벼 종자가 이삭에 붙어있는 상태로 발아하는 경우를 수발 아라고 하는데 최근 기후변화에 따른 이상기상으로 인해 생육후 기 집중호우, 일조 부족 등에 의한 수발아 가능성이 커지고 있 으며 수발아가 발생하면 수량 감소뿐만 아니라 도정률, 완전미 율 감소 등 미질을 크게 떨어뜨리는 원인이 된다(Kim et al, 2008; Ju et al., 2000; Oh et al., 1987). Park & Park (1984) 에 의하면 벼 수발아는 황숙기에서 완숙기 사이에 보비조건보 다는 다비조건에서 또한 배수가 불량한 조건에서 심하게 나타 난다고 하였고, 통일형이나 인디카형보다는 자포니카형에서(Ju et al., 2000; Shu & Kim, 1994; Kim, 1995; Sa et al., 1988), 중만생종보다는 조생종이 발생 비율이 높다(Park & Park, 1984)고 알려져 있다.

수발아율은 출수 후 일수가 경과될수록, 온도가 높을수록 높 은 경향(Park & Kim, 2009; Suh & Kim, 1994)을 보이고, 종자발아와 관련된 Sucrose 함량(Kim, 1995; Ko et al., 2005), α-amylase 활성(Ko et al., 2005)과 수발아율은 정의상관을 보 이고 휴면물질인 ABA함량이 높을수록 수발아율이 낮다(Kim, 1995)고 알려져 있다. 수발아 억제와 관련하여 화학물질인 NAA, CMH, Reglone의 발아억제 효과(Sa et al., 1988)와 메탄 올을 이용한 벼 왕겨추출물질이 발아억제에 효과가 있다(Kim & Lee, 1996)는 보고가 있다.

Lee et al. (1995)의 이면교잡에 의한 벼 수발아성 유전분석 에 관한 연구에서 수발아에 관여하는 유전자는 상가적효과가 커서 1회교잡 보다는 여교잡에 의한 유전자 집적이 효과적이 라고 하였다. 수발아에 관한 QTL연구는 Hori et al. (2010)이 니혼바레 × 고시히까리 BILs, CSSLs 집단을 이용하여 염색체 3번과 12번에서, Lee et al. (2006)이 밀양23호 ×기호벼 RILs 를 이용하여 염색체 2번과 8번에서 수발아 저항성 유전자좌위 가 존재한다는 보고 등이 있다.

농촌진흥청은 최근 기후변화에 따른 주곡인 쌀의 안정적인 공급을 위해 열대지역에서도 재배가 가능한 자포니카 벼 품종 ‘MS11’, ‘Japonica1’, ‘Japonica2’를 개발했다. 이들 벼 품종은 열대지역인 필리핀에 적응이 가능한 품종으로 필리핀 국가품 종으로 등록되어있고 현지에서 1년에 2~ 3회 재배가 가능하 며 우리 국민이 좋아하는 밥맛 좋은 자포니카형으로서 앞으로 한반도 온도가 상승해도 재배가 가능할 뿐만 아니라 유사시 열대지역 식량생산기지에서 쌀을 생산함으로써 불안정한 국제 쌀 가격에 대처하고 쌀 수입시장을 다변화할 수 있을 것으로 기대된다.

자포니카형 품종은 일반적으로 수발아에 약한 것으로 알려 져 있어 이를 이용하여 육성된 열대지역 적응 자포니카 품종 은 열대지역의 등숙기 고온 조건에서 강우가 잦을 경우 인디 카 품종에 비해 수발아가 쉽게 되어 종자품질이 저하될 우려 가 있다. 이에 현재 열대지역 재배를 위해 개발되어 있는 자 포니카 벼 품종인 ‘MS11’, ‘Japonica1’, ‘Japonica2’의 수발아 특성을 열대지역에 위치한 국제벼연구소와 온대지역에 위치한 국립식량과학원 자연포장 및 실내에서 검정하여 열대지역 적 응 고품질 재해안전성 품종육성의 기초자료를 제공하고자 한다.

재료 및 방법

본 시험은 국립식량과학원(대한민국 수원소재)과 국제벼연 구소(필리핀 로스바뇨스 소재)에서 수행되었으며 시험재료는 최근 육성된 열대지역 적응 자포니카 품종인 ‘MS11’, ‘Japonica1’, ‘Japonica2’와 대비품종으로 자포니카형 ‘진미’, 통 일형인 ‘세계진미’ 그리고 인디카형인 ‘IR72’를 사용하였다 (Table 1). 시험은 국제벼연구소에서는 2013년 건기에, 국립식 량과학원에서는 2013년 하계에 수행되었고 시험재료의 재배 및 시비는 나라별 표준재배법에 따랐고 파종일, 이앙일, 출수 기, 출수일수는 Table 2와 같다.

