Research Article

Journal of Agricultural, Life and Environmental Sciences. 30 September 2023. 215-225
https://doi.org/10.22698/jales.20230017

ABSTRACT


MAIN

  • 서 론

  • 재료 및 방법

  •   식물 생육

  •   특성 측정

  •   통계분석 및 시각화

  • 결과 및 고찰

  • 요 약

서 론

메밀은 쌍자엽식물강의 마디풀과 메밀속에 속하며, 동북아시아나 중앙아시아가 원산지인 일년생 초본이다. 메밀은 벼과가 아님에도 쌀이나 밀 같은 곡류와 유사하게 먹고 가공할 수 있는 아곡류(Pseudocereal)에 속하는데, 여기 속하는 작물로는 메밀, 퀴노아, 아마란스 등이 있다. 현재 이 아곡물에 속하는 작물들이 함유하고 있는 기능성 물질들의 효과가 밝혀지면서, 아곡물에 속하는 작물들의 유용성을 밝히는 연구가 진행되는 한편(Navruz-Varli and Sanlier, 2016; Rodríguez et al., 2020), 수확량을 늘리기 위한 노력들이 전개되고 있는 실정이다. 특히 메밀은 전 세계적으로 재배중인 아곡물 중 하나로, 단메밀(Fagopyrum esculentum)과 쓴메밀(F. tartaricum)이 전 세계적으로 재배되고 있다. 한국에서는 단메밀 위주로 재배되고 있으며, 한국은 국내 소비의 약 50%를 자급하고 있다(Kim et al., 2017).

메밀은 전 세계적으로 많이 재배, 생산되고 있는 작물로, 전 세계 18개국에서 재배되고 있으며, 우리나라는 전 세계적으로 13위의 메밀 생산국이다(FAO, 2023). 단메밀과 쓴메밀 두 메밀종 모두 아미노산, 미네랄, 비타민, 폴리페놀, 플라보노이드 등 기능성 물질을 함유하고 있다(Suzuki et al., 2020; Zhu, 2021). 이러한 물질은 인체 건강에 유용한 영향을 미치며, 항산화, 항염증 효과 및 비만 억제 효과를 나타내고 있는 것이 보고되어 있다(Christa and Soral-Śmietana, 2008; Merendino et al., 2014; Zieliński and Kozłowska, 2000). 그리고 이러한 메밀의 장점을 적극적으로 활용하기 위한 방법들이 적극적으로 연구되고 있다(Chung, 2021; Kim et al., 2000; Maeng et al., 1990).

메밀의 여러 유용성에도 불구하고 생산량을 늘리기 위한 연구는 다른 작물에 비해 매우 제한되어 있다. 게다가 메밀은 상대적으로 불임률, 도복, 수발아, 탈립 등의 영향으로 생산량이 낮은 작물이다(Morishita et al., 2020). 이러한 제한요인들은 육종을 통해 더 나은 특성을 가진 품종을 개량함으로써 해결할 수 있는데, 빠르고 효율적인 육종을 위해서는 메밀의 수확량과 관련된 특성을 파악하여 기초 자료로서 사용하는 것이 매우 중요하다.

본 연구에서는 메밀의 수확량을 늘리기 위해 수확량과 관련된 특성들을 추적 조사하고자 한다. 이와 관련하여 생육과 관련된 특성인 경장, 경직경(줄기굵기), 마디수, 소화경수, 종실수, 종실중, 백립중이 있고, 개화와 관련된 특징인 개화시, 개화기, 성숙시, 성숙기가 있다. 이 특징을 추적 조사하여 어느 특징이 수확량 증대에 영향을 줄 수 있는지 확인하고, 이를 지표로 하여 향후 수확량이 증대된 메밀 품종을 개발하는데 도움을 주려고 한다.

재료 및 방법

식물 생육

시험에서 사용된 다섯 계통의 메밀(F. esculentum) 종자는 제주대학교로부터 제공받았다. 각 계통은 다양한 유전자원을 조합하여 생성된 것으로(Table 1), 파종 전, 각 계통의 100립중 조사가 시행되었다(Table 2). 제1차 실험 시 몇몇 계통에서 꽃봉오리의 색이 흰색, 분홍색으로 분리가 일어났으며, 분홍색 꽃봉오리를 가진 개체들은 격리 후 새로운 계통명을 부여하였다. 따라서 분홍색 꽃봉오리를 발현한 세 계통이 추가되어, 기존의 다섯 계통, 신규 세 계통, 총 여덟 계통이 실험재료로 사용되었다.

