적요
‘다원미’는 전분 원료용으로 이용할 수 있는 다수성의 분질 고구마 품종을 육성하기 위하여 ‘Beniharuka’ (IT309504)을모본, ‘진율미’ (IT309420)를 부본으로 하여 2023년 육성된 고구마 품종이다. ‘다원미’의 껍질색은 분홍색, 육색은백색이며 괴근 모양은 원통형이다. ‘다원미’는 덩굴쪼김병에 저항성이고 뿌리혹선충에는 중도저항성이다. 찐고구마육질은 ‘진율미’보다 더 분질이다. ‘다원미’의 찐고구마 유리당 함량은 22.4 g/100g dw로 ‘진율미’보다 다소 낮았다.‘다원미’의 전분가는 28.9%로 ‘진율미’보다 높았고, 전분특성에서는 ‘다원미’는 ‘진율미’보다 최고점도는 284.3 RVU로높고 강하점도와 응집점도는 각각 114.4 RVU와 53.9 RVU로 낮았다. 호화개시 온도는 79.7℃로 ‘진율미’보다 높아‘다원미’는 전반적으로 구조가 더 안정적이고 점성이 강한 특성을 나타냈다. 보통기재배시 ‘다원미’의 상저평균중은237.1 g, 주당상품괴근수는 3.2개였으며 상저수량은 37.1 MT/ha로 ‘진율미’보다 54.6% 많았으며 전분수량은 13.7MT/ha로 125% 많았다. ‘다원미’는 육질의 분질로 수량이 많고 전분 열 안정성과 겔 형성 능력이 우수한 전분특성이있는 품종으로 가공산업에 활용이 높을 것으로 기대된다.
Abstract
‘Dawonmi’ was developed in 2023 as a high-yielding, mealy-textured sweetpotato cultivar for starch processing. It was derived from a cross between ‘Beniharuka’ (IT309504) and ‘Jinyulmi’ (IT309420). The storage roots had pink skin, white flesh, and a cylindrical shape. ‘Dawonmi’ is resistant to Fusarium wilt and moderately resistant to root-knot nematode. When steamed, ‘Dawonmi’ exhibits a drier and more mealy texture than the check cultivar ‘Jinyulmi.’ The free sugar content of steamed roots was 22.4 g/100 g (dry weight basis), which was slightly lower than that of ‘Jinyulmi.’ In starch pasting properties, ‘Dawonmi’ showed a higher peak viscosity (284.3 RVU), lower breakdown viscosity (114.4 RVU), and lower consistency (53.9 RVU) than ‘Jinyulmi,’ along with a higher gelatinization onset temperature (79.7℃), indicating greater thermal and structural stability of the starch. Under normal-season cultivation, the average marketable root weight of ‘Dawonmi’ was 237.1 g, with 3.2 marketable roots per plant. The marketable root yield was 37.1 MT/ha, which was 54.6% higher than that of ‘Jinyulmi,’ and the starch yield reached 13.7 MT/ha, representing a 125% increase. These results suggest that ‘Dawonmi’ possesses high yield potential and favorable starch characteristics, making it suitable for starch-processing applications.
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Key words: sweetpotato, breeding, variety, starch processing, Dawonmi
서언
고구마[
Ipomoea batatas (L.) Lam.]는 식물학적으로 메꽃과에 속하는 쌍떡잎식물로 메꽃과에 속하는 1,000여 종 중에서 가장 경제적인 가치가 높은 작물이다. 고구마는 세계에서 일곱 번째로 중요한 식량 작물로, 구근 작물 중에서는 카사바와 함께 생산량이 가장 많다(
Ray & Ravi 2005). 다양한 생태환경에 적응성이 뛰어나 2020년 기준 전세계적으로 7,400천 ha 재배되어 주요 작물 중 28위를 차지하였고, 생산량은 89,488천 톤으로 17위를 기록하였다(
FAO 2025). 국내의 경우 2017년부터 2024년까지 재배면적은 20~23천 ha, 생산량은 30~36만 톤 수준을 유지하고 있으며 농업생산액은 2017년 5,108억 원에서 2019년 6,375억 원으로 증가하였고, 2022년에는 7,171억 원에 이르러 식량 작물 중 벼 다음으로 높은 수준을 나타내었다(
KOSIS 2025). 이와 같이 고구마 산업은 지속적으로 성장하고 있으며, 농가 소득 증대에 기여하는 주요 작물로 자리매김하고 있다.
