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ISSN : 1225-8504(Print)
ISSN : 2287-8165(Online)
Journal of the Korean Society of International Agricultue Vol.27 No.2 pp.168-171
DOI : https://doi.org/10.12719/KSIA.2015.27.2.168

Viviparous Characteristics of Four Korean Japonica Rice Cultivars Adapted to Tropical Region

Jeong-Heui Lee, Eok-Keun Ahn†, Woon-Goo Ha, Eung-Gi Jeong, Yong-Jae Won, Yong-Hee Jeon, Sang-Bok Lee, Kuk-Hyun Jung, Jae-Ki Chang, Jeom-Ho Lee
Department of Central Area, National Institute of Crop Science,Rural Development Administration, Suwon 441-707, Korea
Corresponding author: (Phone) +82-31-695-4027 okahn@korea.kr
April 20, 2015 May 14, 2015 May 14, 2015

Abstract

To evaluate pre-harvest sprouting(PHS) characteristics of four Korean japonica rice cultivar, ‘MS11’, ‘Japonica1’, ‘Japonica2’ and ‘Jinmi’, which were developed in order to be adapted to tropical region, one Tongil-type, ‘Segyejinmi’ and one indica, ‘IR72’, we examined the viviparous germination rate(VGR) in growth chamber and field condition at International Rice Research Institute, the Philippines and National Institute of Crop Science, Korea, respectively. As results, VGR of three japonica rice cultivars were higher than that of ‘Segyejinmi’, Tongil-type and ‘IR72’, indica. And the VGR of ‘MS11’, ‘Japonica1’ were lower than that of ‘Jinmi’, parent of former two rice cultivar, meaning that it has more improved than its parent. In particular, among japonica rice cultivar, VGR of ‘MS11’ was the lowest both in temperate and tropical regions and that of ‘Japonica2’ was the highest both areas. However, VGR of those cultivar raised, VGR of tolerant two was still higher than that of indica cultivar. These results showed that in terms of viviparity, PHS tolerant ‘MS11’ and ‘Japonica1’ were suitable for and ‘Japonica2’ was inappropriate to cultivation in the tropical regions.


열대지역 적응 자포니카 품종의 수발아 특성

이 정희, 안 억근†, 하 운구, 정 응기, 원 용재, 전 용희, 이 상복, 정 국현, 장 재기, 이 점호
농촌진흥청 국립식량과학원

초록


    Rural Development Administration
    PJ00932505

    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.

    1. 자포니카형 품종인 ‘MS11’, ‘Japonica1’, ‘Japonica2’가 열대 및 온대지역과 상관없이 통일형인 ‘세계진미’, 인디카형 품종인 ‘IR72’보다 대체적으로 수발아율이 높았다.

    2. ‘MS11’과 ‘Japonica1’의 수발아율은 편친인 ‘진미’보다 낮아 수발아 저항성이 향상되었음을 확인하였다.

    3. ‘MS11’은 대체적으로 열대 및 온대지역 모두에서 수발아 율이 낮은 반면에 ‘Japonica2’는 두 지역 모두에서 높은 수발 아율을 보여 고온다습한 열대지역 보급에 지장이 있을 것으로 판단되었다.

    Figure

    KSIA-27-168_F1.gif

    The change of temperature and precipitation in NICS (A) and IRRI (B) from heading to 30 days after heading.

    KSIA-27-168_F2.gif

    The varietal differences of viviparous germination of each variety in the field (A, C) and incubator (B, D) at IRRI (A, B) and NICS (C, D). J : Jinmi, M : MS11, J2 :Japonica2, S : Segyejinmi. Segyejinmi (Tongil-type) showed very low viviparous germination (VG) all condition. VG ratio of ‘MS11’ was low both in temperate and tropical regions and those of ‘Japonica2’ was high in both region.

    Table

    The cross combination of six varieties used for evaluation of viviparous characteristics.

    Seeding, transplanting and heading date of six rice varieties for viviparity test.

    1)IRRI : International Rice Research Institute, Los Ba os, Philippines, NICS : National Institute of Crop Science, Suwon, Korea
    2)Days from seeding to heading

    The viviparous germination rate of each variety in the field and incubator in NICS and IRRI.

    The same letters in column are not significant at P<0.05 by Duncan’s multiple range test

    Reference

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