Table 1.

Germplasms used for composing crossed lines

Line Germplasm
JB1 IT103633, IT 250618
JB2 IT103633, IT250618, IT226675
JB3 IT101120, IT102854, IT250614, IT302327
JB4 IT102853, IT108885, IT250614, IT302327
JB5 IT102854, IT220676, IT288931
Table 2.

One hundred seed weights of germplasms used for composing crossed lines

Germplasm One hundred see weights (g)
IT101120 3.44
IT102854 3.44
IT103633 3.29
IT108885 2.78
IT220676 3.29
IT226675 2.20
IT250614 3.80
IT250618 2.88
IT288931 3.15
IT302327 3.63

실험은 봄, 가을에 나뉘어 실행되었고, 두 실험 모두 동일한 여덟 계통이 사용되었다. 제1차 실험은 2022년 4월 20일, 제주특별자치도 농업기술원 농산물 원종장(제주특별자치도 제주시 애월읍 월각로 563-20) 내 하우스에서 실시되었다. 직경 15 cm, 높이 25 cm의 화분에 상토를 화분 높이의 80%로 채운 후, 각각의 화분당 다섯 개의 종자를 파종한 뒤 초기생육이 좋은 한 개체만 남기고 나머지는 제거하였다. 각 계통 당 F3 종자를 32화분씩 파종하였다. 재배 시 수분관리는 화분 내 상토가 마르지 않도록 관리하였고, 양분관리를 위해 21복비(21-17-17)를 생육 중 시비하였다. 각 계통은 개화기 이전부터 수확할 때까지 망실을 사용해 격리되었다. 개화 이후, 종자 형성을 위해 살아있는 연두금파리 성충을 지속적으로 격리된 망실 안으로 투입하였다. 이후 F4 종자를 수확하고, 계통 내에서 각각의 개체에 대한 조사를 실시하였다. 2차 실험을 위해 1차 실험에서 키가 작으면서 줄기 굵기가 굵고 수확량이 많았던 3-5개체들을 계통별로 선별하였다.

선별된 F4 세대 종자들을 농산물원종장 내 하우스에서 2022년 8월 30일, 25 × 60 cm(주간 × 조간)로 계통별 75립씩 점파하였다. 메밀 종자들을 파종하기 전, 하우스 내에 콩복비(8-8-9)를 시비하였고, 토양병해충 관리를 위해 살충제(싸이메트, 동방아그로, 포레스트입제)가 혼화 처리되었다. 생육초기 입고병 증상이 나타나는 몇몇의 개체가 있어 떡잎이 나온 후 1차적으로 살균제(무름탄, (주)한일사이언스, 발리디마이신에이 수용제)를 살포하였다. 입고병 예방을 위해 4일 후, 살균제(미리카트, 경농, 사이아조파미드 액상수화제; 몬카트, 경농, 플루톨라닐 유제)를 혼용하여 재살포하였다. 각각의 계통은 메밀의 본엽이 3매가 될 무렵, 각 계통은 망실을 설치하여 격리되었고, 살아있는 연두금파리 성충을 격리망 안으로 투입하였다. 1차 실험에서 분리된 꽃봉오리 색에서 추가적인 재분리가 일어난 개체들은 제거하였다. 또한, 조사 중 각 계통 내에서 평균보다 경장이 길거나 줄기 굵기가 얇거나 개화시기가 느린 개체는 제거하였다. 수확 전 계통마다 흰가루병과 진딧물의 발생하였고, 병해충 관리를 위해 병징이 나타나거나 해충발생밀도가 높을 때마다 살균제(카브리오에이, 농협케미컬, 피라클로스트로빈 입상수화제)와 살충제(J-인섹터, (주)고려바이오, 데리스추출물 70%, 보조제 30%)를 살포하였다. 이때, 약제 살포로 인한 수분곤충의 활동이 우려되어 약제 살포 후 1-2일 내로 연두금파리 성충을 재투입하였다.

1차, 2차 실험 모두 재배 기간 동안 각 계통의 특성 조사가 실시되었고, 수확은 각 계통의 성숙기에 이루어졌다. 생육조사는 수확 후 계통별로 모든 개체에 대하여 이루어졌으며 1차, 2차 실험에서 동일한 방법으로 이루어졌다.

