Abstract
‘Godangok 2’, a yellow sweet corn hybrid obtained by crossing inbred KSE14 (female) and KSE23 (male) varieties harboring the sugary enhancer (se) gene, was developed by the maize breeding team at the National Institute of Crop Science (NICS), Rural Development Administration, Korea, in 2020. Days to silking of ‘Godangok 2’ (65 days) was 3 days later than ‘Danok 3’ (check hybrid, 62 days). The ear length of ‘Godangok 2’ (18.9 cm) was similar to that of ‘Danok 3’, but it exhibited a higher kernel filling rate (97%). In addition, the lodging tolerance of ‘Godangok2’ was greater than that of ‘Danok3’. The number of ears per 10a in Godangok2 (6,177) was 4% higher than that in ‘Danok 3’, whereas ear weights (1,075 kg) were 4% lower. ‘Godangok 2’ had a high sugar content of 23.4° Brix, a thin pericarp thickness of 21.4 μm, and a light 100-kernel weight of 25.4 g compared to that of the check hybrid. ‘Godangok 2’ showed the highest seed yield of 270 kg/10a at a 4 (female):1 (male) planting ratio. Because ‘Godangok 2’ carries the recessive se gene, its unique qualities may be compromised by cross-pollination with other corn varieties (e.g., sh2, bt, wx types). Therefore, to maintain sweet corn quality, corn should be grown and harvested separately in time and space (Registration No. 10059).
-
Keywords: sweet corn; maize cultivar; F1 hybrid; sugary enhancer; pericarp thickness
서언
세계 3대작물 중 하나인 옥수수(
Zea mays L.)는 국내에서 식용 및 사료용으로 다양한 분야에서 이용되고 있으며, 국외에서는 바이오에탄올 등 바이오에너지 산업의 중요한 작물로 활용되고 있다(
RDA 2011). 특히 찰옥수수, 단옥수수 등 식용옥수수는 우리나라에서 여름 대표간식으로 이용되는 작물이며, 재배면적 및 생산량은 2023년을 기준으로 약 1만5천 ha에서 9만2천 톤이 생산되고 있다(
MAFRA 2024). 단옥수수는 우리나라에서 재배와 관련된 정확한 문헌이 기록된 것이 없으며, 처음으로 단옥수수와 관련된 문헌으로는 1973년 농촌진흥청 작물시험장에서 도입 품종 시험을 실시한 기록이 존재한다(
Park et al. 1987). 한때 우리나라 남부지방에서 단옥수수를 고소득 작물로 재배하였지만, 재배의 어려움과 종자 수입 불안정으로 점차 재배 지역이 감소하였다(
Kim et al. 2020a). 이에 따라 국내 기후 적응성이 높고 우수한 품질을 가진 국산 단옥수수 종자 개발과 원활한 종자 보급 체계 구축이 필요한 실정이다.
국내 단옥수수 품종은 2000년대 초반까지 ‘단옥1호’(
Park et al. 1987), ‘단옥2호’(
Park et al. 1991), ‘금단옥’, ‘단옥3호’(
Jung et al. 2002)가 개발되었지만, sugary (
su) 유전인자를 가지고 있어 발아율은 높았지만, 당도가 낮았다. 그 시기에 ‘초당옥1호’, ‘감미옥’ 등과 같은 초당옥수수도 개발되었지만, 낮은 발아율과 소비자의 비선호로 국내에 보급이 되지 않았다(
Hallauer 2001). 2009년 농촌진흥청 국립식량과학원에서는 sugary (
su) 인자를 가진 단옥수수보다 당함량이 높고 재배안정성이 높은 sugary enhancer (
se) 인자를 도입한 ‘고당옥’(
Lee et al. 2014), ‘백금옥’(
Kim et al. 2020b), ‘고당옥1호’(
Kim et al. 2020a) 품종을 육성하였다. 이러한 단옥수수는 찰옥수수에 비해 재배생육기간이 짧아서 조기재배와 다양한 작부체계에 적합한 작물로 우리나라 일부 지역에서 농가 소득 증진에 기여하였다(
Jung et al. 2012,
Lee et al. 2014,
Shin et al. 2014). 이번에 농촌진흥청 국립식량과학원에서는 개발된 단옥수수 ‘고당옥2호’는 ‘고당옥’의 당도와 ‘고당옥1호’의 우수한 이삭특성을 가진 품종으로 그 육성경위와 주요특성 그리고 품질특성 및 수량성 등을 보고하고자 한다.
