The purpose of this study was to examine the effects of long-term endurance exercise and Salvia miltiorrhiza vinegar on body composition and insulin resistance of high-fat diet (30% carbohydrate, 50% fat and 20% protein) induced obese rats. After 8 weeks of high fat diet (50% of total calories), rats were divided into 4 groups (sedentary group, n=10; exercise group, n=10; Salvia miltiorrhiza vinegar group, n=10; exercise+Salvia miltiorrhiza vinegar group, n=10) for 8 weeks. Body weight, body composition, diet intake volume, oral glucose tolerance test, plasma total cholesterol were measured. The results showed that Salvia miltiorrhiza vinegar plus endurance exercise training for 8 weeks significantly improved body weight control, visceral fat weight, and insulin resistance. However, only Salvia miltiorrhiza vinegar treatment did not significantly improve body composition and insulin resistance. In addition, there was no additive by the combination of Salvia miltiorrhiza vinegar and endurance exercise in insulin, body fat, and total cholesterol. The reduction of body fat, glucose, insulin and cholesterol by combination was resulted from the exercise. These results suggest that Salvia miltiorrhiza vinegar has slight effect on anti-hyperglycemia and anti-obesity.

We report the development of new anthocyanin-rich grain corn hybrid variety ‘Saekso 2’. The seed parent, HA3 and the pollen parent, HA4 was developed from breeding materials collected from China in 2008 and from Canada in 2000, respectively. The hybrid was made in the winter of 2010/2011 and evaluated in Hongcheon for 3 years. After evaluation, the selected variety was named ‘Saekso 2’ and was approved for a variety registration in 2017. Anthocyanin content of Saekso 2 in grain was 685 mg/100g and was much higher than that of Saeko 1(0mg/100g). Since regional tests was conducted in only Gangwon province, it is recommended only in that region for commercial cultivation. For the highest content of anthocyanin, it is best to harvest grains at around 45 days after silking. Saekso 2 is the first hybrid bred specifically for processing for high anthocyanin production.

This study was carried out to create new popcorn variety. ‘G-Popcorn’ was made by single crossing with two inbred lines, the seed parent, GP3, and the pollen parent, GP4. The hybrid was made in 2009 and selected in 2014 after investigating characteristics for three years from 2012 to 2014. ‘G-Popcorn’ was evaluated on 2 or 3 places in Gangwon-do for three years. ‘G-Popcorn’ showed higher lodging tolerance and popping volume in contrast to the check variety ‘Oryunpopcorn’. The plant height is 213cm indicating 5cm lower than that of ‘Oryunpopcorn’. Also, ration ear height of plant height of ‘G-Popcorn’ is 59%. The weight of 100 seeds was 15.5g, similar to that of ‘Oryunpopcorn’. The popping volume of ‘G-Popcorn’ was about 28.3㎤/g, higher than 25.0㎤/g of ‘Oryunpopcorn’. The yield of ‘G-Popcorn’ was 467kg/10a in regional yield trials for three years, which was 7% higher than that of ‘Oryunpopcorn’.

This study was carried out to create new waxy corn variety using anthocyanins germplasm including 13 ornamental maize stocks, purple corn and two parental lines of Mibaek2. First, we made anthocyanin husk population for sustainable breeding from 13 ornamental stocks for 6 years from 2001 and then crossed purple corn with a dark purple kernel in 2007. We crossed this hybrid with two parental lines of Mibaek2, a good edible quality waxy corn, in 2007/2008 dry season nursery for additional breeding in Thailand. The anthocyanin-rich waxy lines derived from these hybrids were self-fertilized seven times and made single cross hybrids until 2011. These hybrids were evaluated on 2 or 3 places in Gangwon-do for next two years. One selected elite hybrid was named Cheongchunchal and applied for registration of new waxy corn variety in March 2014. Total anthocyanins content is zero in Mibaek2, 737 in Miheugchal, 18,809 mg/kg in Cheongchunchal. This variety is meaningful as health food and high-value industrial material.

