Abstract
A white sesame variety, ‘Haniall’ (Sesamum indicum L.), exhibiting shattering resistance and early maturity, was developed in 2021. ‘Haniall’ originated from a cross between ‘Suwon195’ and ‘Early Russian’ in 2014. ‘Haniall’ features a plant type characterized many branches and single capsule per node. Notably, the ‘Haniall’ exhibited resistance to seed shattering. The yield of Haniall was about 104 kg/10 a, which is 20% higher than that of ‘Ansan.’ ‘Haniall’ showed crude fat content of 54%, a lignan content of 6.4 mg/g. This variety is expected to contribute to the increased sesame production in Korea through large-scale mechanical cultivation (Registration No. 10320).
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Keywords: sesame; oilseed crop; non-shattering; combine harvest
서언
참깨(
Sesamum indicum L. 2n=26)는 호마과 참깨속에 속하는 한해살이작물로 중국, 인도, 수단 등 아시아, 아프리카에서 주로 재배되고 있다. 참깨는 주요 유지작물로서 종자에는 약 지방 50%, 단백질 25%가 주로 함유되어 있으며, 항산화 성분인 세사민, 세사몰린이 미량 함유되어 있다(
Kim et al. 2022a). 2024년 기준 국내 참깨 재배면적과 생산량은 18.9천 ha, 9천 t으로, 2000년 44.3천 ha, 31.7천 t에서 지속적으로 감소해왔다. 2023년 기준 1인당 연간 참깨 소비량은 1.68 kg으로 수요는 높으나 국내 생산량이 부족하여 소비의 90%를 수입산에 의존하고 있다. 국내에서는 5~9월 재배기간 동안 역병, 시들음병 등 병 발생이 많고, 파종과 수확 작업의 기계화가 어려워 노동력이 많이 소요되며, 농가 평균 수량성은 약 50 kg/10a으로 낮다(
KOSIS 2025). 참깨는 꽃이 피기 시작하면 영양생장이 본격적으로 시작되며, 보통 40일 이상 계속해서 꽃이 피고 순차적으로 꼬투리가 형성된다. 따라서 꼬투리는 동시에 성숙되지 않고, 먼저 성숙된 꼬투리는 탈립되어 최대 50%의 수량 손실이 발생한다(
Qureshi et al. 2022). 참깨 내탈립성은 크게 밀폐형(Indehiscent), 태좌접착성(non-dehiscent) 두 가지의 형태가 보고되었으며, 최근 next generation sequencing 기술의 발달과 함께 밀폐형 내탈립(
Teboul et al. 2022,
Zhang et al. 2018), 태좌접착성 내탈립과 연관된 후보유전자가 탐색되었다(
Ju et al. 2024,
Zhang et al. 2018). 밀폐형 내탈립 참깨는 콤바인 수확 시 완전히 탈곡 되지 않고 종자가 부서지는 등의 문제가 발생되어 콤바인수확에는 적합하지 않다. 미국에서는 2000년 이후 태좌접착성이 강한 내탈립 품종이 개발되었으며, 대규모 기계화 재배가 이루어지고 있다(
Langham 2000,
2011,
2013). 국내에서는 1980년 이후 내병성, 다수성 등을 목표로 지금까지 80 여개의 품종이 육성되었다. 2010년 이후에는 역병저항성 검정체계가 확립(
Oh et al. 2018)되었고, 역병 저항성인 ‘건백’(
Kim et al. 2018), ‘유미’(
Kim et al. 2020), ‘누리’(
Kim et al. 2022b), ‘강유’(
Kim et al. 2023) 등이 개발되어 보급되었다. 내탈립 연구는 1990년대부터 시작되었으며, 태좌접착성 내탈립성이 비교적 강하고 기능성분인 리그난 함량이 높은 ‘고품’이 개발되었다(
Shim et al. 2007). 하지만 ‘고품’은 성숙기가 진행됨에 따라 내탈립성이 점차 감소하고, 도복에 약한 특성이 있어 콤바인 수확은 한계가 있었다(
Kim et al. 2004).
