To identify some significant phenotypic characteristics of maize(zea mays) seeds, we have obtained Red, Green, Blue(RGB) digital image data from 82 recombinant inbred lines. Based on the collected image data, their morphological and color data were analyzed, and seven significant parameters were selected, including area, perimeter, length, width, circularity, roundness, and surface texture. The extracted RGB data were converted into color hex codes to visualize the representative colors of the seeds. These visualized colors were categorized into six groups: gray, yellowish white, yellow, grayish orange, purple, and brown. The results of maize seed phenotypic analysis using the RGB digital images in this study will serve as a useful tool for constructing a database of seed phenotyping database and establishing a standardized classification system.

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.

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.

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.

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.

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.

본 연구는 교잡종 옥수수의 품종개발 및 옥수수의 생산능력 방법을 개선하기 위한 기초연구로 미국에서 도입된 유망자식계통들을 이용한 5개의 교배조합들 그리고 이들의 F1 및 F2 세대에서 6개의 농업형 질들에 대한 유전양상을 구명하였다. 공시된 5개의 교배조합들과 조사된 6개의 농업형질들에서의 잡종강세효과는 교배조합 및 농업형질들에 따라 다소 차이는 있었지만 교배조합들 중에서는 Mo17/B14A, Va85/B73조합들이 조사된 대부분의 형질들에서 가장 뚜렷한 잡종강세 효과를 나타내었으며 , 그리고 조사된 6개의 농업형질들 중에서는 종자생산량이 교배조합들 사이에서 가장 큰 잡종강세 효과를 나타내었다. 조사된 6개의 농업형질들 중에서 종자생산량은 5개의 교배 조합들 중에서 C103/ND203과 FR35/Oh43 조합을 제외한 나머지 조합들에서 자식약세 현상이 다른 형질들보다 가장 크게 나타났고, 그리고 이들 수량관련 형질들은 일부 교배조합들에서의 예외적 경우를 제외하면 모두 정의 방향으로 자식 약세 현상이 나타나는 것으로 관찰되었다. 공시된 5개의 교배조합들 중에서 Mo17/B14A, C103/ND203 조합들은 조사된 6개의 농업형질들 모두에서 50%이상의 비교적 높은 유전성을 나타내었고, 반면에 Va85/B73 조합은 100립 중을 제외한 모든 형질들에서, 그리고 FR35/Oh43 조합은 간장과 착수고를 제외한 모든 형질들에서 50% 이하의 낮은 유전력을 나타내었다. 그리고 조사된 6개의 농업형질들 중에서 이삭길이를 제외한 모든 형질들은 5개의 교배조합들 모두에서 평균 유전력이 50% 이상을 나타내었으므로 이러한 형질들은 옥수수의 교잡육종을 위한 중요한 선발형질들임을 나타내었다 이상의 결과에 의하면, 본 연구에 이용된 5개의 교배 조합들 중에서 대비 조합으로 쓰인 Mo17/B14A(수원19호)조합은 조사된 대부분의 형질들에서 비교적 높은 생육 및 수량특성을 나타내었으므로 옥수수의 계통선발에 의한 품종육성에 유용한 품종 및 자원인 것으로 확인되었다.

옥수수 신품종 찰옥2호의 안정적인 F1 종자 생산에 적합한 채종 재배법을 구명하고자 1998-2000년 3년간 시험을 수행하였던 바 그 결과는 다음과 같다. 1. 찰옥2호의 KW7/KW3교배조합은 KW7의 수임능력 부족과 KW3의 화분비산거리가 짧아서 F1 종자 생산량이 적다. 2. 찰옥2호의 F1 종자 생산은 KW3/KW7 조합으로 하고 KW7에 비닐피복하여 모. 부본을 동시에 파종하며, 재식비율 4:1로 파종하는 것이 가장 효과적이었다. 3. 찰옥2호의 KW3/KW7 교배조합은 KW3의 부패립 발생이 문제가 된다. 따라서 종자의 품질저하 방지와 발아율을 고려하여 출사후 35일에 수확하는 것이 바람직하였다.