본 연구는 종실수량과 SSR 마커 사이의 상관분석을 위하여 종실용 옥수수 9개의 자식계통을 이용하여 반이면 교잡(Half-Diallel Cross)을 통해 얻어진 36개의 F1 교잡종들에 대하여 수량과 농업형질 그리고 유전적 거리와의 상관을 분석하였다. 그 결과, 농업형질에 의한 유연관계 분석에서 가장 가까운 계통은 Wf9와 ND203으로 0.809를 보였고, BSSS (Iowa Stiff Stalk Synthetic) 그룹인 B73과 B14A가 0.810으로 가까운 것으로 나타났다. 그러나 같은 LSC(Lancaster Sure Crop) 그룹인 Va85와 C103은 가장 거리가 먼 것으로 나타나서 농업형질로 유전적 거리를 측정하는 것은 한계가 있는 것으로 보였다. 따라서 본 연구에서는 92개의 SSR primer들을 가지고 step-by-step 방식으로 옥수수 종실수량에 영향을 미치는 분자마커를 선발하고자 하였다. 선발된 9개의 SSR primer들을 이용하여 옥수수 종실중과의 상관분석을 수행한 결과, 고도의 정의 상관(R2=0.703**)을 보였다. 선발된 SSR 마커를 이용한 유전적 거리와 교잡종의 주요 농업 형질의 상관분석에서 종실중, 이삭장, 이삭경 등 수량관련 형질뿐만 아니라 간장, 착수고도 유의성을 보였다.

전통적인 방법에 의한 옥수수 계통육종은 99% 이상의 순도를 고정하기 위해 7회 이상의 인공교배(selfing)를 수행하여야 한다. 이러한 단점을 보완하고자 최근에 선진국을 중심으로 배가반수체(Doubled Haploid) 방법에 의한 계통육종 방법이 실용화되고 있으며, 배가반수체 방법에 의하면 2∼3년 만에 순도 100%의 계통을 육성할 수 있다. 배가반수체 기술 도입을 위해서는 반수체 유기체(Inducer)의 확보가 필수이며, 강원도농업기술원 옥수수연구소에서는 국외 선진기술인 배가반수체 기술을 도입하여 국내의 옥수수 계통육종에 활용하고자 국제옥수수·밀연구소(CIMMYT)로부터 반수체 유기체의 사용 권리를 확보하였다. CIMMYT의 유기체인 Tails는 열대형 유기체이므로 국내에서의 생육특성 및 적응성 평가를 우선적으로 겈토하였다. 2014년 홍천지역에서의 Tails의 생육특성은 4월 23일 포트 파종하여 5월 14일 비닐피복 포장에 정식하였을 때 출사기가 7월 4일로 출사일수는 72일이었으며 화분비산기는 7월 1일에서 11일까지 유지되었다. Tails의 간장은 196cm 착수고는 83cm로 착수고율은 42%이었다. Tails의 줄기 절간의 안토시아닌 색소는 강하며, 엽초의 안토시아닌 색소도 중간정도이므로 일반적인 옥수수와 구분이 용이한 특성을 보인다. 자체보유 찰옥수수 및 일반옥수수 집단과 교배한 결과 41%의 반수체 유기율을 보였다. 열대자원의 경우 온대지방에서 영양생장만 지속하고 생식생장으로 전환이 안 되는 경우가 많은데, Tails의 경우는 국내에서의 생육 및 화분생산이 정상적으로 이루어지고 적응성도 우수한 것으로 평가되었다. 이 결과에 따라 국내에서 반수체 유기를 위한 Tails의 활용은 그 가치가 높을 것으로 판단된다.

본 연구는 12개의 색소 및 비색소옥수수 계통들에 대하여 300개의 SSR마커를 이용하여 유전적 다양성, 계통유연관계 및 집단구조 분석을 실시하였다. 유전적 다양성 분석 결과, 300개의 SSR primer들은 색소 및 비색소옥수수 12계통들에 서 총 1,331개의 대립단편을 증폭시켰으며, SSR primer당 대 립단편들은 최소 2개에서 최대 10개까지 나타나 평균 4.44개가 증폭되었다. MAF는 0.25에서 0.92의 범위로 나타났고, 평균값은 0.48을 나타내었다. 총 1,331개의 대립단편 중에서 221개의 대립단편들은 색소옥수수 계통들에서 특이적으로 나 타났고, 408개의 대립단편은 비색소옥수수 계통들에서 특이 적으로 나타났으며, 나머지 702개의 대립단편들은 색소 및 비색소 계통들에서 공통으로 확인되었다. 그리고 총 163개의 SSR 마커에서 색소옥수수 특이적 대립단편이 확인되었다. 집 단구조에 대한 분석 결과에서 12개의 색소 및 비색소옥수수 핵심집단 계통들은 groups I, II, III, admixed group으로 구 분되었다. 본 연구결과는 옥수수 육종연구에서 색소 및 비색 소옥수수 계통들의 식별에 대한 유용한 정보를 제공할 것이다