국립식량과학원에서는 국내 최초로 내탈립성이 강한 참깨 ‘하니올’을 개발하였고 콤바인 수확을 통한 노동력 절감과 대규모 재배로의 전환이 가능하게 되었다. 이에 ‘하니올’ 육성 경위와 품종 특성을 소개하고자 한다.
재료 및 방법
생육특성 및 수량성
‘하니올’의 지역적응시험은 2020년과 2021년, 2년간 나주, 밀양, 수원, 안동, 청주 5개 지역에서 수행하였다. 참깨 표준재배법에 따라 흑색 유공 비닐을 사용하였으며 조간, 주간거리는 30×15 cm로 하였고 파종은 5월 중순에 직파하였다. 시험구 크기는 11 m
2으로 하여 난괴법 3반복으로 시험을 수행하였다. 농촌진흥청 농업과학기술 연구조사 분석기준에 따라 개화기, 성숙기, 경장, 착삭부위장, 주당삭수, 천립중, 종실중, 도복, 역병, 시들음병, 흰가루병, 잎마름병, 내탈립성 등을 조사하였다(
RDA 2012).
개화기는 한 구에서 40% 이상의 개체가 개화한 날을 조사하였고, 성숙기는 전 주수의 80~90%가 잎, 줄기의 황화가 시작된 날을 조사하였다. 경장은 수확 직전 20주의 지표면에서 경선단까지의 길이의 평균값을 조사하였으며, 착삭부위장은 수확 직전 20주의 처음 달린 삭의 부위에서 끝에 달린 삭의 부위까지의 길이의 평균값을 조사하였다. 주당삭수는 수확 직전 20주의 꼬투리수의 평균값을 조사하였다.
천립중은 정선한 종실 1000립의 무게를 조사하였고, 종실중은 시험구 면적 11 m2에서 번외구를 제외하고 8.8 m2 얻은 종실량을 10 a당 수량으로 환산하였다.
도복 및 내병성
도복은 성숙기에 45° 이상 기울어진 개체수를 조사하였고, 역병, 시들음병은 수확 이전 병해가 가장 심할 때 발병주율을 조사하였으며, 흰가루병, 잎마름병은 수확 이전 병해가 가장 심할 때 병반면적율을 조사하여 1~9 사이의 계급값을 부여한 후 평균값으로 나타내었다. 도복은 전체 개체에서 5% 이하의 개체가 도복 되었을 때 1, 6% 에서 10% 사이일 때 3, 11% 에서 50% 사이일 때 5, 51% 에서 75% 사이의 개체가 도복 되었을 때 7, 76% 이상의 개체가 도복 되었을 때 9로 나타내었다. 내탈립성은 성숙기에 꼬투리가 건조되어 벌어졌을 때 줄기를 흔들어 꼬투리 내 태좌와 종자의 부착된 힘과 탈립성을 소리와 육안으로 평가하였다. 꼬투리 내 태좌와 종자가 붙어있는 힘이 강하여 종자가 태좌에서 떨어지지 않고 소리가 나지 않을 때 1로, 꼬투리 내 태좌와 종자가 붙어있는 힘이 약하여 종자가 태좌에서 떨어지고 종자가 꼬투리 안에서 부딛혀 소리가 나면 9로 평가하였다. 역병 저항성을 평가하기 위해 생물검정을 수행하였으며, 접종원으로는
Phytophthora nicotianae KACC48121 균주를 사용하였다. 참깨 제1본엽기 지제부에 유주자 현탁액을 1×10
4 zoospore/mL 농도로 5 mL를 접종하였으며, 접종 10일 후 저항성 및 감수성으로 평가하였다(
Oh et al. 2018).
