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초당옥수수 계통 종자 전분 함량과 발아율의 상관관계 분석 KCI 등재

Correlation Analysis between Seed Starch Content and Germination Rate in Super Sweet Corn Inbred Line

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/439819
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농업생명과학연구 (Journal of Agriculture & Life Science)
경상대학교 농업생명과학연구원 (Institute of Agriculture & Life Science, Gyeongsang National University)
초록

초당옥수수는 고당도 옥수수 품종으로, 식단 트렌드 변화와 천연 당류에 대한 관심 증가로 인해 수요가 증가하면서 재배가 확대되고 있다. 초당옥수수는 높은 당도로 매우 달고 맛이 좋지만, 전분 함량이 낮아 일반 옥수수에 비해 발아율이 낮은 특징이 있다. 본 연구는 초당옥수수 계통의 전분 함량과 발아율의 상관관계를 조사하여, 우수한 생장과 발아율을 갖춘 고품질 계통을 선발하는 것을 목표로 하였다. 본 연구에서는 10개의 초당옥수수 계통을 대상으로 발아율과 식물체 생장 특성을 평가하였다. 모든 계통이 80% 이상의 발아율을 보였으며, KH51 계통이 53일로 가장 출사일이 빨랐고, KH29W 계통이 148cm로 간장이 가장 크게 나타났다. 고당도 계통을 선발하기 위해 수정 후 20일째에 이삭을 수확하여 유리당 함량을 측정하였다. KH28W 계통이 가장 높은 당 함량(23.3%)을 보였으며, KH45 계통이 가장 낮은 당 함량(8.1%)을 나타냈다. 또한, 전분 함량이 유리당과 비례하여 축적되는지를 확인하기 위해 수분 후 40일째에 이삭을 수확하여 분석한 결과, KH47 계통이 가장 높은 전분 함량(30.1%)을, KH28W 계통이 가장 낮은 전분 함량(23.6%)을 보였다. 전분 함량이 발아에 미치는 영향을 평가하기 위해 발아와 관련된 효소 및 유전자들을 분석하여, 발아 과정에서의 효소 활성 및 유전자 발현 수준을 측정하였다. 낮은 전분 함량은 발아 초기에 효소 활성과 유전자 발현을 저하시켜 발아 지연 및 불균일성을 초래하였으나, 발아 후 생장에는 큰 영향을 미치지 않았다. 이는 초당옥수수 종자의 초기 발아 과정이 유리당과 전분 함량에 의해 영향을 받을 수 있음을 시사한다.

Super sweet corn, a high sugar variety of sweet corn, has seen rising demand due to shifts in dietary trends and an increased focus on natural sugars, leading to expanded cultivation. Although it is highly sweet and palatable, super sweet corn has a lower starch content, which results in a reduced germination rate compared to regular corn. This study aimed to investigate the relationship between starch content and germination rate in super sweet corn inbred lines, with the goal of developing high quality lines that exhibit superior growth and germination rates. The study evaluated ten super sweet corn inbred lines for germination rates and growth characteristics like plant height. All lines had germination rates above 80%, with KH51 exhibiting the earliest silking at 53 days and KH29W the tallest height at 148 cm. To identify high sugar lines, ears were harvested 20 days after pollination, and soluble sugar content was measured. KH28W had the highest sugar content (23.3%), and KH45 the lowest (8.1%). To determine if starch content accumulated in proportion to soluble sugar, ears were harvested 40 days after pollination, revealing that KH47 had the highest starch content (30.1%) and KH28W the lowest (23.6%). To assess how starch content impacts germination, enzymes and genes linked to germination were selected, and enzyme activity and gene expression levels were measured during different germination stages. Results showed that inbred lines with lower starch content had reduced enzyme activity and gene expression in early germination, though these levels equalized over time. In conclusion, super sweet corn inbred lines with higher sugar content tended to have lower starch levels. A low starch content affected early germination, causing delays and inconsistencies, yet had minimal impact on growth after germination. This suggests that the initial germination of super sweet corn seeds can be regulated by their free sugar and starch content.

목차
초록
Abstract
서론
재료 및 방법
    1. 시험 재료
    2. 재배방법, 생육 특성 및 발아율 조사
    3. 유리당 함량 분석
    4. 총 전분 함량 분석
    5. Amylase 활성 측정
    6. RNA 분리 및 RT-PCR
    7. 통계분석
결과 및 고찰
    1. 초당옥수수 계통의 생육 특성 조사
    2. 초당옥수수 계통의 유리당 및 전분 함량 분석
    3. 초당옥수수 계통의 종자 발아율 조사
    4. 초당옥수수 발아 시 amylose 활성 분석
    5. 옥수수 종자 발아 관련 유전자 발현 분석
    6. 초당옥수수 유리당과 전분 함량의 상관관계 분석
감사의 글
References
저자
  • 정태욱(국립식량과학원 중부작물부 중부작물과 농업연구관) | Tae Wook Jung (Agriculture Senior researcher, Department of Central Area Crop Science, National Institute of Crop Science, RDA, Suwon, 16429, Korea)
  • 손재한(국립식량과학원 중부작물부 중부작물과 농업연구사) | Jae Han Son (Agriculture researcher, Department of Central Area Crop Science, National Institute of Crop Science, RDA, Suwon, 16429, Korea)
  • 배환희(국립식량과학원 중부작물부 중부작물과 농업연구사) | Hwan Hee Bae (Agriculture researcher, Department of Central Area Crop Science, National Institute of Crop Science, RDA, Suwon, 16429, Korea)
  • 하준영(국립식량과학원 중부작물부 중부작물과 전문연구원) | Jun Young Ha (Post-doctor, Department of Central Area Crop Science, National Institute of Crop Science, RDA, Suwon, 16429, Korea)
  • 고영삼(국립식량과학원 중부작물부 중부작물과 농업연구사) | Young Sam Go (Agriculture researcher, Department of Central Area Crop Science, National Institute of Crop Science, RDA, Suwon, 16429, Korea) Corresponding author