We evaluated the morphological characteristics of 156 maize inbred lines, which were developed to breeding normal maize variety at Maize Experiment Station, Gangwon Agricultural Research and Extension Services, by examining 11 quantitative and three qualitative characteristics. On the evaluation of three qualitative traits for 156 maize inbred lines, most inbred lines showed yellow (85 and 84 inbred lines) at tassel color (QL1) and silk color (QL2), and showed semi erect (105 inbred lines) at plant type (QL3). While, the evaluation of 11 quantitative traits for 156 maize inbred lines, they showed the morphological variation in days of tasseling (QN1, 56.5 to 76.0 days), days of silking (QN2, 59.0 to 85.5 days), stem thickness (QN3, 12.7 to 42.9 mm), plant height (QN4, 111.8 to 239.8 cm), ear height (QN5, 48.2 to 126.5 cm), 100 kernel weight (QN6, 14.9 to 36.4 g), ear length (QN7, 10.0 to 79.0 cm), setted kernel length (QN8, 8.0 to 70.5 cm), ear thickness (QN9, 4.0 to 22.0 cm), total kernel weight (QN10, 22.0 to 490.0 kg) and water content (QN11, 9.3 to 11.9%), respectively. As a result, 11 inbred lines (00hf3, 00hf19, 00hf30, 00hf36, 02S8069, 02S8072, 02S8090, 02S8099, 05S10011, 06S8085-6, 07S8011) in the 156 normal maize inbred lines have showed comparatively high values. While, the results of PCA (principal component analysis) indicated that the ear length (QN7), setted kernel length (QN8), ear thickness (QN9) and total kernel weight (QN10) greatly contributed in positive direction on the first principal components. And also, days of tasseling (QN1), days of silking (QN2), plant height (QN4) and ear height (QN5) contributed in negative direction on the second principal component. Thus these morphological characters, which were greatly contributed in the first and second principal components, might be considered to be useful for discrimination among 156 normal inbred lines. Specifically, this study's assessment of morphological characteristics of 156 normal inbred lines will be helpful useful for normal maize breeding programs such activities as planning crosses for hybrid and line development at Maize Experiment Station, Gangwon Agricultural Research and Extension Services.

본 연구는 강원도농업기술원 옥수수연구소에서 새로운 기능성 색소옥수수 품종을 개발하기 위해 육성한 총 12개 의 색소옥수수 계통들과 찰옥수수 및 일반옥수수 계통들에 대하여 SSR 분자마커를 이용하여 유전적 다양성, 집단 구조 및 association mapping 분석을 실시하였다. 그 결과 분석에 이용된 300개의 SSR primer들은 12개의 옥수수 자 식계통들에서 총 1,331개의 대립단편을 나타내었으며, 각 SSR primer 당 증폭된 대립단편의 수는 2개(umc1515, umc2249, umc1158, umc1659, phi102228, umc2262, umc1058, nc004, phi092, umc2308, umc1314, umc1178, umc1352a, umc2092, phi057, umc1139, umc1473, umc2338, umc2093, umc1107, umc1054)에서 10개(mmc0111)의 범위로 나타났 으며, 평균 대립단편 수는 4.44개였다. 집단구조 분석결과, 12개의 옥수수 자식계통들은 groups I, II, III, admixed group으로 구분되었다. 2개의 자식계통(10S4015, 10S4026)은 group I에 포함되었고, Group II는 총 4개의 자식계통 (Mo17, B14A, HW7, HW3)이 포함되었다. 그리고 4개의 자식계통(11CS4117, 11CS4124, 11CS7014, HW9)은 Group III에 포함되었으며, 2개의 자식계통(10S4032, KW7)은 admixed group에 포함되었다. 더욱이 본 연구에서는 색소 및 비색소옥수수 자식계통들에서 분석에 이용된 300개 SSR 마커와 4개의 양적 형질(간장, 착수고, 간경, 수술길이) 과의 연관성을 분석하기 위해서 population structure(Q) 값을 이용하여 Q GLM 분석을 실시하였다. 0.01의 유의수준 에서, Q GLM 분석을 이용하여 총 17개의 SSR 마커가 4개의 형질과 association을 확인하였다. 본 연구에서 12개의 색소 및 비색소옥수수 자식계통들에 대한 유전적 다양성, 집단구조 및 association mapping 분석의 결과는 앞으로 강원도농업기술원 옥수수연구소에서 기능성 색소옥수수 품종개발을 위한 계통 육성 및 교배조합 구성 등에 유용 한 정보를 제공할 것으로 기대한다.