고구마는 육질, 식미, 전분 함량 등 품질 특성에 따라 식용, 가공용 및 전분 원료용 등 다양한 용도로 활용된다. 특히 전분 함량이 높고 물리⋅화학적 특성이 우수한 품종은 전분 산업, 식품 가공 및 바이오 소재 산업에서 중요한 원료로 이용되고 있다. 산업적 수요의 확대와 기능성 식품 시장의 성장에 따라, 단순 생식용 품종을 넘어 전분 특성 중심의 품종 개발 필요성이 더욱 강조되고 있다. 국내 고구마 산업 역시 생고구마 소비 외에 즉석식품, 분말 가공, 전분 추출 및 바이오 소재 등으로 활용 범위가 확대되고 있으며, 이에 따라 전분 기능 특성에 대한 요구 수준도 높아지고 있다. 특히 전분의 가공 적성, 열 안정성 및 겔 형성 능력은 식품 공정 안정성과 품질을 결정하는 중요한 요소로 평가된다.
그러나 기존 국내 육성 품종은 수량성, 전분 함량 및 전분의 물리적 특성 측면에서 산업적 요구를 충분히 충족하지 못하는 한계를 보인다. 또한 고구마의 전분 함량과 특성은 품종의 유전적 요인에 의해 크게 좌우되며, 동일 품종이라도 재배 지역, 재배 방법 및 저장 조건에 따라 변이를 나타내는 것으로 보고되어 있다(JRTCDA 2010). 따라서 산업 맞춤형 고기능성 전분 원료용 품종 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
이에 본 연구에서는 전분 원료용 품종으로서 우수한 수량성과 전분 특성을 갖는 신품종 ‘다원미’를 육성하고, 그 육성 경위와 주요 농업적 특성 및 전분특성을 구명하여 산업적 활용 가능성을 평가하고자 하였다.
재료 및 방법
재배방법 및 특성조사
가공용으로 활용할 수 있는 고구마 품종을 육성하기 위하여 ‘Beniharuka’를 모본, ‘진율미’(
Lee et al. 2020)를 부본으로 하여 2018년에 인공교배를 시행하고 종자를 채종하였다. 채종 종자는 2019년에 실생 개체를 선발하였으며, 2020년부터 2년간 경상남도 진주에 있는 경상남도농업기술원 작물연구과 시험포장에서 보통기재배로 생산력 검정시험을 수행하였다. 지역적응시험은 2022년부터 2년간 수행하였는데 보통기재배는 진주, 함양, 고성 등 3개 지역에서, 조기재배는 진주 지역에서 실시하였다. 정식 시기는 조기재배 4월 중순, 보통기재배 5월 중⋅하순이었으며, 재배기간은 120일을 기준으로 수확하였다.
시험구는 계통별로 이랑 너비 75 cm에 20 cm 간격으로 1열당 20개체씩 4열, 반복 당 80개체를 정식하였다. 생산력 검정시험은 완전임의배치법 4반복, 지역적응시험은 난괴법 3반복으로 배치하였다. 피복 필름은 조기재배 시 백색⋅흑색 배색 PE 필름, 보통기재배 시 흑색 생분해 필름을 사용하였다. 시비량은 토양검정 후 농촌진흥청 표준재배법에 따라 N-P
2O
5-K
2O를 5.5-6.3-15.6 kg/10a로 시비하였고, 퇴비는 1,000 kg/10a를 시용하였다(
RDA 2017). 고유 특성 및 농업 특성 조사는 작물별 특성조사기준(
KSVS 2011)과 농업과학기술 연구조사분석기준(
RDA 2012)에 따라 실시하였다. 맹아 특성 조사를 위해 2월 중순 양열온상에 파종하고 토양 온도를 30℃ 내외로 유지하였다. 파종 후 최초 발아일과 50% 발아일을 각각 맹아시 및 맹아기로 조사하였다.