재료 및 방법
종자친(모본)인 ‘KSE14’는 1993년에, 화분친(부본)인 ‘KSE23’은 1996년에 수집한 자원을 일수일렬법으로 전개하여 계통으로 육성하였으며 ‘KSE14’은 2003년에, ‘KSE23’는 2005년에 계통명을 부여하였다. 2014년에 ‘KSE14’와 ‘KSE23’을 교배하여 F1 교잡계를 육성했으며 우량교잡계로 선발되어 2016년과 2017년에 난괴법 3반복으로 생산력검정시험을 수행하였다. 그 후 지역적응성 시험은 수원, 홍천, 청주, 대구, 진주에서 2018년부터 2020년까지 3년간, 연천은 2020년 1년간 수행하였다.
지역적응시험 시비량은 농촌진흥청 표준시비법에 따라 10 a당 N-P
2O
5-K
2O=15-3-6 kg으로 시용하였으며, 그 중 질소(N) 7.5 kg, 인산(P
2O
5) 3.0 kg, 칼리(K
2O) 6 kg은 기비로, 질소(N) 7.5 kg은 본엽 7~8엽기에 추비로, 퇴비는 10 a당 2톤을 시용하였다. 재식밀도는 6,600본/10a (60×25 cm)으로 하였으며, 난괴법 4반복으로 시험을 설계하였다. ‘고당옥2호’ 파종은 매년 4월 중⋅하순에 옥수수 지역적응검정시험지역 6개소에서 2립씩 파종하였고, 3~4엽기에 1개체만 남기고 솎았다. 옥수수의 내병성과 내충성은 자연발생조건에서 검정하였고 깨씨무늬병(
Bipolaris maydis)과 그을음무늬병(
Exserohilum turcicum)은 출사후 2~3주에 20주 이상을 대상으로 관찰⋅조사하였고, 조명나방(
Ostrinia furnacalis)은 7월 중순에 100주 이상을 관찰⋅조사하였다. 출사기 등 생육특성, °Brix 당도 등 품질 검정, 10 a당 이삭중 등 수량성, 도복 등 기타 농업적 특성을 농촌진흥청 농업과학기술연구조사분석기준에 따라 조사하였다(
RDA 2012). 채종시험은 2020년 영월에서 실시하였다. 시험결과에 대한 통계 처리는 SAS 9.2 (SAS Institute inc., Cary, NC, USA)를 이용하여 Student’s
t-test, Duncan’s multiple range (DMR) test를 수행하였다.
결과 및 고찰
육성경위
‘고당옥2호(수원단83호)’는 2003년에 육성된 자식계통 ‘KSE14’을 종자친(모본)으로 사용하였고, 2005년에 육성된 자식계통 ‘KSE23’을 화분친(부본)으로 하여 2014년에 교잡한 sugary enhancer (
se) 유전인자를 가진 단옥수수 단교잡종이다. ‘고당옥2호’는 2016년과 2017년에 난괴법 3반복으로 생산력검정시험을 실시하였고, 2018년~2020년까지 3년간 지역적응시험을 실시한 결과 여러 가지 농업적 형질이 우수성을 인정받아, 2020년 농촌진흥청 농작물 직무육성 신품종 선정 심의회에서 신품종으로 선정되어 품종명이 ‘고당옥2호’로 명명되었다(
Fig. 1). ‘고당옥2호’는 기존 품종인 ‘고당옥’에 비해 당도는 같고 이삭 크기는 개선된 신품종이다.
