낫또(natto)는 일본의 전통 콩 발효식품으로 혈전용해, 면역증강, 항고혈압, 항비만, 항균, 항산화, 항당뇨등의 다양한 효과를 가지고 있어 소비가 점차 증가하고 있다. 그러나, 낫또용으로 이용되는 콩 품종의 성숙 종실에는 소화 불량, 알러지 유발 및 가공 적성을 저하시키는 P34, lectin, Kunitz Trypsin Inhibitor (KTI), 7S α′subunit 및 lipoxygenase 단백질과 같은 항영양성분도 포함되어져 있다. 따라서, 본 연구는 이러한 성분에 대하여 penta null 유전자형(p34leticgy1lox1lox2lox3)을 가지면서 종자 크기가 중소립이고 노란색 종피와 제색이 노란 또는 옅은 갈색을 가진 낫또용 콩 계통을 육성하기 위하여 진행되었다. 64 및 22C1 모본과의 교배를 통하여 제색이 노란 및 옅은 갈색이면서 종자 크기가 소립인 81개의 F2 종자가 선발되었고 그 중에서, P34 단백질 함량이 매우 낮은 18개의 F2 종자가 선발되었다. 18개의 F2 종자로부터 초형, 성숙기, 종피색, 제색 및 백립중이 양호한 2개의 F2 개체(BL1 및 BL2)가 최종 선발되었다. BL1 선발 개체의 성숙기는 중간이었고 종피색은 노란색이며 제색은 연한 갈색을 보였고 백립중은 12.4g으로 소립이었다. BL2 선발 개체는 성숙기가 조생이었고 종피색과 제색은 모두 노란색은 보였으며 백립중은 12.6g으로 소립이었다. 선발된 두 개체는 모두 대표적인 항영양성분인 P34, lectin, KTI, 7S α′subunit 및 lipoxygenase 단백질에 대하여 모두 열성인 penta null 유전자형(p34leticgy1lox1lox2lox3)을 가진 것으로 확인되었다. 선발 개체는 낫또용 콩 품종으로 육성될 수 있을 것으로 사료되었다.

콩 종실에는 레시틴, 아이소플라본, 사포닌, 루테인, 안토시아닌 및 플라보노이드와 같은 생리활성 성분과 약 40%의 단백질이 들어 있어 최근 식물성 대체 단백질의 주요 재료로 이용성이 점차 증가되고 있다. 그러나 lipoxygenase, Kunitz Trypsin Inhibitor (KTI), lectin, 7Sα′subunit 단백질 및 stachyose와 같은 알레르기를 유발시키고 품질 및 기능성을 저하시키는 성분들도 존재한다. 본 연구는 갈색 종피와 penta null 유전자형 (lox1lox2lox3tilecgy1rs2)을 가져 성숙 종실에서 lipoxygenase, KTI, lectin 및 7Sα′subunit의 4가지 단백질이 모두 없으면서 stachyose의 함량이 매우 낮은 콩 계통을 육성하기 위하여 진행되었다. 5개의 자원을 이용하여 창성된 육종집단으로부터 갈색 종피와 penta null 유전자형을 가진 6개의 F2 종자가 선발되었다. 농업형질이 양호한 계통을 선발하여 F7 계통에서 lipoxygenase, KTI, lectin 및 7Sα' subunit의 4가지 단백질에 대한 부재를 확인하였다. 선발계통은 갈색종피와 자주색 꽃 및 유한신육형이며 배꼽색은 흰색이고 성숙 자엽색은 노란색이었다. 선발계통의 경장은 68cm 정도이며 백립중은 29.2g으로 대립이었고 stachyose의 함량은 3.8g/kg으로 매우 낮았으며 수량은 2.75ton/ha 정도였다. 선발된 계통은 성숙 콩 종실에서 콩 가공적성과 품질 및 기능성을 저하시키는 lipoxygenase, KTI, lectin 및 7Sα′subunit의 4가지 단백질이 모두 없으면서 난소화성 당으로 알려진 stachyose의 함량이 매우 낮은 유색콩 품종 및 중간모본으로 이용될 수 있을 것으로 사료되었다.