국내 곡물 옥수수 자급률이 1% 미만이지만 매년 약 800만톤 이상을 소비하고 있는 실정으로 우리의 식량자급은 대단히 위태로운 상황에 직면에 있다. 이에 농림축산식품부의 해외식량기지 구축 및 지원을 위한 우량 옥수수 품 종개발을 통하여 식량자급에 보탬이 되고자 본 연구를 수행하였다. 서울대학교 이석하 교수와 현지 진출기업과 공동으로 수행하는 본 과제는 2011년 8월부터 2014년 8월까지 3년간 캄보디아, 러시아 연해주에서 현지 기업 재배 시험포에서 적응하는 품종을 개발하였다. 캄보디아 캄폿주에서 에이퍼플주식회사의 JNJ Bora의 협조로 현재까 지 3년간 총 8작기(회) 현지에 상주하면서 육종 및 평가를 추진하였으며, 러시아 연해주 우스리스크에서 서울사료 의 협조로 4작기의 평가를 수행하고 있다. 캄보디아는 연구원 현지 상주로 국내 육성 또는 도입 고정계통의 특성평 가, 현지 평가용 교잡종의 구성 및 평가, 열대 수집자원을 중심으로 한 분리계통의 육성 등을 추진할 수 있었다. 그 결과 열대지방 지속 육종을 위한 분리 395계통과 교잡종 강원캄1, 2, 3호를 선발하였다. 분리 계통은 남부아시아 적응 수출용 옥수수 품종개발 육종 재료로 활용하고 있고 선발된 교잡종 3종은 현지 캄보디아 품종 출원 중에 있으 며 신속한 종자공급을 위하여 50a 채종포를 조성하였다. 러시아 연해주에서는 2011년부터 3년간 국내에서 육성 교잡한 225교잡종을 현지에서 평가한 결과 최종으로 강원러1호(종교101호)를 선발하였고, 현지에 채종포 10a를 조성하였다. 현지에 적응하는 품종은 향후 품종실시를 통하여 우리 진출기업이 옥수수 대량 재배에 활용할 수 있 도록 지속적인 육종과 종자생산관리를 추진할 예정이다.

물 자원이 제한되거나 관수 설비가 갖추어지지 않은 곳에서 찰옥수수의 한발 피해를 줄이고자, 종실용 옥수수에 대한 수분 스트레스 경감 효과가 보고되어진 살리실산과 앱시식산의 처리 효과를 살펴보았다. 출웅기 9일 전부터 출웅 후 14일까지 관수를 중단하였으며, 생장조절제는 출웅기에 1회 처리하였다. 살리실산과 앱시식산의 처리 농도는 각각 0.5 mM과 0.1 mM이었다. 한발 처리에 의해 ASI가 3.0~3.3일 늘어났으며, 간장은 47~51 cm, 이삭장은 4.6~5.0 cm, 이삭경은 4.4~5.3 mm, 열수는 1.5~2.0개, 수량은 2.4~2.5 Mg/ha 줄었다. 살리실산과 앱시식산의 처리에 의한 한발 피해의 경감 효과는 뚜렷하지 않았다. 찰옥수수에 대한 살리실산과 앱시식산의 한해 경감 효과를 위해서는 수분 부족 스트레스를 받기 이전에 처리하거나, 저농도로 몇차례에 나누어 처리하는 것이 필요한 지에 대한 추후 검토가 필요하다.

