한국콩연구회

콩에서 품종육성 연대별 생리적 특성의 변화

식물, 특히 작물에 있어서 육종은 안정적인 식량공급에 지대한 공헌을 해왔으며 내병성, 내충성, 내 도복성, 다수성 등 다양한 형질들을 목표로 하여 최신의 발전된 육종방법들이 사용되고 있다. 작물 육 종은 그 과정에 적지 않은 시간이 소요되므로 미래를 대비하여 품종 육종전략을 계획하는 것은 매우 중요한 일이다. 이를 위해 과거에 개발된 품종들에서 특정기능과 연관된 생리적 특성들을 조사 분석 하여 콩 품종개발과정에서 이들 형질들이 육종적인 효과를 밝혀내는 것은 미래 육종전략 개발에 큰 도움이 될 것이다. 최근 미국의 캔사스 주립대 연구진은 1920년부터 2010년 까지 약 90년간 미국에서 개발한 콩 품종 들에서 생리적인 주요형질들의 변화를 조사하고, 육종지표로 활용 가능한 일부 형질들을 선정하여 최 근 Crop Science vol. 56 (2015)에 게재하였다. 본 연구를 위해 연구진은 미국에서 지난 약 90년간 개발된 114 품종을 2010년과 2011년에 걸쳐 캔사스주의 맨하탄의 건조 및 관개포장 조건에서 재배 하고, 이전의 연구에서 개체 간에 차이가 있으며 때로는 수량 또는 생리적 스트레스와 연관이 있다고 알려진 5가지의 생리적 특성, 즉 잎의 엽록소 함량(leaf chlorophyll content), 군락온도(canopy temperature), 화분발아(pollen germination), 전해질누출(electrolyte leakage) 및 엽의 항산화 물질(leaf antioxidants)의 특성의 변화를 조사하였다. 기존연구에서 군락온도와 잎의 엽록소함량은 수량과 연관이 있는 것으로 알려져 있고 화분 발아능은 뿌리혹의 형성유무를 판별하는 지표로 사용되 고 있으며 엽의 항산화능은 비생물학적 스트레스에 영향 정도를 판별하는 지표로 사용되고 있다. 연구결과, 수량, 경장, 도복, 성숙기, 군락온도 및 엽록소 함량은 품종 개발년도와 높은 상관을 보였 는데 즉 최근에 개발된 품종일수록 수량이 증가하였고, 경장 및 도복은 감소하는 경향을 보였고 성숙 기는 점차 늦어지는 경향을 보였다. 또한 군락온도는 수량 및 품종 개발년도에 따라 감소하는 경향을 보였고 엽록소함량은 수량과 및 품종개발시기에 따라 증가하는 것을 알 수 있었다. 생리적 형질과 개 발년도 및 수량과 상관을 보아 향후 개발될 품종들의 수량성을 높이기 위해서는 만숙종이며, 경장이 짧고, 엽표면 온도가 낮으며, 엽록체함량이 높은 계통이 선발되어야 할 것으로 보인다. 본 연구에서 군락온도와 엽록소함량은 성숙기 경장, 도복, 병저항성 등의 형질과 함께 품종개발시기 에 따라 변화하였고 이러한 변화는 수량의 증가에 기여하게 되어 이들 지표의 효율적 선발 여부가 미 래의 품종개발의 성공을 좌우하는 열쇠가 될 것으로 추정하였다. 기존연구에서 군락온도와 잎의 엽록 소함량은 고속-대량측정방식(high-throughput genotyping system)으로 조사가 가능한 형질로 특히 군락온도의 경우, 포장에서의 광호흡 및 기공기능의 차이 등을 검정하기 위한 방법이 개발되어있 어 본 연구결과와 종합하면 수량성이 높은 콩 품종 육종에 매우 효율적인 방법이 될 수 있을 것으로 추 정하였다. 위의 결과를 종합하면 기존에 육성된 콩 품종들을 종합하여 분석할 때 효율적인 선발과 품 종개발을 위하여 군락온도 및 엽록소함량은 매우 유용한 선발지표가 될 수 있을 것으로 판단된다. <출처: CROP SCIENCE 56 (2016) 122 -131>