단옥수수 ‘고당옥2호’의 엽끝모양은 다소 타원형으로 엽초의 안토시아닌 색소는 강하다. 수염의 안토시닌 색소와 영기부의 안토시아닌 색소는 약하게 발현되지만 기부제외영의 색소는 강하게 발현된다. 줄기의 굴곡은 없으며 웅수의 지경은 곧고, 립색은 황색인 감미종이다(
Fig. 2). ‘고당옥2호’의 출사일수는 65일로 ‘단옥3호’보다 3일 늦었으며, 간장은 164 cm로 ‘단옥3호’(155 cm)보다 컸다. ‘고당옥2호’의 착수고율은 38%로 ‘단옥3호’(34%)에 비해 높았다. ‘고당옥2호’(18.9 cm)의 이삭길이는 ‘단옥3호’(18.7 cm)와 비슷하였으며, 착립장률은 ‘고당옥2호’가 97%로 ‘단옥3호’(91%)에 비하여 높아 이삭 상품성이 우수하였다(
Table 1).
‘고당옥2호’의 병해 및 내재해 저항성은 2018~2020년 수원과 홍천에서 검정하였다. 깨씨무늬병(
Bipolaris maydis)과 그을음무늬병(
Exserohilum turcicum) 병해 검정과 조명나방(
Ostrinia furnacalis) 충해 검정에서 ‘고당옥2호’과 ‘단옥3호’가 유사하였으며 도복에서는 ‘고당옥2호’가 ‘단옥3호’에 비하여 강하였다(
Table 2).
‘고당옥2호’는 sugary enhancer (
se) 유전자를 보유한 단교잡종 단옥수수 품종으로
Table 3에서 보는 바와 같은 품질특성을 나타내고 있다. 단옥수수의 가장 중요한 품질 특성인 당도에서 ‘고당옥2호’는 23.4 °Brix로 ‘단옥3호’(17.1 °Brix)에 비하여 매우 높은 당도를 나타냈다. ‘고당옥2호’의 과피두께는 21.4 μm로 ‘단옥3호’(24.5 μm)보다 얇았으며, 백립중은 25.4 g으로 ‘단옥3호’(33.0 g)보다 가벼웠다. 그러나 당도 및 과피두께는 통계적으로 유의성을 보이지 않았다. 전체 기호도 평가에서 ‘고당옥2호’(5.6)가 ‘단옥3호’(4.6)에 비하여 매우 우수하였다.
‘고당옥2호’는 수원(북위 37.28°, 동경 127.04°), 홍천(37.74°, 128.87°), 청주(36.63°, 127.48°), 대구(35.52°, 128.36°), 진주(35.17°, 128.11°)에서 2018년부터 2020년까지 3년간, 연천(38.09°, 127.07°)은 2020년 1년간 지역적응시험 결과 10 a당 평균이삭수는 6,177개로 ‘단옥3호’보다 많았지만 평균이삭중은 1,075 kg로 ‘단옥3호’(1,218 kg)보다 적었다(
Tables 4,
5). 2020년 ‘고당옥2호’ 채종 시험 결과 모⋅부본 재식비율 4:1에서 270 kg/10a이 생산되어 가장 많은 채종량을 나타내었다(
Table 6).
‘고당옥2호’는 1대 단교잡 단옥수수 품종으로 매년 생산된 종자를 이용하여야 하며, 재배지역으로 우리나라 모든 지역에서 가능하다. 충해와 관련하여 조명나방에 대해서 감수성을 나타내어 적기 방제가 필요하며, 찰옥수수와 일반옥수수 등을 포함하는 옥수수와 200 m 이상 격리재배를 하여야 1대 단교잡계 단옥수수가 가지고 있는 고유 특성을 유지할 수 있다. 너무 과도한 밀식재배는 이삭이 작아지고 이삭 끝달림이 불량하므로, 권장 재식밀로는 6,600개/10a (60×25 cm)이다. 강한 바람을 동반하는 우기에는 밭 배수관리에 유의하여야 한다.