농촌진흥청 농업유전자원센터에서 보유하고 있는 재래옥수수 유전자원 940점을 대상으로 2008년에서 2012년의 5개년에 걸쳐 강원도원 홍천옥수수시험 포장에서 재배하여 출사기, 간장, 착수고, 엽형, 주간엽수, 자수열수, 종피색, 1수립중, 백립중 등의 작물학적 특성을 조사하였고, 동시에 이들 자원의 이미지특성을 확보하기 위하여 웅수출현기에 전식물체, 성숙기에 이삭, 수확후에 종실의 영상자료를 제작하였으며, 메찰성 분석은 홍천옥수수시험장에서 증식된 종실자원으로 요드반응을 조사하였다. 재래옥수수 유전자원 940점은 용도별로 메옥수수 48%(453점), 찰옥수수 43%(407점), 사료용옥수수 5%(47점)로 나눌 수 있었으며, 재래옥수수 지역별 분포는 강원도 21%, 충남도 15%, 경남도9% 순으로 분포가 높았다. 용도별 지역별 분포는 메옥수수에서는 지역간 차이가 없었으나, 찰옥수수에서는 강원도가 전체의 17%로 높은 분포를 보이고 있어 용도별 지역특이성이 큰 경향이었다. 또한 간장은 메옥수수에서 장간이나 단간이 많았으며, 숙기는 메옥수수에서는 조생종이, 찰옥수수에서는 만생종의 분포비율이 다소 높아 용도별 특이성도 인정되었다. 수당립중과 백립중은 메옥수수가 찰옥수수 보다 대체로 무거운 경향이었다. 재래옥수수 중 대표적인 유망한 자원은 흰찰옥수수에서는『서천찰 IT208593』이 극조생,『고성찰, IT195284』이 조생,『홍천찰17, K 139943』이 중생,『평창찰11, IT026524』이 만생으로 유망하였으며, 검정찰옥수수에서는『금산찰15 K140119』이 중생, 『성주찰 IT208576』이 만생,『미상찰 8 IT178746』이 극만생종으로 유망하였다. 본 연구에 활용된 다양한 한국 재래옥수수 유전자원은 자원주권 확보 및 육종소재로서의 활용도가 높을 것으로 생각된다.

농림축산식품부의 해외식량기지 구축을 위한 기반 구축과 동남아시아 지역에 진출한 국내기업이 요구하는 현지 적응 우량 옥수수 품종개발을 위하여 본 연구를 수행하였다. 서울대학교 이석하 교수와 공동으로 수행하는 본 과제는 2011년 8월부터 캄보디아 캄퐁수프 및 캄폿주에서 현지 옥수수 재배기업인 (주)에이퍼플의 현지법인 JNJ Bora의 협조로 년 3회, 현재까지 총 5회를 추진하면서 안정적인 육종시스템을 정착시키고 우량한 후보 품종을 선발하였다. 1차(2011.8.～2011.12.04), 2차(2012.3.25～2012.7.31), 3차(2012.8.1～2012.12.4), 4차(2012.12.5～2013.4.7), 5차(2013.4.8～2013.8월상순)를 걸친 육종을 통하여 국내 육성 또는 도입 고정계통의 특성평가, 현지 평가용 교잡종의 구성 및 평가, 열대 수집자원을 중심으로 한 분리계통의 육성 등을 추진하였다. 고정계통의 평가는 연구소 육종 자식계통과 열대지역에서 육성, 순화된 고정 계통의 균일성, 내병충성, 알곡유형, 립색, 수확 후 저장성 등을 조사하였다. 그 결과 온대기반의 국내 육성 계통은 균일성과 자체 수량성은 높고 마치종(dent)이나 반마치종(semident)의 입질을 가지지만 조명나방(corn borer) 및 깨씨무늬병(southen leaf blight)에 대한 저항성이 상당히 떨어져 현지 품종개발의 직접적인 교배친으로 활용하기 부적절하였으며 태국 및 열대지역에서 육성된 고정계통 및 품종으로부터 분리 육성중인 계통은 자체 수량성은 다소 낮고 알곡의 작으며 립형은 경립종(flint)이나 반경립종(semiflint)이 대부분을 이루었으며 식물체 및 알곡의 충해저항성이 상대적으로 우량한 특성을 보였다. 교잡종의 수량성은 연구소 육종 온대자원은 큰 이삭, 높은 탈립률, 알곡 우량으로 현지 보급 품종보다 높은 수량성을 보였으나 병충해 저항성, 안정성, 가뭄저항성, 알곡의 저장성 등에서 열대 육성 교잡종보다 현저하게 불량하였다. 현지 많은 면적 보급되고 있는 CP, Pioneer 계열의 교잡종은 수량은 다소 낮았으나 광지역 적응성, 안정성, 내재해성에 다소 강하였다. 5회의 육종을 추진하면서 총 256 교잡종을 평가한 결과 온대와 열대자원의 조합으로 다수성과 병충해 및 안정성을 개선한 현지 보급 품종과 비슷하거나 우량한 10교잡종을 선발하여 품종등록에 앞서 현재 기업체와 함께 실증평가를 추진 중에 있다.