특성 측정

모든 계통의 각 개체에 대해 경장, 경직경(줄기굵기), 마디수, 소화경수, 종실수, 종실중, 백립중에 대한 생육조사와 개화시, 개화기, 성숙시, 성숙기 등의 개화특성이 조사되었다. 생육조사와 개화특성 조사는 농촌진흥청에서 제시한 메밀 조사 기준에 따라 이루어졌다.

경장은 메밀 지표면을 기준으로, 절단 후 가장 긴 선단의 길이를 줄자(KMC-32 5.5M, Komelon)로 측정하였다. 경직경은 절단면과 첫째 마디 사이의 중간부의 굵기를 캘리퍼스(Mitutoyo 버니어캘리퍼스 150 mm, Mitutoyo)로 측정되었다. 소화경수는 줄기 선단에서 꽃봉오리가 달린 줄기의 수를 조사하였다. 주당종실수는 각 개체에서 수확된 모든 종자 중 충실한 종자의 수를 계수하였고, 주당종실중은 주당종실수에서 계수된 모든 종자들을 건조 후 총 중량에 대한 값을 전자저울(MW 2N, CAS)로 측정되었다. 백립중은 수확된 종자 100립의 건조 후 무게이다.

개화특성 조사에서 개화시는 각 계통별로 측정되었으며, 이는 첫 꽃을 개화한 개체의 수가 10%에 다다른 날이다. 개화기는 계통 내에서 개화정도가 50%에 도달한 시점이다. 성숙시는 한 개체에서 완전히 성숙하여 색이 변한 첫 종실이 발견된 날이다. 성숙기는 한 계통 내의 전체 식물체들을 대상으로, 완숙 종실이 80%에 도달했을 때를 기준으로 하였다.

통계분석 및 시각화

측정된 데이터는 R studio(Ver 2023.03.08. Build 386, R core team)을 이용해 분석 후 시각화되었다. 각 변수에 대해 One-way analysis of variance(one-way ANOVA)로 집단 간의 분석을 진행했다. 이후, R studio의 ‘agricolea’패키지를 이용해 사후검정(post-hoc analysis)으로 쉐페 분석(Scheffe test)이 실시되었다. 시각화 또한 R studio의 ggplot2를 이용해 각 변수들을 박스 플롯의 형태로 나타내었다.

결과 및 고찰

성숙일수는 봄, 가을 실험에서 확인된 성숙기의 경우 봄에는 JB3가, 가을에는 JB41이 가장 길었다(Table 3). 나머지 계통들은 대체로 비슷한 성숙일수를 보였다. 꽃봉오리색에 의해 분리된 계통 간에 성숙일수 차이는 보이지 않았다. Morishita et al.(2020)은 생육일수가 짧을수록 수확량이 줄어든다 보고한 바 있는데, 비슷한 경향으로 본 실험에서도 성숙일수가 짧은 계통이 긴 계통보다 수확량에 영향을 주는 주당종실수가 낮게 나타났다.

Table 3.

Maturing days of each spring/autumn-planted buckwheat line

Line Maturing daus (days)
Spring Autumn
JB1 70 73
JB11 69 73
JB2 69 73
JB21 70 73
JB3 83 81
JB4 81 79
JB41 80 82
JB5 69 74
Yangjeol 70 74

1차 실험 시, 경장은 JB3이 가장 길었다. JB3은 JB4, JB41, JB5, Yangjeol과는 유의한 차이를 보이지 않았으나, 나머지 계통과는 경장이 차이가 있었다(Fig. 1(a)). 이는 경직경과 마디 수에서도 비슷한 양상을 보였는데, 경장이 길수록 경직경이 두꺼워지고 마디수가 많아지는 경향을 보였다. 소화경수도 JB3에서 가장 많이 나타났으며 그 다음으로는 JB4, JB41 순으로 생육일수가 길수록 소화경수가 증가하는 경향을 보였다(Table 4, Fig. 1(d)).

