R(14.7) S(72.5) S S
Seolgang S S S S S(87.5) S(87.5) S S

Basic vegetative phase(BVP) and premature heading of different rice varieties.

Variety DTH(days) BVP(days) Premature heading(%)
Register LAT(2017)
Baromi2 64 34 - 0
Suweon542 65 35 6.0(2012) -
Jopyeong 57 27 37.0(2010) 16.7
Joun 53 23 27.3(2009) 19.0
Geumo 57 27 38.0(1988) 16.7
Hwawang 65 35 0.3(2012) -
Asemi 66 36 11.1(2013) -
Asemi1 64 34 2.2(2014)
Samkwang 55 25 0(2003) -
Boramchan 51 21 0(2009) 0
Sukwang 49 19 0(2011) 0

Changes in the average and cumulative temperate during the grain filling stage.

Culture season z Variety Heading date (m.dd) BRY (kg/10a) 15 days after heading 30 days after heading 55 days after heading
DAT (℃) CTAH (℃) DAT (℃) CTAH (℃) DAT (℃) CTAH (℃) Days over 25℃ in MT(days)
Ordinary Planting Culture Baromi2 7.26 472 28.2 423 27.2 816 24.9 1,370 7
Suweon542 7.27 465 28.1 422 27.1 814 24.8 1,365 7
Jopyeong 7.23 660 28.4 426 27.3 818 25.3 1,391 10
Double Cropping Baromi2 8.11 521 26.1 392 24.2 726 22.6 1,243 0
Suweon542 8.13 466 25.7 386 23.8 715 22.3 1,224 0
Jopyeong 8.10 539 26.2 393 24.3 729 22.8 1,252 0
Late Planting Culture Baromi2 8.23 665 23.3 350 22.5 674 20.9 1,129 0
Suweon542 8.29 589 21.8 326 21.7 650 20.3 973 0
Jopyeong 8.27 635 22.2 333 21.8 655 20.4 1,022 0

Response to physiological and abiotic stresses.

Variety Premature headingy (%) Occurrence of wilting Leaf senescence at maturing Cold tolerance z Viviparous germination w (%)
Leaf discolorationx (1~9) Heading delay (day) Grain fertility (%) Phenotypic acceptability (1~9)
Baromi2 6.1ns Tolerance Normal 1 24ns 43** 6 56.3*
Seolgaeng 0.0 Tolerance Normal 1 10 27 8 25.6

Characteristics related to lodging resistance.

Variety z Plant height (cm) Length of 3rd internode (cm) Breaking resistance y (g) Fresh weight of upper portion (g) Bending momentx (g.cm) Lodging Indexw Lodging in the field (0~9)
Baromi2 99ns 13.6* 1,074* 14.8* 1,458** 136* 1
Seolgaeng 99 7.8 1,299 15.7 1,545 119 1

Characteristics related to grain shape and quality.

Variety z Brown rice Trans-lucency (1~9) Alkali digestive value (1~7) Protein content (%) Amylose content (%)
Length (mm) Width (mm) L/W ratio
Baromi2 4.94ns 2.75* 1.80ns Floury 5.1** 7.2* 16.5**
Seolgaeng 4.96 2.79 1.78 6.8 6.0 18.4

Characteristics related to milling quality.

Variety z Milling recovery ratio (%) Opaque rice grain ratio (%)
Brown/rough Milled/brown Milled/rough
Baromi2 82.3ns 86.9ns 71.6 82.2
Seolgaeng 83.1 87.1 71.5 87.2

Grain hardness and physiochemical properties of rice flour of different varieties.

Variety z Grain hardness(kg)n=50 Rice flour properties
Mean particle size (μm) Damaged starch (%) Ash (%) Protein(%) Amylose(%)
Baromi2 2.9cd 81.8c 5.6c 0.59c 6.6ns 18.0ns
Suweon542 3.3c 80.3c 5.9c 0.60c 6.5ns 18.9ns
Jopyeong 8.6a 103.1a 9.7a 0.81a 6.3ns 18.3ns
Shindongjin 9.5a 98.1a 10.5a 0.68b 7.0ns 19.1ns
Seolgaeng 5.7b 84.7bc 7.0b 0.64b 6.4ns 18.7ns
Hangaru 6.3b 89.4b 7.4b 0.64b 7.0ns 17.9ns

Summary of the yield potential evaluated during 3 (2017-2019) and 2 years (2018-2019) of local adaptability test.