적요
‘고당옥2호’는 자식계통 ‘KSE14’을 종자친(모본)으로, ‘KSE23’을 화분친(부본)으로 하는 단교잡종 단옥수수이다. ‘고당옥2호’는 2016년과 2017년 생산력검정시험을 거쳐 2018년~2020년 3년간 전국 5개 지역(수원, 홍천, 청주, 대구, 진주), 연천은 1년간 지역적응시험을 수행하였으며 그 우수성이 인정되어 2020년 농촌진흥청 직무 육성 신품종으로 선정되었다. ‘고당옥2호’는 sugary enhancer (se) 유전자를 보유한 단옥수수로 이삭의 색은 황색이다. ‘고당옥2호’는 출사일수는 64일로 표준품종인 ‘단옥3호’보다는 늦었고, 이삭의 길이는 18.9 cm로 ‘단옥3호’와 비슷하였으나 착립장률은 97%로 ‘단옥3호’보다 우수하였다. ‘고당옥2호’의 깨씨무늬병, 그을음무늬병, 조명나방 등 병해충저항성은 ‘단옥3호’와 유사하였으며 도복은 ‘단옥3호’보다 강하였다. ‘고당옥2호’의 10 a당 이삭수와 이삭중은 각각 6,177개/10a, 1,075 kg/10a로 이삭수는 ‘단옥3호’보다 많았지만 이삭중은 적었다. 당도는 23.4 °Brix로 ‘단옥3호’보다 높았고 백립중은 25.4 g으로 ‘단옥3호’보다 작았지만 관능 평가 결과 전체기호도가 5.6로 식미가 우수하였다. ‘고당옥2호’는 se 유전자를 보유하고 있어 일반옥수수, 초당옥수수(sh2, bt 등), 일반단옥수수(su), 찰옥수수(wx)등 다른 종류의 옥수수와 함께 재배 시 고유의 특성이 사라지므로 반드시 시간적 혹은 공간적으로 격리 재배하여야 하며, 단옥수수는 당도를 유지하는 기간(1~3일)이 짧기 때문에 품질이 우수한 단옥수수 생산을 위해서는 적기 수확과 보관이 반드시 필요하다.
사사
본 연구는 농촌진흥청 국립식량과학원 연구사업(과제명: 단⋅초당옥수수 자식계통 육성 및 생산력검정시험(1주관), 과제번호: PJ016806012025)의 지원으로 수행되었습니다. 본 품종을 육성하는데 협력하여 주신 농촌진흥청 연구정책국, 경기도농업기술원, 강원특별자치도 옥수수연구소, 충북도원농업기술원, 경상북도 농업기술원, 경상남도농업기술원 및 내병충성 검정을 담당한 국립식량과학원 작물환경과 등 관계자님들께 감사 드립니다.
Fig. 1Breeding procedure of ‘Godangok2’.
Fig. 2Plant architecture (left) and ear appearance (right) of ‘Godangok2’.
Table 1Agronomic characteristics of ‘Godangok2’ ('18~'20, RYT).
Table 1
|
Hybrid |
Days to
silking
(days) |
Culm
length
(cm) |
Ear height
ratio
(%) |
Ear characteristics |
Length
(cm) |
Width
(cm) |
Kernel set ratio
(%) |
|
Godangok2 |
65 |
164 |
38 |
18.9 |
4.1 |
97 |
|
Danok3 |
62 |
155 |
34 |
18.7 |
4.6 |
91 |
|
|
tsz
|
- |
6.38ns
|
1.05**
|
1.48ns
|
1.02**
|
1.78**
|
Table 2Resistance to disease and lodging tolerance of ‘Godangok2’ ('18~'20, RYT).
Table 2
|
Hybrid |
Disease resistance (0~9)z
|
Corn borer
(0~9)z
|
Lodging tolerance
(1~9)y
|
|
Bipolaris maydis
|
Exserohilum turcicum
|
|
Godangok2 |
3.2 |
1.0 |
4.5 |
1.3 |
|
Danok3 |
2.4 |
1.2 |
5.2 |
2.9 |
|
|
tsx
|
1.8ns
|
1.6ns
|
0.73ns
|
0.8*
|
Table 3Kernel quality and sensory evaluation of ‘Godangok2’ ('18~'20, RYT).