1차 실험과 마찬가지로 2차 실험에서도, JB3의 경장이 가장 길었다(Fig. 2(a)). 그러나, 모든 계통에서 봄 실험에 비하여 경장이 작게 나타났다(Table 4, 5). 이는 봄 실험 시 수확된 종자 중 경장이 작은 개체를 선발하여 가을 실험에 파종한 것과 환경적인 영향이 작용한 것이라고 판단된다. 꽃봉오리색에 의하여 나뉘어진 계통들은 경장에서 유의미한 차이를 보이지 않았다(Fig. 2(a)). 경직경 조사결과 JB3의 경직경이 가장 두꺼웠다(Fig. 2(b)). 실험에서도 경장과 경직경은 양의 상관관계를 보였으며 이와 같은 실험 결과가 나타났다. 소화경수도 JB3에서 가장 많이 나타났다(Fig. 2(d)). 소화경수가 많아질수록 주당종실수가 높게 나타났다. 이에 JB3 주당종실수는 최대 858개를 나타냈다(Table 5, Fig. 2(e)).

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Fig. 1.

Kruskal-Wallis test plots of spring-planted buckwheat. The Dunn test was conducted post-hoc. The significance levels are denoted by ‘****’ for 0.0001, ‘***’ for 0.001, ‘**’ for 0.01, and ‘*’ for 0.05. (a) Height, (b) stem diameter, (c) number of nodes, and (d) number of pedicels.

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Fig. 2.

Analysis of variance (ANOVA) for test plots of autumn-planted buckwheat. The Dunn test was conducted post-hoc. The significance levels are denoted by ‘****’ for 0.0001, ‘***’ for 0.001, ‘**’ for 0.01, and ‘*’ for 0.05. (a) Height, (b) stem diameter, (c) number of nodes, (d) number of pedicels, (e) number of total seeds per plant, and (f) weight of total seeds per plant.

Table 4.

Traits measured for spring-planted buckwheat (F4)

Line Height (cm) Stem diameter (mm) Number of nodes Number of pedicels
JB1 72.8 ± 12.2 4.0 ± 0.3 6.0 ± 0.7 42.0 ± 12.3
JB11 72.1 ± 6.4 4.0 ± 1.1 6.0 ± 0.8 24.5 ± 6.6
JB2 85.3 ± 9.5 4.6 ± 0.8 6.0 ± 0.8 31.0 ± 7.7
JB21 75.0 ± 13.9 4.1 ± 0.7 6.0 ± 1.0 24.0 ± 10.3
JB3 156.3 ± 17.1 6.8 ± 0.6 13.5 ± 1.1 114.5 ± 8.2
JB4 123.3 ± 12.3 6.45 ± 0.7 11 ± 1.1 89.5 ± 10.7
JB41 115.7 ± 12.6 6.2 ± 1.0 10.5 ± 1.0 82 ± 7.3
JB5 101.5 ± 5.8 5.5 ± 0.4 8.0 ± 0.5 52.0 ± 2.8
Yangjeol 108.5 ± 15.6 4.9 ± 0.5 6.0 ± 0.9 35 ± 4.1
Table 5.

Traits measured for autumn-planted buckwheat (F5)

Line Height
(cm)
Stem diameter
(mm)
Number of nodes Number of
pedicels
Number of seeds
per a plant
Weight of total
seed per a plant
(g)
JB1 60.2 ± 7.1 4.7 ± 0.5 8.3 ± 1.1 47.1 ± 15.0 222.5 ± 74.0 10.0 ± 3.8
JB11 60.1 ± 8.4 3.7 ± 0.5 8.6 ± 1.2 32.9 ± 10.8 209.0 ± 67.5 7.2 ± 2.2
JB2 60.4 ± 9.3 3.9 ± 0.5 7.1 ± 0.7 30.8 ± 8.2 191.1 ± 49.9 7.9 ± 2.2
JB21 53.3 ± 6.6 3.8 ± 0.4 7.2 ± 0.8 20.5 ± 6.5 128.6 ± 33.8 5.4 ± 1.8
JB3 91.4 ± 14.0 5.3 ± 0.8 10.7 ± 1.2 88.4 ± 39.8 614.1 ± 244.4 27.0 ± 10.8
JB4 77.0 ± 10.1 4.6 ± 0.9 9.8 ± 1.6 56.2 ± 14.7 352.6 ± 86.5 12.0 ± 3.5
JB41 76.2 ± 12.2 4.7 ± 0.7 9.7 ± 1.1 51.1 ± 17.9 274.7 ± 89.2 11.3 ± 4.0
JB5 73.1 ± 9.7 5.1 ± 1.0 8.1 ± 1.1 43.3 ± 12.1 277.3 ± 48.6 12.3 ± 2.0
Yangjeol 73.10 ± 10.0 4.4 ± 0.5 7.7 ± 0.8 30.7 ± 11.4 140.8 ± 61.1 6.5 ± 3.0