식용 풋찰옥수수 고품질 육종에 관련된 주요 형질들의 특성을 파악하고자 수행한 본 연구는 모계 02S6140(찰옥수수, SSww)와 부계 KSS22(단옥수수, ssWW)의 교잡(F1)에서 분리된 F2 집단에서 수량 및 식미관련 형질들의 유전적 특성을 조사하였다. 그 결과 출사일수는 모본(02S6140) 계통이 85일, 부본(KSS22) 계통이 66일로 현저한 차이가 있었지만, F1은 71일로 교배친의 평균값 75.5일보다 작아지는 방향으로 나타났다. 간장(PH)은 F1에서 159 cm, 모부의 평균값 95 cm와 비교하여 크게 나타났다. 착수고율은 F2 집단의 평균이 교배친의 평균값 44와 동일하였고 찰질이 일반질 옥수수보다 높은 것으로 나타났다. 과피두께는 F1, F2 계통들에서 71 μm과 74 μm로 나타나 모부의 83.5 μm 평균보다 얇아지는 방향으로 나타났다. 아밀로스함량은 입질별로 매우 유의하게 차이가 있어 일반질이 평균 14.0%로 가장 높았으며 당질은 7.4%, 찰질은 5.0%의 값을 보였으며, 아밀로스함량에 대한 F1의 잡종강세는 비교적 높은 116.1의 값을 보였다. 유전자형 suwx는 이중열성돌연변이로 표현형은 sugary로 나타났다.

본 연구는 총 50개의 SSR primer를 이용하여 색소옥수수(색소종실 옥수수 12계통, 색소찰 옥수수 12계통) 및 비색소옥수수(종실옥수수 2계통, 찰옥수수 5계통) 계통들에 대하여 유전적 다양성, 계통유연관계 및 집단구조를 분석하였다.1. 그 결과 50 개의 SSR primer들은 색소 및 비색소옥수수 31계통들에서 총 282개의 대립단편을 증폭시켰으며, SSR primer들에서 증폭된 대립단편의 수는 최소 2개에서부터 최대 11개까지의 범위로 나타나 평균 5.64개가 증폭되었다. MAF(major allele frequency)는 0.23(bnlg279)에서 0.90(umc2338)의 범위로 나타나, SSR primer 당 평균 0.45개로 나타났고, 유전적 다양성(GD)값은 0.17(umc2338)에서 0.86(bnlg279)의 범위로 나타나, SSR primer 당 평균 0.67의 값을 나타내었다. 2. 31개의 색소 및 비색소옥수수 계통들의 집단구조를 분석한 결과, 이들 옥수수 계통들은 Groups I, II, III, IV, V, admixed로 구분되었다. Group I은 찰옥수수 1계통, 색소종실옥수수 1계통, 색소찰옥수수 5계통이 포함되었고, Group II는 찰옥수수 1계통, 색소찰옥수수 3계통이, Group III는 색소종실옥수수 3계통, Group IV는 색소종실옥수수 2계통이, Group V는 종실옥수수 2계통, 찰옥수수 2계통, 색소종실옥수수 5계통이 포함되어 있었다. 그리고 admixed group에는 찰옥수수 1계통, 색소종실옥수수 1계통, 색소찰옥수수 4계통 이 포함되어 있었다.3. UPGMA법에 의한 계통유연관계 분석 결과, 31개의 색소 및 비색소옥수수 계통들은 유전적 유사성 27.4%의 수준에서 크게 3개의 그룹으로 나누어졌다. Group I은 10개의 옥수수 계통(종실옥수수 2계통, 찰옥수수 2계통, 색소종실옥수수 6계통)을 포함하고 있었고, Group II는 20개의 옥수수 계통(찰옥수수 3계통, 색소종실옥수수 5계통, 색소찰옥수수 12계통)을, 그리고 Group III은 색소종실옥수수 1계통을 포함하고 있었다. 따라서 본 연구의 결과는 앞으로 강원도 농업기술원 옥수수시험장에서 색소옥수수 자식계통들에 대한 선발과 품종 육성 연구에 유용한 정보를 제공할 것으로 생각된다.