수발아 실내검정은 재배포장에서 출수개화일에 각 품종별로 3이삭씩 3반복으로 총 9이삭에 표식한 후 출수 후 30일에 표 식한 이삭을 수확하여 항온기 25°C(필리핀은 28°C), 상대습도 100%, 7일간 처리한 후 발아립과 총립을 조사하였다. 재배포 장에서의 수발아성을 검정하기 위하여 출수 후 30일에 품종당 9이삭을 인위적으로 지면에 닿게 하여 수발아를 유도하였고 7 일 후 품종별 9개 이삭의 발아립과 총립을 조사하였다.

품종별 수발아율 조사결과는 SAS(ver. 9.12) 통계프로그램 을 사용하여 던컨 다중범위검정(Duncan’s multiple range test) 으로 5% 유의수준에서 평균 간 유의성 검정을 수행하였다.

결과 및 고찰

시험재료의 출수개화일 이후 약 2개월 간의 두 시험지역의 기상변화를 조사하여 나타낸 것이 Fig. 1이다. 필리핀에 있는 국제벼연구소 지역의 2개월간 평균기온은 26.4°C, 강수량은 192 mm이었고, 2개월간 온도변이는 크지 않았다. 국립식량 과학원이 위치한 수원지역의 평균기온 25.6°C, 강수량은 349 mm이었으며, 8월 하순부터 온도가 점차 낮아졌고 강수 량은 필리핀에 비해 약 2배정도 많은 편이었다. 필리핀의 기 상이 건기여서 강수량은 적었으나 포장에서의 수발아는 인위 적으로 지면에 닿게 하여 수발아를 유도하였으므로 큰 문제 는 없었고 두 지역의 온도가 크게 차이나지 않는 편이었다.

공시된 품종의 지역 및 조건별 수발아율을 조사한 결과 국 제벼연구소에서 조사된 수발아율이 국립식량과학원에서 조사 된 것보다 높은 경향을 나타내었다(Table 3, Fig. 2). 실내검정 수발아율이 국립식량과학원에서는 포장검정보다 높은 경향이 었으나 국제벼연구소에서는 큰 차이가 없었다.

실내조건에서의 품종별 수발아정도는 국립식량과학원에서는 ‘Japonica2’ > ‘진미’ ≥ ‘MS11’ > ‘Japonica1’ ≥ ‘IR72’ ≥ ‘세계 진미’ 순으로 높았고, 국제벼연구소에서는 ‘Japonica2’ > ‘진 미’ > ‘Japonica1’ > ‘MS11’ ≥ ‘세계진미’ ≥ ‘IR72’순으로 높았으 며 자연조건에서도 비슷한 경향을 나타내었다. ‘MS11’은 대체 적으로 열대 및 온대지역 모두에서 수발아율이 낮은 특징을 보인 반면 ‘Japonica2’는 두 지역 모두에서 수발아율이 모두 높은 특징을 보여 고온다습한 열대지역 보급에 지장이 있을 것으로 판단되었다. 반면 통일형인 ‘세계진미’와 인디카형인 ‘IR72’는 온대 및 열대지역과 큰 상관이 없이 수발아율이 현 저히 낮았다. 전체적으로 자포니카형 품종이 열대 및 온대지 역과 상관없이 통일형, 인디카형 품종보다 대체적으로 수발아 율이 높음을 확인할 수 있었는데 이는 자포니카 품종이 인디 카 품종보다 수발아가 심하다는 연구(Ju et al., 2000; Shu & Kim, 1994; Kim, 1995; Sa et al., 1988)와 일치하는 결과였 다. ‘MS11’과 ‘Japonica1’의 수발아율은 편친인 ‘진미’보다 낮 아 수발아 저항성이 향상되었음을 확인할 수 있었으나(Table 1, Table 3) ‘Japonica2’는 열대지역에 적응하는 자포니카 품종임 에도 불구하고 상대적으로 높은 수발아율을 보여 열대지역 보 급에 지장이 있을 것으로 판단되며 수발아율을 낮추는 후속조 치가 필요할 것으로 보인다. 또한 ‘MS11’과 ‘Japonica1’의 수 발아 저항성이 편친이 ‘진미’보다 향상되기는 하였으나 여전 히 통일형이나 인디카형 품종보다 높은 수발아율을 보여 열대 지역에 적응하는 자포니카형 품종을 만들기 위해서는 수발아 저항성을 향상시키는 노력이 지속되어야 할 것으로 판단된다.

적 요

수발아는 등숙기간 중 고온, 다습 또는 강우에 의해 종종 발생하여 미질과 수량 감소를 야기한다. 일반적으로 자포니카 품종이 인디카 품종보다 수발아가 잘되는 경향이 있어 고온 다습한 열대지역에 적응하는 재해안전성 품종육성의 기초자료 를 제공하고자 현재 개발되어 있는 열대지역 적응 자포니카 품종인 ‘MS11’, ‘Japonica1’, ‘Japonica2’의 수발아 특성을 조 사한 결과를 요약하면 다음과 같다.