2020, 2021년 경남 밀양 밭작물개발부에서 지역적응시험에서 생산된 ‘하니올’, ‘안산’ 종자를 사용하여 지방 함량, 지방산 조성, 단백질 함량, 리그난 함량을 분석하였다. 품종 당 10 g 종자를 믹서기로 곱게 분쇄하여 분석을 위한 시료를 준비하였다. 지방함량은 분쇄시료 2.0 g을 핵산(n-hexane)을 용매로 하여 자동 속시렛 추출장치(Buchi B-811 extracted system)를 이용하여 추출하여 수분 보정한 값을 환산하였으며, 지방산조성은 추출한 지방을 메틸화한 다음 GC (Gas Chromatography)를 통해 분석하였다. 리그난 함량은 분쇄시료 1 g을 메탄올을 용매로 하여 24시간동안 상온에서 교반한 후에 필터(0.2 um membrane filter)로 여과 후 액체크로마토그래피(Agilent 1100, USA)로 분석하였다. 단백질 함량은 질소분석기(Elementar Analysen system, US/RapidN111, Germany)를 이용하여 분석하였다.
통계 분석
결과 및 고찰
육성경위
‘하니올’은 2014년 내탈립성이 강하고 3과성 소분지초형의 ‘수원195호’와 1과성 다분지 초형이며 성숙기가 빠른 ‘Early Russian’를 각각 모, 부본으로 하여 인공교배하여 계통 육종법에 따라 육성하였다. F
2 세대에서는 과성, 분지수, 개화기, 탈립 등 특성이 분리된 개체들이 나타났으며, 그 중 내탈립성이 강한 개체를 선발하였다. F
3 이후 세대에서 내탈립성과 도복, 내병성 등을 종합적으로 평가하여 우수한 계통을 선발하였다. 2019년에는 경남 밀양 밭작물개발부에서 생산력검정시험 결과 내탈립성이 강하고 성숙기가 빠른 MSL14072-2B-14-1을 선발하였고 ‘밀양72호’로 계통명을 부여하였다. 이후 2020년, 2021년 2개년간 밀양, 수원, 청주, 안동, 나주 5지역에서 지역적응시험을 수행하였다. 그 결과 2021년 직무육성 신품종 선정위원회에서 그 우수성이 인정되어 ‘하니올’로 명명, 신품종으로 등록하게 되었다(
Fig. 1).
참깨 초형은 꼬투리가 달리는 형태와 분지 발생정도에 따라, 크게 3과성 소분지 또는 1과성 또는 3과성 다분지 초형으로 분류된다. ‘하니올’은 1과성 2실 4방 형태로 달리고 초형은 분지 발생이 많은 다분지 초형으로 대조 품종인 ‘안산’과 유사한 특성을 가지고 있다(
Table 1,
Fig. 2). ‘하니올’ 개화기는 7월 1일, 성숙기는 8월 13일로 개화기간은 약 25일로 짧아 3과성 소분지 초형인 ‘건백’(
Kim et al. 2018), ‘강유’(
Kim et al. 2023)보다 등숙률이 높다. 3과성 소분지 초형은 개화기간이 약 40일 이상으로 최하위 꼬투리 성숙이 시작되어 모든 꼬투리가 성숙되는 데까지 3주 이상의 시간이 소요된다. 꼬투리가 성숙되는 기간 동안 강우가 오는 경우 건조가 지연되어 기계수확이 어려워지며, 종자 색택 저하 등 품질에도 영향을 준다. ‘하니올’은 다분지초형으로 성숙기 이후 순차적으로 모든 꼬투리가 성숙되어 건조되기 까지 걸리는 기간이 약 2주 정도로 짧아 자연건조 후 콤바인수확에 유리한 특성으로 작용할 것이다.
화색과 종피색은 흰색으로 ‘안산’과 같았으며 경장은 149 cm으로 ‘안산’과 비슷하였으나, 착삭부위장은 94 cm로 ‘안산’보다 6 cm 길었다. 주당삭수는 102개로 ‘안산’보다 16개 많았다(
Table 2,
Fig. 2).