Table 3
|
Hybrid |
°Brix |
Pericarp
thickness
(μm) |
100 kernel
weight
(g) |
Grain |
Hardness
(g ∅ mm-1) |
Sensory evaluation
(1~9)z
|
Length
(mm) |
Width
(mm) |
|
Godangok2 |
23.4 |
21.4 |
25.4 |
10.2 |
8.5 |
230 |
5.6 |
|
Danok3 |
17.1 |
24.5 |
33.0 |
10.5 |
9.7 |
225 |
4.6 |
|
|
tsy
|
2.44ns
|
0.31ns
|
2.99*
|
0.44ns
|
1.93ns
|
0.22ns
|
0.32*
|
Table 4The yield of ‘Godangok2’ in number of fresh ears from regional yield trials for three years ('18~'20, RYT).
Table 4
|
Location |
Godangok2 (ears 10 a-1) |
|
Danok3 (ears 10 a-1) |
|
|
|
'18 |
'19 |
'20 |
Mean |
'18 |
'19 |
'20 |
Mean |
|
Suwon |
6,329 |
5,556 |
6,496 |
6,127 |
|
5,641 |
6,325 |
6,325 |
6,097 |
|
Yeoncheon |
- |
- |
5,778 |
5,778 |
|
- |
- |
5,667 |
5,667 |
|
Hongcheon |
6,710 |
6,050 |
6,600 |
6,453 |
|
6,600 |
6,600 |
5,940 |
6,380 |
|
Cheongju |
5,882 |
7,361 |
7,361 |
6,868 |
|
5,033 |
6,667 |
6,667 |
6,122 |
|
Daegu |
5,817 |
5,694 |
4,931 |
5,481 |
|
5,556 |
5,625 |
5,069 |
5,417 |
|
Jinju |
6,622 |
6,400 |
6,042 |
6,355 |
|
6,578 |
6,600 |
4,827 |
6,002 |
|
|
Mean |
6,272 |
6,212 |
6,201 |
6,177 |
|
5,882 |
6,363 |
5,749 |
5,947 |
|
|
tsz=0.17ns
|
Table 5The yield of ‘Godangok2’ in total weight of fresh ears from regional yield trials for three years ('18~'20, RYT).
Table 5
|
Location |
Godangok2 (kg 10 a-1) |
|
Danok3 (kg 10 a-1) |
|
|
|
'18 |
'19 |
'20 |
Mean |
'18 |
'19 |
'20 |
Mean |
|
Suwon |
943 |
766 |
1,129 |
946 |
|
877 |
1,131 |
1,303 |
1,104 |
|
Yeoncheon |
- |
- |
751 |
751 |
|
- |
- |
1,114 |
1,114 |
|
Hongcheon |
920 |
893 |
1,047 |
953 |
|
1,012 |
1,063 |
1,304 |
1,126 |
|
Cheongju |
1,117 |
1,919 |
1,435 |
1,490 |
|
1,060 |
1,736 |
1,493 |
1,430 |
|
Daegu |
1,086 |
1,099 |
1,018 |
1,068 |
|
1,055 |
1,105 |
1,074 |
1,078 |
|
Jinju |
1,173 |
1,307 |
1,247 |
1,242 |
|
1,321 |
1,762 |
1,278 |
1,454 |
|
|
Mean |
1,048 |
1,197 |
1,105 |
1,075 |
|
1,065 |
1,359 |
1,261 |
1,218 |
|
|
tsz=0.16ns
|
Table 6Seed production trial of ‘Godangok2’ in Yeongwol.
Table 6
|
year |
Planting Pattern
(♀ : ♂) |
Inbred |
Silking date |
Pollen dispersal |
Plant height
(cm) |
Ear height
(cm) |
F1 seed production
(kg 10 a-1)z
|
|
2020 |
2:1 |
KSE14 (♀) |
July 8 |
- |
138 |
12.8 |
270c |
|
KSE23 (♂) |
- |
July 19 to July 14 |
|
|
|
|
|
3:1 |
KSE14 (♀) |
July 8 |
- |
138 |
12.6 |
201b |
|
KSE23 (♂) |
- |
July 19 to July 14 |
|
|
|
|
|
4:1 |
KSE14 (♀) |
July 8 |
- |
143 |
12.3 |
120a |
|
KSE23 (♂) |
- |
July 19 to July 14 |
|
|
|
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