최근 옥수수는 식량작물의 역할과 더불어 간식용, 사료용, 공업원료 등의 다양한 용도로 이용되고 있다. 현재 강원도 농업기술원 옥수수시험장에서는 천연색소 원료로 이용될 수 있고, 항암, 항산화, 항당뇨에 효과가 있다고 알려진 안토시아닌 색소를 함유한 기능성 색소옥수수자식계통들을 육성하고 있다. 따라서 본 연구는 강원도 농업기술원 옥수수시험장에서 육성한 색소옥수수 24계통(색소포엽 옥수수 9계통, 색소종실 옥수수 3계통, 색소찰 옥수수 12계통)들과 종실옥수수 2 계통, 찰옥수수 5 계통들에 대하여 분자생물학적 분석법인 SSR 분자마커를 이용하여 색소옥수수 자식계통들에서 특이적으로 나타나는 분자마커를 찾기 위하여 유전적 다양성, 계통유연관계 및 집단구조를 분석하였다. 그 결과 분석에 이용된 50개의 SSR primer들은 31개의 옥수수 자식계통들에서 총 282개의 대립단편을 나타내었으며, 각 SSR primer 당 증폭된 대립단편의 수는 2개(umc2338)에서 11개(bnlg279)의 범위로 나타나, 평균 대립단편 수는 5.64개였다. 이들 집단들에서 측정된 Gene diversity 값은 전체 50개의 SSR 마커들에서 0.17(umc2338)∼0.86(bnlg279)의 범위로 나타나 평균 0.67의 값을 보였으며, PIC 값은 0.16(umc2338)∼0.84(bnlg279)의 범위로 나타나 평균 0.62의 값을 보였다. 본 연구에서 색소옥수수 계통 중 색소포엽 옥수수와 색소알곡 옥수수에 특이적으로 나타나는 대립단편을 분석한 결과, 총 100개의 특이적 대립단편을 확인하였다. 이들 100개 대립단편 중에서, 색소포엽 옥수수 자식계통들에서 특이적으로 나타나는 대립단편은 55개로 확인되었고, 색소알곡 옥수수 자식계통들에서 특이적으로 나타나는 대립단편은 45개로 확인되었다. 집단구조 분석 결과에 의하면, 31개의 옥수수 자식계통들은 membership probability threshold 0.8을 기준으로, Groups I, II, III, IV, V 그리고 admixed group으로 나누어 졌다. 그리고 UPGMA 법에 의한 계통유연관계 분석에서 31개의 옥수수 자식계통들은 유전적 유사성 27.4% 수준에서 크게 3개의 그룹으로 분리되었다. 첫 번째 그룹은 10개의 옥수수 자식계통(종실옥수수 2 계통, 찰옥수수 2 계통, 색소옥수수 6계통)들로 구성되었고, 두 번째 그룹은 20개의 계통(찰옥수수 3 계통, 색소옥수수 5계통, 색소찰옥수수 12계통)들로 구성되어 있었으며, 세 번째 그룹은 색소옥수수 1 계통으로 구성되어 있었다. 본 연구의 결과는 색소 옥수수 자식계통들에 대한 유전적 변이성 및 계통유연관계 그리고 집단구조를 밝힘으로써 앞으로 색소용 종실 및 찰옥수수 그리고 색소용 포엽 옥수수의 신품종을 개발하기 위한 육종연구에 유용한 정보를 제공할 것으로 기대된다.