조사구는 75 cm의 이랑 4열, 길이 4 m로 조성하였으며, 가운데 2열을 조사주로 사용하였다. 지상부중과 경엽중은 생체중을 측정한 후 ha 당 무게로 환산하였다. 상저평균중은 50 g 이상 상저의 총중량을 개수로 나누어 산출하였고, 주당상저수는 상저 개수를 정식 주수로 나누어 구하였다. 상저수량은 상저 총중량을 ha 당 생산량으로 환산하였다. 품종 간 유의성 검정은 R version 4.0.3 (
R Core Team 2020)을 이용하여 독립표본
t-검정으로 분석하였다.
병해 저항성은 지역적응시험 계통을 대상으로 덩굴쪼김병(Fusarium wilt)과 뿌리혹선충(root-knot nematode)에 대해 평가하였다. 덩굴쪼김병 저항성 검정은 길이 약 20 cm 줄기를 5 × 10
4 conidia/mL 농도의
Fusarium oxysporum f. sp.
batatas 포자 현탁액에 개체당 20 mL씩 침지 처리한 후 정식하였다. 발병도(DI)는 0~5의 6단계로 평가하였다. 저항성 판정 기준은 평균 발병도 1.0 이하를 저항성(R), 1.1~2.5를 중도저항성(MR), 2.5 초과를 감수성(S)으로 하였다. 저항성 대비 품종 ‘신건미’(
Ahn et al. 2002b)와 감수성 대비 품종 ‘보라미’(
Ahn et al. 2002a)를 기준으로 비교하였다.
뿌리혹선충 저항성 검정을 위해 국립농업과학원 작물보호과로부터 고구마뿌리혹선충(
Meloidogyne incognita)을 분양받아 뿌리혹선충에 감수성인 토마토 ‘Rutgers’ 품종에 접종하여 약 8주간 증식하였다. 비닐하우스에서 채취한 약 15 cm 길이의 줄기를 포트에 이식한 후 유리온실에서 5일간 재배하면서 뿌리를 유도하였다. 뿌리혹선충 접종원 농도는 고구마 개체당 뿌리혹선충 알 3,000개로 하였고 7반복으로 접종하였으며 8주간 재배하였다. 뿌리를 0.002% Phloxine B 용액에 15분간 침지 후 염색된 난낭 수를 계수하였다. 저항성 판정은 감수성 대비 품종 ‘율미’(
Jeong et al. 1991)의 10% 이하를 저항성, 11~25%를 중도저항성, 25% 초과를 감수성으로 하였다(
Choi et al. 2006).
고구마의 건물률은 잘게 썬 생고구마 100 g을 80℃에서 48시간 열풍 건조(DS-80P-3, Dasol Scientific Co., Korea)한 건조 전⋅후 중량비로 산출하였고 이를 기준으로 전분가를 간접 산출하였다(
Woolfe 1992). 찐고구마 육질의 경도는 Texture analyzer (CT3 Texture Analyzer, USA)를 이용하여 찐고구마를 가로, 세로, 높이가 각각 1 cm가 되도록 자른 후 직경이 38 mm인 프로브(probe)를 이용하여 80% Strain, 2 mm sec-1 pre-test speed, 1 mm sec-1 test speed로 측정하였다.
유리당의 함량을 분석하기 위하여 동결건조기(LP20R, Ilshinbiobase, Korea)를 이용하여 건조 분말을 제조해 동결 건조된 생고구마 분말 1 g과 찐고구마 분말 0.5 g을 각각 10 mL의 50% acetonitrile (acetonitrile : water=50 : 50 (v/v)을 첨가하여 10분간 초음파(CPX5800H-E, Branson, USA) 처리하였다. 4℃ 온도에서 3,000 rpm으로 10분간 원심 분리(UNION 32R PLUS, Hanil Science Industrial, Korea)한 후 0.2 μm PVDF syringe filter를 이용하여 상등액을 여과하였다. 이동상은 0.2% triethylamine이 함유된 acetonitrile : water=70 : 30 (v/v)으로 하였고, BEH amid 2.1 × 100 mm, 1.7 μm (Waters, USA) 컬럼을 이용하여 UPLC (Waters, USA)로 분석하였다.