각 형질의 상관분석 결과, 봄 실험에서 경장과 경직경은 0.83, 가을실험에서는 0.59로 양의 상관관계를 보였다. 또한, 경장이 길수록 마디수와 소화경수가 많았는데 경장과 마디수의 상관분석 결과 상관계수는 봄 실험 시 0.89, 가을 실험시 0.64로 나타났다. 경장과 소화경수의 상관분석결과 봄 실험 시 0.86, 가을 실험 시 0.64로 높은 양의 상관관계를 보였다(Fig. 3). 그러나, 예외적으로 가을 실험 결과 JB1는 경장이 짧은 것에 비해 높은 소화경수가 많은 것을 볼 수 있었다.

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Fig. 3.

Correlation coefficient analysis of plots for traits of spring/autumn-planted buckwheat. Blue color represents positive correlations, and red represents negative correlations. (a) Spring-planted F4 buckwheat and (b) autumn- planted F5 buckwheat.

봄 실험 시 수확시기에 흰가루병과 진딧물의 피해로 종자가 여물지 않은 개체들이 있었다. 이에, 수확량에 영향을 주는 변수로 백립중이 조사되었다(Table 4). 가을실험 시에는 수확량에 영향을 주는 요인으로 주당종실수, 주당종실중, 백립중을 조사하였다. 주당종실수와 주당종실중은 계통별로 유의한 차이를 나타냈다(Fig. 2(e), (f)). 주당종실수는 상관분석 결과 소화경수와 0.85로 매우 높은 양의 상관관계를 보이는 것으로, 소화경수가 많을수록 종자수가 증가하는 것을 알 수 있었다. 주당종실중과 주당종실수 간에는 0.95로 매우 높은 양의 상관관계를 보였다(Fig. 3). 세대별로 백립중을 비교하기 위하여 각 계통의 종자를 100립씩 3회 측정 후 Kruskal-Wallis 분석을 실시하였다. F3 세대부터 F5 세대까지, 한 세대 내에서는 유의한 차이를 보이지 않았다(Fig. 4). Inamullah et al.(2012)는 생육조건 따라 백립중에 영향을 준다는 결과를 보고한 바가 있으며, 측정된 백립중은 각 세대에서 계통별로 다양한 수치값을 나타내며 유사한 결과를 나타냈다(Table 6).

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Fig. 4.

Kruskal-Wallis test performed to compare 100 seed weights of spring- and autumn-planted buckwheat. Dunn test was conducted post-hoc. Significance levels are denoted by ‘****’ for 0.0005, ‘***’for 0.005, ‘**’ for 0.05, and ‘*’ for 0.5. (a) 100 seed weights of spring planted F3 buckwheat, (b) 100 seed weights of spring-planted F4 buckwheat, and (c) 100 seed weights of autumn-planted F5 buckwheat.

Table 6.

One hundred seed weight of buckwheat lines for different generations. F4s are planted in spring, and F5s are planted in autumn. F3 generations were not used in the current experiment

Line One hundred seed weight (g)
F3 F4 F5
JB1 2.32 ± 0.05 5.26 ± 0.49 4.59 ± 0.23
JB11 NA 4.6 ± 0.84 3.28 ± 0.15
JB2 2.67 ± 0.03 4.16 ± 0.63 3.76 ± 0.64
JB21 NA 4.70 ± 0.21 4.37 ± 0.75
JB3 2.43 ± 0.07 4.36 ± 0.91 4.74 ± 0.11
JB4 2.62 ± 0.08 4.60 ± 0.21 3.37 ± 0.85
JB41 NA 4.06 ± 0.21 4.10 ± 0.54
JB5 2.97 ± 0.05 4.13 ± 0.70 4.07 ± 0.31

Joshi(2005)는 생산량에 영향을 주는 요인으로 성숙일수, 경장, 화방수, 천립중이 있고 이 값들이 높을수록 생산량이 많아진다고 보고하였고, 성숙일수와 경장, 화방수와 양의 상관관계가 있고, 성숙일수, 경장, 화방수는 천립중과는 음의 상관관계가 있다는 결과를 도출하였다. 본 실험에서 성숙일수가 긴 계통인 JB3, JB4, JB41에서 경장이 다른 계통보다 길고 소화경수가 많고, 주당종실수가 많은 경향을 보였다. 하지만 성숙일수가 긴 계통인 계통인 JB3, JB4, JB41의 백립중을 다른 계통과 비교한 결과 백립중에서 유의미한 차이를 보이지는 않았다(Fig. 4).