콩 [Glycine max (L.) Merr.]은 단백질, 지방, 탄수화물의 3대 영양소와 다양한 기능성 성분의 주요 공급원이다. 녹색종피와 자엽을 가진 콩 품종은 눈건강에 유익한 루테인 성분을 많이 함유하고 있지만, 항영양성분으로 알려진 쿠니츠트립신인히비터 단백질, 렉틴 단백질 및 P34 단백질을 가지고 있어 품질과 기능성을 저하시킨다. 이러한 성분이 유전적으로 제거된 품종의 육성이 필요하다. 녹색종피와 자엽을 가지고 있지만, 쿠니츠트립 신인히비터, 렉틴, P34의 3가지 단백질이 모두 없는 triple null 유전자형을 가진 콩 계통을 육성하기 위하여 본 연구가 진행되었다. 4개의 유전자원 (Gaechuck#2, PI548392, PI567476, Seonyack)을 이용하여 창성된 두 모본의 교배로 육종집단이 창성되었다. Western blot 기술을 이용하여 쿠니츠트립신인히비터, 렉틴 및 P34 단백질의 존재여부를 확인하였다. 녹색종피 및 자엽과 쿠니츠트립신인히비터, 렉틴, P34의 3가지 단백질이 모두 없는 triple null 유전자형 (titilelep34p34)을 가진 6개의 F2 종자가 선발되었다. F2 식물체 세대와 농업형질 평가를 통하여 한 개의 계통이 선발되었으며 F4 종자에서 3가지 단백질에 대한 유전적 고정을 확인하였다. 선발 계통의 경장은 73 cm 정도였으며 백립중은 19.5 g으로 중립에 속하였고 종피색은 녹색이고 제색은 검정색이며 성숙 자엽색은 녹색이었다. 본 연구를 통하여 선발된 계통은 성숙 콩 종실에서 품질과 기능성을 저하시키는 쿠니츠트립신인히비터, 렉틴, P34의 3가지 단백질이 모두 없으며 녹색종피와 자엽을 가진 유색콩 품종 육성을 위한 재료로 이용될 수 있을 것으로 사료되었다.

성숙 콩 종실에는 단백질, 지방, 탄수화물의 3대 영양소와 아이소플라본, 안토시아닌, 레시틴, 사포닌, 루테인, 플라보노이드와 같은 기능성 성분 뿐만 아니라 리폭시지나아제, 쿠니츠트립신인히비터, 렉틴, 7S αʹ-subunit 단백질과 같은 항영양 성분들도 포함하고 있어 콩을 가공하고 섭취하는 데 제약과 어려움이 발생하며 품질과 기능성을 저하시킨다. 본 연구는 성숙 콩 종실에서 항영양 성분인 lipoxygenase, Kunitz Trypsin Inhibitor (KTI), lectin 및 7S αʹ-subunit의 4가지 단백질을 암호하는 유전자들이 tetra null 유전자형(lox1lox2lox3tilecgy1)으로 이들 항영양성 단백질이 축적되지 않고, 갈색 종피인 계통을 육성하기 위하여 진행되었다. 4개의 모본(Jinpumkong#2, Gaechuck#2, PI506876, PI548392)을 이용한 육종집 단이 창성되었다. SDS 전기영동과 western blot 기술로 4가지 단백질(lipoxygenase, KTI, lectin, 7S αʹ-subunit)의 존재 여부를 결정하는 유전자가 모두 열성인 tetra null 유전자형과 갈색 종피를 가진 F2 개체가 선발되었다. 선발개체는 세대진전을 통하여 초형, 성숙기, 탈립, 백립중 및 종자상태와 같은 농업형질을 평가하였고, F5 세대에서 4가지 단백질과 갈색 종피에 대한 유전적 고정을 확인하였다. 선발 계통의 경장은 68cm 정도였으며, 백립중은 29.2g으로 대립에 속하였고, 종피색은 갈색이고 제색은 하얀색이며 성숙 자엽색은 노란색이었다. 본 연구를 통하여 선발된 계통은 성숙 콩 종실에서 품질과 기능성을 저하시키는 lipoxygenase, KTI, lectin 및 7S αʹ-subunit 단백질이 모두 검출되지 않는 유색콩 품종 육성을 위한 중간모본으로 이용될 수 있을 것으로 사료되었다.