전분특성은
Jung et al. (2001) 방법으로 Rapid Visco Analyzer (RVA-3D, Newport Australia)를 이용하여 최고점도(peak viscosity), 최저점도(hot viscosity), 최종점도(cool viscosity), 강하점도(breakdown), 호화개시온도(gelatinization temperature) 등을 분석했으며 점도는 RVU (Rapid Visco Unit)로 나타내었다.
결과 및 고찰
육성경위
전분 원료용으로 수량이 많은 분질 육질의 고구마 품종을 육성하기 위하여 ‘Beniharuka’ (IT309504)를 모본, ‘진율미’ (IT309420)를 부본으로 하여 2018년도에 인공교배하였다. 2019년에 실생 개체 및 계통 선발시험을 수행하였는데 99개체 중에서 분질 육질을 가진 계통을 우선 선발하였다. 2020년과 2021년에 생산력검정 예비시험과 생산력검정 본시험을 수행하여 분질의 육질을 지니고 수량이 많은 ‘18BH/JY0001’ 계통을 ‘초전7호’로 부여하여 지역적응시험에 공시하였다. 2022년부터 2023년까지 3개 지역에서 지역적응시험을 수행한 결과 조기재배 및 보통기재배에서 상저수량이 대조품종인 ‘진율미’보다 많고, 덩굴쪼김병 저항성이며 뿌리혹선충에 중도저항성으로 재배 안정성이 인정되어 2023년 경상남도농업기술원 종자위원회에서 신품종으로 선정되었으며 ‘다원미(Dawonmi)’라 명명하였다. ‘다원미’의 육성과정과 계통도는
Figs. 1,
2에 제시하였다.
‘다원미’는 잎색이 녹색이며 잎 모양은 심장형이고 잎에 열편이 없다. 끝순과 잎자루에서 안토시아닌 발현이 없었으나 줄기와 마디에서는 발현되었다(
Table 1). ‘다원미’의 괴근 껍질색은 분홍색, 괴근 육색은 백색이다(
Table 2,
Fig. 3). ‘다원미’의 괴근 모양은 원통형으로 방추형인 ‘진율미’와 구분되며 괴근의 장폭비는 3.0으로 ‘진율미’와 차이가 없으며 괴근의 눈깊이는 얕다(
Table 2).
‘다원미’의 묘상에서 맹아시와 맹아기까지의 소요 기간은 각각 15.5일과 19.6일로, 통계적 유의성은 없었으나 진율미보 다 각각 0.5일, 1.5일 늦었다. 조기재배 시 주만장 길이는 139.9 cm, 경엽중은 30.3 MT/ha로 ‘진율미’와 통계적 차이는 없었다. 수량구성요소 중 상저평균중은 169.2 g으로 ‘진율미’보다 60.9 g 무거웠지만, 주당상저수는 3.0개로 차이가 없었다(
Table 3). 보통기재배에서 지상부는 주만장 길이 169.9 cm, 덩굴무게 40.4 MT/ha로 ‘진율미’와 차이가 없었다. 주당상저수는 3.2개로 유의한 차이가 없었으나 상저평균중은 237.1 g으로 ‘진율미’보다 105.9 g 무거웠다(
Table 4).
고구마의 주요 병해인 덩굴쪼김병 저항성 검정 결과, 감수성 대비 품종인 ‘보라미’는 대부분의 개체에서 도관이 심하게 황화되어 고사하였으며 발병도는 4.0으로 매우 높았다. 반면 저항성 대비 품종인 ‘신건미’는 병징이 나타나지 않았고 발병도는 0이었다. ‘다원미’는 병징 발생이 거의 없고 지상부 생육이 왕성하여 발병도 0.3으로 저항성으로 판정되었다(
Table 5). 고구마뿌리혹선충 저항성 검정 결과, 감수성 대비 품종인 ‘율미’와 저항성 대비 품종인 ‘주황미’의 뿌리에 형성된 난낭의 평균 개수는 각각 386.7개와 0.0개였다. ‘다원미’에 형성된 난낭 수는 평균 90.7개로, 감수성 대비 품종 ‘율미’의 23.5% 수준이었으며 감수성 품종 대비 25% 이하이므로 중도저항성으로 판정하였다(
Table 5).
