백합과(Liliaceae)에 속하는 달래(Allium monanthum Max) 는 다년생 초본식물로 인경과 함께 어린줄기를 식용으로 사 용하는 향신채소로서 보혈, 살균, 신경안정 등의 효과가 있어 한방에서는 야산(野蒜) 또는 해백()으로 알려져 있다 (Shogakukan, 1985; Chang, 1996). 우리나라 전역의 산과 들 에 자생하며 향과 풍미가 한국인의 기호에 맞아 주로 봄철에 식미를 돋아주는 부식의 재료로 널리 활용되고 있다(Park & Lee, 1997). 달래는 10월 말부터 다음해 5월 초까지 4회에 걸 쳐 수확이 가능한 농한기 고소득 작물로서 주요 산지는 충남 서 산으로 전국 생산량의 약 70%를 점유하고 있다. 서산의 경우 서 산달래란 이름으로 지리적 표시제 단체표장등록(KIPO, 2014)을 한 바 있으나 국내에서 재배되고 있는 달래의 경우 현재 품종 화된 것은 없고 농가에서는 야생 상태의 종구를 채취하여 자가 증식하여 이용하고 있다. 영양생장기의 형태와 모양이 산달래 와 유사하여 양자를 구분하지 않고 달래라고 부르기도 한다. 달 래와 산달래(Allium grayi Regel)는 분류학적으로는 같은 속의 다른 종으로(Riu et al., 2004) 달래의 경우 초장이 산달래에 비하여 짧으며 비늘줄기는 넓은 난형으로 꽃색은 백색이거나 붉은 빛이 돈다. 한편, 산달래는 초장이 40cm 부근으로 달래보 다 길고 포기 전체에서 마늘 향이 나며, 비늘줄기는 넓은 난형 또는 원형으로 늦가을에 잎이 나와서 겨울을 지내며 꽃은 흰 색 또는 흰빛을 띤 분홍색이다(Lee, 2006; Kim et al., 2010).

최근 들어 달래에 여러 가지 무기성분, 아미노산, 그리고 배 당체 등이 함유되어 있다는 것이 알려지면서(Baek et al., 2001, Choi et al., 2004) 건강 기능성 식품으로 인식되어 재 배면적과 수요가 늘고 있는 추세이다. 그러나 맹아, 생육 등에 대한 자세한 정보가 없어 재배의 어려움을 겪고 있는 실정이어 서 달래의 재배 확대를 위해서는 생리·생태적 특성과 육종에 관 한 체계적 연구가 필요하다. 국내 달래 유전자원에 대한 체계적 인 연구는 시작단계로 달래속에 대한 고도별 분포(Kim et al, 2009), 지방 수집종 달래와 산달래의 발근 및 맹아 형성과 유연 관계 분석(Riu et al., 2004), 한국달래의 자생특성(Kim et al., 2010) 등이 소수의 유전자원을 대상으로 제한적으로 연구된 바 있다. 최근 들어 Lee 등 (2011)은 국내 수집한 달래와 산달래 122종을 대상으로 초위성체 마커인 ISSR (Inter Simple Sequence Repeat) 마커를 이용하여 분류를 한 바 있지만 지방 수집종간의 형태적 특성이나 유연관계 등은 연구되지 않고 있 다. 따라서 본 연구에서는 지역 수집종 달래를 대상으로 수집 지역간의 주요 작물학적 특성과 유전적 다양성 등을 비교·분석 하여 품종 육성의 기초자료로 활용하고자 수행하였다.

재료 및 방법

공시재료

본 실험에 사용한 달래 유전자원은 2007년부터 농촌진흥청 주관으로 추진된 “달래 유전자원 보존” 과제의 일환으로 경북 대학교 군위 포장에서 보존중인 경상, 전라 경기, 충청도 지역 에서 수집된 111계통을 공시재료로 이용하였다.

주요 농업 특성 검정

2012년 하계 경북대학교 군위 실습포장에서 3월 1일 계통 당 20주의 자구를 80 × 80 cm간격으로 심은 후 분무호스를 이 용하여 관수재배하면서 일반적인 특성검정을 수행하였다. 달 래에 대해서는 표준 시비방법이 확립되어 있지 않기 때문에 비료 등의 간섭이 없이 유전자원간의 농업특성 단순 비교를 위하여 시비하지 않고 재배하였다. 주요 조사 형질은 초장, 엽 폭, 엽수, 입집 길이, 종구무게, 자구수, 자구무게 및 출아일자 등을 계통당 6개체를 조사하여 평균을 구하였다.

달래 수집종의 지리적 유전 다양성 구명

달래 수집종의 자생지역간 유전적 다양성 정도를 구명하기 위하여 수집된 장소를 경기, 전라, 충청, 경상으로 구분하고 Lee 등(2011)이 분석한 형태적인 특성과 ISSR 마커에 기반한 유연 관계를 이용하여 지리적인 유전적 다양성을 상호 비교하였다.