경장과 종실중은 일반적으로 선발에 의한 효율이 좋다(Ohsawa, 2020). 봄 실험 후 경장이 작은 개체를 선발 후 가을 실험의 재료로 사용한 결과 모든 계통에서 경장이 작아지는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 키가 작은 개체를 육종하기 위해서는 경장이 작은 개체를 선발하는 것이 중요함을 알 수 있다. 그리고 경장이 작은 개체는 도복저항성이 강한 특징을 보이는데, 도복저항성은 수확량과 품질을 증가시킬 수 있는 요인으로 키가 작고 지면과 가까운 쪽의 마디 두께가 두꺼운 것이 도복저항성이 강하다는 보고가 있다(Morishita et al., 2020). 즉, 경장이 작고 경직경이 두꺼운 형질을 선발하는 것이 유리하며, 사용될 개체 선발과정에서 키가 작으면서도 경직경이 두꺼운 개체를 선발해야 한다. 가을 실험에서 JB1은 키가 다른 계통에 비해 작음에도 불구하고 두꺼운 경직경을 보이고 있었다. 종실중의 선발 효율 확인하기 위해서는 실험이 좀 더 필요한 상황이다.

Rana and Sharma(2000)는 식물체당 수확량은 성숙일수, 주당종실수, 백립중과 양의 상관관계가 있고, 수확량의 유전력이 높다고 밝혔다. 본 실험에서 성숙일수가 긴 계통에서 주당종실수가 높게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 Jacquemart et al.(2012)는 수확량은 기후의 영향을 많이 받으므로 같은 곳에서 생산할지라도 연간 생산량에 차이를 보일 수 있다고 하였다. 이에 선발에 의해서 수량성을 높게 만든 계통이라도 기상요건에 따라 수확량이 적어질 수 있다.

조숙성인 품종을 선발하기 위해서는 성숙일수가 짧은 개체를 선발해야 하나, 이는 주당종실수가 줄어들 수 있어 다수성인 특성을 충족하기 어렵다. 마찬가지로 단간 특성을 가지면 경직경이 작아져 도복의 위험성이 있다. 그러나 경장이 작은 개체를 선발 시 다음 세대에 경장이 작은 개체가 나타나는 것을 확인할 수 있었다. Semidwarf 계통 선발 시 경장이 작고 경직경이 두꺼운 개체를 지속적으로 선발하면 도복저항성이 강한 품종을 만들 수 있을 것이라 예측된다. 또한 수확량에 영향을 주는 인자들을 확인한 결과 백립중은 생육조건에 많은 영향을 받은 것으로 판단되며 수확량에 영향을 주는 다른 요인인 주당종실수는 유전력이 높으므로 선발을 통해 지속적으로 주당종실수를 증가시킬 수 있을 것이라고 판단된다. 또한 주당종실수는 경장, 마디수, 소화경수와 강한 양의 상관관계를 보이므로 이 요인들을 선발할 경우에도 높은 수량성을 기대할 수 있을 것이라 생각된다.

메밀은 수확량이 다른 작물에 비해 낮으며 불임률, 도복, 수발아, 탈립 등이 메밀의 수확량이 상대적으로 낮은 원인이다(Morishita et al., 2020). 또한, 메밀은 봄, 가을에 수확이 가능한테, 이 시기는 서리, 태풍 등에 의한 자연 피해를 입을 수 있는 시기이므로, 이러한 피해를 최소화하기 위해서는 생육기간이 짧고 도복저항성이 큰 특성을 가진 메밀이 유리하다. 이에 조숙성, 다수성, 반왜성 특성을 나타내는 품종을 육성하고자 이 실험을 진행하게 되었다.