‘다원미’ 괴근의 건물율은 36.9%로 ‘진율미’의 33.2%보다 높아 수분함량이 낮았다. 이를 전분가로 환산하면 ‘다원미’는 28.9%로 ‘진율미’의 25.4%보다 3.2% 많았다. ‘다원미’의 찐고구마의 육질은 분질로 경도값은 2,322.4 g로 ‘진율미’의 2,083.7 g보다 11.4% 높아 더 퍽퍽하였다. ‘다원미’의 생고구마와 찐고구마 유리당 함량은 각각 7.5 g/100g dw (건물기준), 22.4 g/100g dw로 ‘진율미’보다 각각 6.3%, 10.0% 낮았다. 찐고구마 당도는 26.7 °Brix이었으며 ‘진율미’의 당도인 29.0 °Brix보다 다소 낮았다(
Table 6). 전분의 호화특성을 조사한 결과 ‘다원미’는 최고점도 284.3 RVU로 ‘진율미’보다 높으나 강하점도는 114.4 RVU로 낮았고 응집점도도 53.9 RVU로 낮았으며 호화개시 온도는 79.7℃로 ‘진율미’보다 높은 온도에서 호화되었다(
Table 7). 이를 종합해 보면 ‘다원미’는 ‘진율미’보다 팽윤력이 좋고 점성이 좋으며 전분의 결정구조가 더 치밀해 열 안정성이 우수한 것으로 판단되었다.
‘다원미’는 생산력 검정시험에서 상저수량이 38.0 MT/ha로 ‘진율미’의 27.7 MT/ha보다 37.2% 많았다(
Table 8). 조기재배의 경우 ‘다원미’의 상저수량은 30.9 MT/ha로 ‘진율미’보다 32.6% 많았다(
Table 3). 보통기재배시 3개 지역 평균 상품괴근수량은 37.1 MT/ha로 ‘진율미’보다 54.6% 많았으며, 지역별로는 ‘진율미’의 140~162% 수준이었다(
Table 9). 전분가를 이용하여 전분수량으로 환산하면 ‘다원미’는 13.7 MT/ha로 ‘진율미’의 6.1 MT/ha보다 125% 많았다.
Notes
-
사사
본 ‘다원미’ 품종은 경상남도농업기술원 연구사업(세부과제명: 경남지역 적응 고구마 신품종 육성, 세부과제번호:LP003702)의 지원에 의해 이루어진 결과의 일부입니다.
Fig. 1.Genealogical diagram of ‘Dawonmi’.
Fig. 2.Pedigree diagram of ‘Dawonmi’.
Fig. 3.Raw storage roots of ‘Dawonmi’ (left) and ‘Jinyulmi’ (right).
Table 1.Mature vine characteristics of ‘Dawonmi’ on field at harvesting stage.
Table 1.
|
Variety |
Leaf shape |
No. of leaf blade lobes |
Leaf color |
Extent of anthocyanin coloration on abaxial veins |
Anthocyanin coloration
|
|
Tip |
Internode |
Node |
Petiole |
|
Dawonmi |
Cordate |
Absent |
Green |
Middle |
Absent |
Strong |
Middle |
Absent |
|
Jinyulmi |
Cordate |
Absent |
Green |
Very Weak |
Absent |
Absent |
Absent |
Weak |
Table 2.Tuberous root characteristics of ‘Dawonmi’.
Table 2.
|
Variety |
Skin color |
Flesh color |
General shape |
Length/width ratio |
Depth of eyes |
|
Dawonmi |
Pink |
White |
Cylinder |
3.0±0.2ns z
|
Shallow |
|
Jinyulmi |
Red |
Light yellow |
Elliptic |
3.1±0.2y
|
Shallow |
Table 3.Agronomic characteristics, yield components, and yield of ‘Dawonmi’ on regional yield trial in early-season production.
Table 3.
|
Variety |
Sprout appearance (DAP)z
|
Date of sprouting (DAP) |
Vine length (cm) |
Vine weight (MT/ha) |
Avg. weight of marketable storage root (g) |
No. of marketable storage root per plant |
Marketable storage root yield (MT/ha) |
|
Dawonmi |
15.5±1.3ns y
|
19.6±1.4ns
|
139.9±22.5ns
|
30.3±4.7ns
|
169.2±9.5*
|
3.0±0.1ns
|
30.9±1.9*
|
|
Jinyulmi |
15.0±1.6x
|
18.1±1.6 |
129.0±14.6 |
31.4±3.7 |
108.3±8.5 |
2.9±0.2 |
23.3±2.3 |
Table 4.Agronomic characteristics and yield components of ‘Dawonmi’ on regional yield trial in normal season culture.