Culture Seasonz Regiony Trial sites Heading date(m.dd) Milled rice yield(kg/10a) Index
Baromi2(A) Seolgaeng(Geumo) (B) Baromi2(A) Seolgaeng(Geumo) (B)
2017 2018 2019 Mean 2017 2018 2019 Mean 2017 2018 2019 Mean 2017 2018 2019 Mean 2017 2018 2019 Mean
Ordinary Planting Culture HNP Jeonju 7.26 7.28 7.29 7.27 8.16 8.17 8.12 8.15 458 347 408 404 630 500 507 546 73 69 80 74
Iksan 7.27 7.24 7.28 7.26 8.16 8.12 8.12 8.13 372 435 462 423 500 505 521 509 74 86 89 83
Naju 7.28 7.26 7.31 7.28 8.12 8.10 8.13 8.11 458 405 466 443 589 469 554 537 78 86 84 82
Mean 7.27 7.26 7.29 7.27 8.14 8.13 8.12 8.13 429 396 445 423 573 491 527 531 75 81 84 80
YNP Milyang 7.26 7.29 8.3 7.29 8.17 8.15 8.15 8.15 348 396 468 404 506 576 584 555 69 69 80 73
Grand Mean 7.26 7.26 7.30 7.28** 8.15 8.14 8.13 8.14 409 396 451 419 556 513 542 537 74 77 83 78
Late Planting Culture HNP Jeonju - 8.21 8.27 8.24 - (8.21) (8.27) (8.24) - 473 491 482 - (477) (489) (483) - (99) (100) (100)
YNP Milyang - 8.27 8.30 8.28 - (8.26) (8.28) (8.27) - 484 447 466 - (479) (487) (483) - (101) (92) (96)
MDP Suwon - 8.19 8.22 8.20 - (8.18) (8.20) (8.19) - 531 425 478 - (514) (452) (483) - (103) (94) (99)
Grand Mean - 8.22 8.26 8.24ns - (8.22) (8.25) (8.23) - 496 454 475 - (490) (476) (483) - (101) (95) (98)
Table 1 Comparison between ‘Baromi2’ and its check variety, ‘Seolgaeng’ on the major agronomic traits.

z The overall means of three years of local adaptability trials (2017~2019) were conducted at NICS, RDA, Jeonju.

Not significant (ns) in the t-test, while * and ** Significant at *p<0.05 and p<0.01, respectively

Table 2 Resistance reactions to blast disease.

zN fertilizer of blast nursery test = 240 kg/ha

yN fertilizer of neck blast = 220 kg/ha

xR: resistance, M: moderately resistance, S: susceptible.

Table 3 Reaction to bacterial blight, virus diseases, and insect pests.

z BPH(brown planthopper), SBPH(small brown planthopper).

R: resistance, S: susceptible.

Table 4 Basic vegetative phase(BVP) and premature heading of different rice varieties.

BVP was calculated by subtracting 30 days from days from sowing to heading.

DTH: days from sowing to heading, BVP: basic vegetative phase, LAT: local adaptability test.

Table 5 Changes in the average and cumulative temperate during the grain filling stage.

z Preliminary yield trials for ordinary, double cropping, and late planting culture was conducted in 2017 Jeonju.

BRY: brown rice yield DAT: Daily average temperature, CTAH: cumulative temperature after heading, MT: minimum temperature.

Table 6 Response to physiological and abiotic stresses.

zCold tolerance was evaluated by using a cold-water (17℃) irrigation nursery in Chuncheon substation, NICS.

yAnnual premature heading data of ‘Baromi2’; (’17)0.0%, (’18)17.5, (’19)1.0

xEvaluation at maximum tillering stage (1: tolerance; 9: susceptible).

wGermination rate under water-saturated incubation (17℃) for 7 days on the panicle at 40 days after pollination.

Not significant(ns) in the t-test, while * and ** significant at *p<0.05 and p<0.01, respectively.

Table 7 Characteristics related to lodging resistance.

zEvaluated under ordinary transplanting nursery conditions (2019), and the evaluation methods were based on Kim et al.(2000).

yBreaking resistance of the middle point of 3rd internode with leaf sheath.

xLength from the lower node of 3rd internode to the top of panicle × (fresh weight of upper portion + fresh weight of 3rd internode)

wBending moment / Breaking resistance×100

Not significant(ns) in the t-test, while * and ** significant at *p<0.05 and p<0.01, respectively.

Table 8 Characteristics related to grain shape and quality.

zLocal adaptability trials for ordinary culture were conducted for 3 years(2017~2019).

Not significant (ns) in the t-test, while * and ** Significant at *p<0.05 and p<0.01, respectively.

Table 9 Characteristics related to milling quality.

zLocal adaptability trial was conducted in 2019.

Not significant (ns) in the t-test, while * and ** Significant at *p<0.05 and p<0.01, respectively.

Table 10 Grain hardness and physiochemical properties of rice flour of different varieties.

zThe experiment was conducted in 2018 at the National Institute of Crop Science, Jeonju, Korea.

Not significant (ns) in the t-test, while * and ** Significant at *p<0.05 and p<0.01, respectively.

Table 11 Summary of the yield potential evaluated during 3 (2017-2019) and 2 years (2018-2019) of local adaptability test.

zLocal adaptability trials for ordinary and late planting cultures were conducted for 3(2017~2019) and 2(2018~2019) years, respectively.

yRegions are Honam plain(HNP), Yeongnam plain(YNP), and middle plain(MDP)

Table 1

Table 2

Table 3

Table 4

Table 5

Table 6

Table 7

Table 8

Table 9

Table 10

Table 11

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