참깨는 재배기간 동안 발생하는 역병, 시들음병, 흰가루병, 잎마름병 등으로 인해 수량 감소에 큰 영향을 미친다. 역병저항성 생물검정 결과, ‘하니올’과 ‘안산’ 모두 역병균 인공접종 시 감수성으로 나타났다. 역병 포장 평가 결과 ‘하니올’은 1로 ‘안산’(3)보다 강한 특성을 나타내었다. 시들음병 포장 평가 결과 ‘하니올’은 0으로 ‘안산’(1)보다 강한 특성을 나타내었다. 잎마름병 포장 평가 결과 ‘하니올’은 ‘3’으로 다소 강한 특성을 나타내었다. 도복 평가결과 ‘하니올’은 3으로 나타나 비교적 강한 특성을 나타내었다(
Table 3). 특히, 내탈립성 평가결과, ‘하니올’은 내탈립성이 강해 모든 꼬투리가 성숙되어 벌어져도 탈립이 되지 않아 1로 강하게 평가된 반면, ‘안산’은 내탈립성이 약해 9로 평가되었다(
Fig. 2). 미국 세사코에서는 꼬투리가 모두 건조되고 30일 이상 지나도 종자 탈립이 매우 적은 품종이 개발되었다. 향후 콤바인 수확 시 예취부 손실을 줄이기 위해서는 세사코 내탈립 품종 수준으로 내탈립성을 강화하는 것이 필요하다(
Langham 2013).
2020년, 2021년 2개년간 밀양, 수원, 청주, 안동, 나주 5개 지역에서 지역적응시험 결과 ‘하니올’의 10 a당 평균 수량이 104 kg으로 ‘안산’보다 20% 높았다. 2개년간 지역별 10 a당 평균 수량은 밀양 102, 수원 113, 청주 103, 안동 92, 나주 108 kg으로 나주를 제외한 4 지역에서 ‘안산’보다 모두 높게 나타났다. 연도별 10 a당 평균수량은 2020년 86, 2021년 121 kg으로 ‘안산’보다 모두 높게 나타났다(
Table 4).
종자 품질분석결과 ‘하니올’의 조지방 함량은 54%로 ‘안산’보다 2%p 높았으며, 조단백 함량은 26%로 ‘안산’보다 2%p 낮게 나타났다. 지용성리그난인 세사민과 세사몰린의 함량은 6.4 mg/g으로 ‘안산(8.7 mg/g)’보다는 낮은 함량을 나타내었다(
Table 5). 참깨 지용성리그난인 세사민, 세사몰린은 참기름 가공 후에도 참기름에 남아있고 항치매, 간세포 보호효과 등 기능성이 우수한 작용을 하는 것으로 알려져 있다(
Kim et al. 2022a).
포장 평가 결과, 역병, 시들음병 등에 강한 것으로 나타났으나 연작지, 병 상습발생지 등에서는 재배를 삼가고 배수관리와 방제를 철저히 하여야 한다. 콤바인 수확은 꼬투리, 줄기 등이 모두 건조되었을 때 작업해야 수확 후 품질저하가 떨어지며, 강우로 인한 건조 지연 시에는 건조제 등을 처리하도록 한다.
적요
참깨는 국내에서 소규모 재배로 이루어지며 파종, 수확 기계화율이 매우 낮은 수준이다. 특히 성숙기에 종자 탈립으로 인해서 여전히 낫, 예초기 등을 이용하여 수확하고, 수확 후 탈곡, 정선 등 작업에도 많은 노동력이 투입되고 있다. 농촌진흥청 국립식량과학원에서는 내탈립성이 강한 콤바인 수확용 참깨 품종 ‘하니올’을 개발하여 육성 경위와 특성에 대해 소개하고자 한다. ‘하니올’은 기계수확 적응 품종개발을 목표로 내탈립성이 강한 ‘수원195호’와 성숙기가 빠른 ‘Early Russian’을 모본, 부본으로 하여 계통육종법에 따라 육성되었다. ‘하니올’은 ‘안산’과 같은 1과성 다분지 초형으로 개화기간이 짧고 등숙률이 높은 특성이 있다. 화색과 종피색은 흰색이고, 개화기와 성숙기는 7월 1일, 8월 13일로 ‘안산’과 비슷한 조생종이다. 경장은 149 cm이고 착삭부위장은 94 cm로 ‘안산’보다 6 cm 길다. 주당삭수는 102개로 ‘안산’보다 16개 많았으며 1,000립중은 2.4 g으로 ‘안산’과 같은 소립종이다. 역병저항성 검정결과 역병감수성이며 포장평가 결과 ‘안산’보다 역병, 시들음병, 흰가루병에 강한 특성을 나타내었다. 내탈립성 평가결과, 매우 강한 것으로 평가되었다. 수량성은 10 a당 104 kg으로 ‘안산’보다 20% 높게 나타났다. 품질 특성은 조지방 함량이 54%로 높고, 항산화성분인 리그난 함량은 6.4 mg/g을 나타내었다(품종보호권 등록번호: 제 10320호, 2024. 11. 27).