Table 4.
|
Variety |
Vine length (cm) |
Vine weight (MT/ha) |
Avg. weight of marketable storage root (g) |
No. of marketable storage root per plant |
|
Dawonmi |
169.9±22.5ns z
|
40.4±3.1ns
|
237.1±8.5*
|
3.2±0.2ns
|
|
Jinyulmi |
159.6±24.6y
|
42.1±1.6 |
131.2±10.3 |
3.0±0.1 |
Table 5.Resistance reaction to Fusarium oxysporum f. sp. batatas (Fusarium wilt) and Meloidogyne incognita (root-knot nematode) of ‘Dawonmi’.
Table 5.
|
Variety |
Fusarium wilt
|
Root-knot nematode
|
|
Disease index (DI, 0-5) |
Resistance reactionz
|
No. of egg mass per plant |
Resistance reactiony
|
|
Dawonmi |
0.3 |
R |
90.7 |
MR |
|
Jinyulmi |
0.3 |
R |
91.5 |
MR |
|
Juhwangmi |
-x
|
- |
0.0 |
R (Resistant check) |
|
Yulmi |
- |
- |
386.7 |
S (Susceptible check) |
|
Singeonmi |
0 |
R (Resistant check) |
- |
- |
|
Borami |
4.0 |
S (Susceptible check) |
- |
- |
Table 6.Quality characteristics of storage root of ‘Dawonmi’.
Table 6.
|
Variety |
Dry matter content (%) |
Starch value (%) |
Texture of steamed storage root |
Hardness of steamed storage root (g) |
Total sugar contents (g/100g dw)
|
°Brix of steamed storage root |
|
Raw |
Steaming |
|
Dawonmi |
36.9±1.0* z
|
28.9±0.9*
|
Mealy |
2,322.4±75.4*
|
7.5±1.0ns
|
22.4±0.5*
|
26.7±0.9*
|
|
Jinyulmi |
33.2±0.3y
|
25.4±0.3y
|
Mealy |
2,083.7±74.6 |
8.0±0.7 |
24.9±0.3 |
29.0±1.3 |
Table 7.Starch gelatinization property of ‘Dawonmi’.
Table 7.
|
Variety |
Peak viscosity (A, RVUz) |
Hot viscosity (B, RVU) |
Final viscosity (C, RVU) |
Breakdown (A-B, RVU) |
Consistency (C-B, RVU) |
Gelatinization temp. (℃) |
|
Dawonmi |
284.3 |
169.9 |
223.8 |
114.4 |
53.9 |
79.7 |
|
Jinyulmi |
277.8 |
129.0 |
193.3 |
148.8 |
64.3 |
77.7 |
Table 8.Marketable storage root yield (MT/ha) of ‘Dawonmi’ on preliminary and advanced yield trials.
Table 8.
|
Variety |
Marketable storage root yield (MT/ha)
|
Indexz
|
|
2020 |
2021 |
Mean |
|
Dawonmi |
36.1 |
39.9 |
38.0* y
|
137 |
|
Jinyulmi |
26.6 |
28.8 |
27.7 |
100 |
Table 9.Marketable storage root yield (MT/ha) of ‘Dawonmi’ on regional yield trial in normal season culture at three regions.
Table 9.
|
Region |
Dawonmi (MT/ha)
|
Indexz
|
Jinyulmi (MT/ha)
|
|
2022 |
2023 |
Mean |
2022 |
2023 |
Mean |
|
Jinju |
31.5 |
32.5 |
32.0 |
142 |
24.3 |
20.8 |
22.6 |
|
Goseong |
40.9 |
38.6 |
39.8 |
162 |
23.4 |
25.8 |
24.6 |
|
Hamyang |
38.8 |
40.3 |
39.5 |
159 |
25.7 |
24.0 |
24.8 |
|
Mean |
36.8 |
37.1 |
37.1* y
|
155 |
24.5 |
23.5 |
24.0 |
References
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