결과 및 고찰

지역 간 달래 수집 유전자원의 작물학 특성

지역 간 달래 수집종의 재배와 관련된 초장, 잎집 길이, 간 테 등 농업특성을 비교한 바(Table 1), 충청도 수집종의 경우 초장의 평균이 50.89 cm로 타 지역 수집종에 비하여 약 5 cm 정도 큰 것으로 나타났으며 타 형질에 비하여 변이가 적었다. 엽폭은 지역 간에 큰 차이가 없었으나 2 ~ 7 mm의 분포를 나 타내어 잎이 넓은 자원도 관찰되었다. 잎집길이는 평균 3.57 cm이었으나 충청도 수집종은 2.86 cm로 타지 역 수집종 에 비하여 다소 짧았다. 잎집 길이는 시장에서 달래의 상품성 을 구분하는 형질 중의 하나로 소비자들은 입집이 길고 통통 한 것을 선호한다고 알려져 있는데 조사한 유전자원의 잎집길 이는 0.63 ~ 8.67 cm의 범위를 보여 이중 잎집 길이가 긴 유 전자원들은 품종육성에도 활용할 수 있을 것으로 판단된다. 엽 수와 간테의 경우 지역 간 큰 차이가 인정되지 않았지만 변이 계수가 커서 자원 간 변이의 폭이 넓은 형질로 판단되었다. 출아일자는 평균 3월 7일로 수집지역 간 큰 차이가 없었으나 2월 24일인 조생종과 3월 14일인 만생종도 있었다. Yi and Kim (2013)은 217종의 국내 수집 달래와 산달래의 유전자원 분석결과 초장의 경우 대부분이 40 ~ 60 cm의 범위에 있었으 며 엽폭은 1 ~ 3 mm가 빈도가 가장 높았다고 하여 본 연구의 결과와 비슷한 경향이었다.

지역 간 달래 수집종이 번식과 관련된 형질인 종구의 무게 및 주당 자수의 생산력을 조사한 바(Table 2), 종구의 무게는 평균 1.43 g으로 지역 간 큰 차이는 없었지만 경기도 수집종 의 경우 변이의 폭이 적은 것으로 나타났다. 주당 자구의 생 산능력은 지역 간 변이가 컸으며 조사한 지역의 평균이 2.97 개였으나 충청 수집종의 경우 평균 6.53개로 타 지역보다 2배 정도 높았으며 19개 이상의 자구를 생산한 자원도 있었다. 이 와 같이 자구의 생산량이 많은 자원은 자구생산을 위한 육종 의 소재로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 개체 당 종구의 무게는 1 ~ 2 g이 가장 많았으나 4 g 이상인 대립 계통들도 관 찰되어 대립종 육성을 위한 교배모본으로 활용이 가능할 것으 로 판단된다. Yi and Kim (2013)도 번식과 관련된 형질 중 자구 및 주아의 생산능력은 자구의 경우 평균 3개였고 최대 19개까지 생산하는 계통들도 있었다고 보고하였다.

달래 유전자원의 지역 간 유전적 다양성 비교

수집한 달래 유전자원 지역 간 유전적 다양성을 알아보기 위해 달래 유전자원의 식물학적 특성과 게놈의 반복 염기서열 차이로 분석한 유연관계(Lee et al., 2011)를 바탕으로 수집한 지역 간 유전적 다양성 정도를 분석 한 바(Table 3), 충청, 경 기, 전라, 경상도 지역에서 수집된 달래는 평균 변이계수가 0.226으로 분석되었다. 충청도는 유전적 유사도가 0.329로 가 장 높게 나타나 타지방에 비하여 유전적 다양성이 큰 것으로 나타났으며 유전적 다양성이 가장 적은 지역은 전라도로 평균 변이계수가 0.148이었다. 경상도 수집종의 경우에도 변이계수 가 0.152로 유전적인 다양성이 전라도와 비슷하였고 경기도의 경우 경상도나 전라도에 비하여 유전적 다양성이 높은 것으로 분석되었다(Table 3). 한편 변이계수에 따른 군집의 수는 경상 도 수집종의 경우 전체 조사자원 중 약 50%만이 coefficient 0.25에서 29개 군으로 군집화 되었으며 충청도는 5개 군으로 71.4%가 구분되었다(Table 4, Fig. 1). 변이계수 0.5 이상에서 는 조사한 유전자원의 대부분을 사용한 ISSR마커로 품종구분 이 가능하였는데 달래의 변이계수는 벼(Song et al., 2003)와 콩(Yoon et al., 1998)의 품종을 대상으로 한 변이계수보다 낮 았는데 이러한 결과는 육종의 과정을 거치지 않은 것에 기인 한 것으로 판단된다(Table 4). Yi and Kim (2013)은 ISSR 마커를 이용한 달래와 산달래의 지역 간 유연관계 분석에서 경기와 충청지역에서 수집된 유전자원은 각각 2개의 군집으로 분류되었고 전라도와 경상도 수집종의 경우 8개와 9개 군으로 분류되었다고 보고하여 본 실험의 결과와 비슷하였다. 지방내 수집지점 간 평균거리가 2 ~ 3 km인 점을 감안하면 경기도와 경상도의 경우 도시화와 산업화 등으로 유전자원이 많이 소실 되고 소수종 만이 우점한 것으로 판단된다. Kim 등(2010)은 달래는 산달래와 달리 숲속과 같은 인위적인 교란의 빈도가 낮은 음지 또는 반음지의 밀폐된 장소에서 자생하고 있으며 자생지의 지역분포가 도나 자생지의 개발 등에 따라 차이가 있었다고 하였다. 본 실험에서는 유전적인 다양성이 낮았지만 자원의 수가 많았던 지역은 경상도와 전라도로 나타나서 자생 지의 수적 분포와 유전적 다양성은 다소 상이한 것으로 나타 났는데 지역별로 Allium속의 종간 분포의 차이가 있었다는 보 고(Ryu et al., 2004)도 있어 이 분야는 금후 더 연구되어야 할 것으로 생각된다.

적 요

본 연구는 지역 수집종 달래(Allium monanthum Max., wild chive)를 대상으로 수집 지역 간의 주요 작물학적 특성과 유전 적 다양성 등을 비교·분석하여 품종 육성의 기초자료로 활용 하고자 수행하였다.