사사
본 연구는 농촌진흥청 국립식량과학원의 연구사업(PJ014254022026)의 지원으로 수행되었습니다.
Fig. 1Pedigree diagram of ‘Haniall’.
Fig. 2Morphological characteristics. (A) Plant type (Left: ‘Ansan’, Right: ‘Haniall’), (B) Capsule (Left: ‘Ansan’, Right: ‘Haniall’), (C) Non-shattering capsules of ‘Haniall’ and, (D) Seeds (Left: ‘Ansan’, Right: ‘Haniall’).
Table 1Inherent characteristics of ‘Haniall’.
Table 1
|
Variety |
Growth type |
Plant type |
Flower color |
Seed coat color |
Capsule bearing habit |
|
|
Capsule |
Carpellate |
Loculus |
|
Haniall |
Indeterminate |
Many branched |
White |
White |
1 |
2 |
4 |
|
Ansan |
Indeterminate |
Many branched |
White |
White |
1 |
2 |
4 |
Table 2Agronomic characteristics of ‘Haniall’.
Table 2
|
Variety |
Flowering
date |
Maturity
date |
Height
(cm) |
First capsule height (cm) |
No. of
branches |
No. of
capsules per plant |
1,000-seed weight (g) |
|
Haniall |
7.1 |
8.13 |
149 |
94 |
5 |
102**
|
2.4 |
|
Ansan |
7.2 |
8.14 |
147 |
88 |
5 |
86 |
2.4 |
Table 3Resistance to disease, shattering and lodging of ‘Haniall’.
Table 3
|
Variety |
Capsule shattering resistance
(1-9)z
|
Lodging
(1-9)y
|
Phytophtora blight inoculation
(R, S)x
|
Disease severity in field (0-9)w
|
|
|
Phytophthora blight |
Fusarium
wilt |
Powdery mildew |
Leaf
blight |
|
Haniall |
1 |
3 |
S |
1 |
0 |
1 |
3 |
|
Ansan |
9 |
3 |
S |
3 |
1 |
3 |
3 |
Table 4Yield performance of ‘Haniall’.
Table 4
|
Location |
Haniall (kg/10a, A) |
|
Ansan (kg/10a, B) |
Index
(A/B) |
|
|
|
2020 |
2021 |
Mean |
2020 |
2021 |
Mean |
|
Miryang |
83 |
121 |
102 |
|
60 |
98 |
79 |
129 |
|
Suwon |
93 |
133 |
113 |
|
45 |
113 |
79 |
143 |
|
Cheongju |
81 |
124 |
103 |
|
49 |
93 |
71 |
145 |
|
Andong |
50 |
134 |
92 |
|
55 |
118 |
87 |
106 |
|
Naju |
125 |
91 |
108 |
|
135 |
99 |
117 |
92 |
|
Mean |
86 |
121 |
104*
|
|
69 |
104 |
87 |
120 |
Table 5Seed quality characteristics of ‘Haniall’.
Table 5
|
Variety |
Crude protein
(%) |
Crude oil
(%) |
Fatty acid composition (%)z
|
|
Lignan (mg/g) |
|
|
|
Ole. |
Lin. |
Sesamin |
Sesamolin |
Total |
|
Haniall |
26*
|
54*
|
41.0**
|
44.9**
|
|
4.3**
|
2.1**
|
6.4**
|
|
Ansan |
28 |
52 |
46.0 |
40.9 |
|
6.2 |
2.5 |
8.7 |
References
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