Yangjeol을 대비품종으로 하여 시험한 결과, 각 계통별로 특징들이 서로 달랐으며 특징이 3그룹으로 나누어졌다. 첫 번째 그룹은 JB1, JB11, JB2, JB21이며 특징은 Yangjeol과 비교하여 경장이 작은 특징을 보이면서, 성숙일수가 Yangjeol과 비슷하였다. 두 번째 그룹은 JB3, JB4, JB41이며 이 그룹은 경장이 길고 소화경수가 많았으며 성숙일수가 길어 수확을 하기까지 오랜 시간이 걸렸다. 세 번째 그룹은 JB5로 경장과 성숙일수가 Yangjeol과 비슷하다.

경직경은 경장이 길수록 두꺼운 경향이 있었고 따라서, JB3의 경직경이 가장 두꺼웠다. 반면 JB1은 경장이 작음에도 불구하고 비교적 경직경이 두꺼운 것을 확인할 수 있었다. 또한, 경장은 마디수, 소화경수, 주당종실수와 양의 상관관계가 있었다. 따라서, 한 형질의 특성이 파악되면 육종 목표로 하는 다른 형질의 특성을 예상할 수 있다. F4세대 파종 전 단간이면서 마디가 두껍고 소화경수가 많은 개체를 선발 후 파종한 결과 봄 실험과 가을 실험과 비교 시 모든 계통에서 경장이 줄어든 것을 확인할 수 있었다. 경장이 짧아진 것이 유전에 의한 것인지는 확인이 필요한 부분이다. Luthar et al.(2021)는 현재 농업적 특성과 관련된 형질의 유전력에 대한 연구가 부족하다고 하였다. 이에 일반메밀의 효과적인 개체 선발을 위해서는 형질에 대한 유전력 연구가 필요하다.

본 실험에서는 조숙성, 단간, 다수성 및 도복저항성 특성을 가지는 품종을 육성하려 계통 내 개체를 지속적으로 선발하고 있다. 그 결과, 생육일수와 소화경수, 그리고 주당종실수가 양의 상관관계를 가지며, 경장과 경직경, 마디수, 소화경수도 양의 상관관계를 가진다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 경장이 길수록 경직경이 두꺼운 경향이 있으나, 단간이면서 마디가 두껍고 경직경이 두꺼운 개체를 선발 후 파종한 결과, 경장이 줄어드는 현상을 확인할 수 있었다. 이번 실험을 통하여, 각 형질의 상관분석 결과에 따른 해당 표현형들을 이용한다면 생산량 증대라는 육종 목표 달성을 위한 메밀 선발 시, 유용한 지표가 될 것으로 보인다. 생산량 증대를 위한 개체선발과 세대를 계속적으로 진전시키면서 생육조사를 수행하고, 선발에 따른 형질 변화를 추적 조사할 예정이다.

요 약

메밀은 주로 아시아에서 소비되고 있는 곡물로, 최근 대체 곡물에 대한 수요가 늘어나면서, 각광받고 있는 작물 중 하나이다. 메밀은 다른 곡물 작물에 비해 높은 단백질 함량을 가지고 있으며, 풍부한 식이섬유와, 항산화 물질인 플라보노이드 성분을 높은 수준으로 함유하고 있다. 하지만, 메밀의 수확량을 높이기 위한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 여덟 계통의 메밀을 재료로 하여 경장, 경직경(줄기 굵기), 마디수, 소화경수, 주당종실수, 종실중, 백립중에 대한 생육조사와 개화시, 개화기, 성숙시, 성숙기 등의 개화특성을 조사하였다. 조사 결과 경장은 경직경, 마디수, 소화경수, 주당종실수와 양의 상관관계가 있었다. 따라서, 한 형질의 특성이 파악되면 육종 목표로 하는 다른 형질의 특성을 예상할 수 있다. 또한, F4세대 파종 전 단간이면서 마디가 두껍고 소화경수가 많은 개체를 선발 후 파종한 결과 봄 실험과 가을 실험과 비교 시 모든 계통에서 경장이 줄어든 것을 확인할 수 있었다. 향후 수확량 증가라는 육성 목표에 맞는 개체선발을 통해 세대를 계속적으로 진전시키면서 생육조사를 수행하고, 선발에 따른 형질 변화 추적할 것이다.

Acknowledgements

이 논문은 2023년도 제주대학교 연구교수 기간에 연구되었음.

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