현재까지 육성된 고품질의 찰옥수수는 재래종을 기반으로 육성되어 유전적인 배경이 협소하여 새로운 유전자원의 발굴과 개발로 지속적으로 고품질 육종이 가능하다. 차진맛과 단맛이 높은 찰옥수수 육종의 가능성을 확인하기 위하여 찰옥수수 자식계통 02S6140과 단옥수수 자식계통 KSS22를 교잡한 후대에서 찰성과 단맛을 조사하였다. 단옥수수(당질)와 찰옥수수(찰질)의 교잡 F1은 모두 일반질이지만 F1:2 종자에서 표현형은 일반질(N) 9, 당질(susu) 4, 찰질(wxwx) 3 으로 나타났는데 당질의 1/4은 double mutant(susuwxwx)로 당질이 찰질보다 표현형에서 상위를 보여 당질로 표현되었다. F2에서 입질이 Susuwxwx(Ssww)의 유전자형을 가지는 찰옥수수는 자식에 의하여 찰옥수수(S－ww)와 단옥수수(ssww)로 분리되는데 여기의 단옥수수는 어떤 유전자형의 단옥수수(ss―－)와 비교하여도 아밀로스 함량이 3.4%이하로 현저히 낮은 이중열성형(double mutant, ssww)을 보인다. 즉 아밀로스함량 조사로 이중열성 단옥수수를 구별할 수 있다. 동일한 당질이지만 유래별로 아밀로스 함량이 차이가 유의한 것은 waxy 유전자에 의한 dosage 효과로 생각된다. 그리고 F3 종자가 찰질이 되는 경우는 일반질 SSWw와 SsWw 유전자형, 찰질 SSww 유전자형, 그리고 이중열성 당질과 함께 분리되는 Ssww 유전자형에서 분리되는 경우로 이들 유전자형별로 비교해 보면 아밀로스함량과 과피두께에서 유의한 차이가 있었다. 아밀로스함량은 이중열성이 함께 분리되는 Ssww 유전자형의 평균값이 가장 낮아 5.4%를, F2 종자에서 이미 찰질로 구분된 SSww 유전자형이 다음으로 높은 5.9%를, 일반질에서 분리된 SSWw, SsWw 유전자형에서 가장 높은 7.1∼7.3%의 아밀로스함량을 보였다. 이것은 더욱 찰기가 높은 찰옥수수 육종을 위해서는 단옥수수와 교잡 후 F2 종자가 찰옥수수이고 자식으로 F3 종자에서 이중열성 단옥수수와 찰옥수수가 함께 분리되고 여기서 찰옥수수를 선발하면 찰기 높은 찰옥수수 육종이 가능할 것으로 판단된다.

국내 찰옥수수 육종은 검정색을 선호하는 소비자 정서에 맞추어 미흑찰, 흑진주찰, 흑점2호 등을 개발하였으나 좀더 다양한 유색 찰옥수수 개발에 많은 관심을 가질 필요가 있다. 특히 퍼플색의 안토시아닌은 대단히 중요한 옥수수 육종 소재로 페루와 중국에서 유전자원 및 육종소재로 활용되고 있다. 강원도 옥수수시험장은 ‘02년부터 퍼플 색소옥수수 육종에 착수하여 2010년 포엽색소 우량 옥수수 ｢색소1호｣를 개발하여 품종출원 중(출원 2011-131)에 있으며 이 품종은 옥수수 포엽에서 손쉽게 색소를 추출하고 이용할 수 있지만 식용사용 근거 미비의 문제점을 안고 있다. 이를 극복하고자 색소찰옥수수, 일반 색소알곡옥수수, 색소수염옥수수 등 다양한 색소옥수수 육종소재를 개발중이다. 2011년 육종 모집단 4집단(색소찰 2, 색소포엽 1, 색소알곡 1)과 분리세대(색소찰 0～7세대 1,171계통, 색소포엽 색소알곡 0～5세대 441계통)을 양성하였고, 생산력검정시험(생산력예비 22, 강원지역적응 5교잡계)을 수행하여 색소찰교1호, 색소찰교4호를 선발하여 2012년 2년차 강원지역적응시험을 수행하여 품종등록할 예정이다. 육성된 색소찰옥수수는 기존 찰옥수수 미흑찰(검정색) 보다 알곡에서의 안토시아닌 색소함량은 10배 정도 높아 옥수수 부가가치를 높이는데 기여할 것이다.

얼룩찰1호'는 자식계통 KBW23을 종자친으로 하고 KW33을 화분친으로 하여 교잡된 단교잡종이며 알맹이가 흰색과 검정색의 두 가지 색을 가진 얼룩찰 옥수수이다. '얼룩찰1호'는 2003년 생산력검정시험을 거쳐, 2005년부터 2007년까지 3년 동안 전국 5개 지역에서 지역적응시험을 실시한 결과 그 우수성이 인정되어 2007년 농작물 직무육성 신품종으로 결정되었다. 이 품종의 주요특성을 요약하면 다음과 같다. 1. '얼룩찰1호'의 출사일수는 76일로