슈퍼자미'는 한국방송통신대학교 농학과에서 2009년도에 육성한 C3G 고함유 흑자색 품종으로 주요특성과 수량성을 요약하면 다음과 같다. 1. 중부평야지 평균 출수기는 8월 25일로 만생종이며, 간장은 75 cm 정도이고, 종피색이 흑자색인 유색메벼 품종이다. 2. 현미천립중은 26.2 g 정도이고, 장폭비는 1.87로 단원형이며, 종피는 흑자색으로 안토시아닌 주색소인 C3G 함량이 '흑진주벼'의 10배 수준으로 색택이 균일한 품종이다. 3. 중부평야지역

다양한 기능성 벼 품종에 대한 수요가 급증함에 따라 용도 다양화를 위한 40여개 이상의 벼 품종이 육성되었으 며, 특히 본 연구진은 천연색소 안토시아닌의 함량이 높고, 복합기능성 품종인 슈퍼자미벼, 큰눈자미벼, 대립 자미벼를 육성, 보고한 바 있다. 이들 기능성 벼 품종은 향, 색, 가공적성, 물질이용 등 다양한 요구에 부합하 고 있으나, 줄무늬잎마름병, 도열병 등 병 저항성이 여전히 문제시 되고 있다. 최근 흑설, 흑향, 흑광벼는 줄무늬잎마름병에 강한 것으로 보고된 바 있으나 대부분 유색미 특수미 품종은 잎도열병과 목도열병에 약한 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 벼 수량성 확보에 심각한 문제를 일으키는 도열병 저항성 유전자를 탐색 하고, 저항성 육종의 기초자료를 제공하고자 수행하였다. 흑진주벼 등 19개 흑자미 품종과 대립벼 1호, EM76, 적진주벼, 홍진주벼 등 총 24개 품종을 공시재료로 하여 Pi-a, Pi-b, Pi-i, Pi-5, Pi-9 및 pi-ta에 대한 도열병 저항성 유전자를 분석한 검정한 결과, 탐진벼와 상해향혈나의 교배후대에서 육성된 흑남벼는 6개 유전자 모두를 포함 하지 않는 것으로 조사되었고, 흑남벼를 모본으로 사용한 신농흑찰과 신명흑찰 또한 6개 유전자 모두를 포함 하지 않는 것으로 조사되었다. 흑설, 흑향, 흑광벼는 모두 pi-a 유전자를 가지고 있었으며, 흑설은 Pi-b와 Pi-i를, 흑광벼는 Pi-b와 Pi-ta를 추가적으로 포함하고 있었다. 용금1호에서 유래된 흑진주벼는 용금1호와 동일한 Pi-a, Pi-b, Pi-ta 3개의 저항성 유전자를 가지고 있었으며, 흑진주벼와 수원425호의 교배후대에 EM76을 교배하여 얻어 진 큰눈자미벼는 Pi-b와 Pi-ta를 포함하고 있는 것으로 조사되었다. 오봉벼와 긴까락샤레벼의 교배후대에서 육성 된 적진주벼는 Pi-a, Pi-i, Pi-ta를, 자광도를 교배모본으로 사용한 홍진주벼는 Pi-b 유전자를 포함하였다. 기능 성 특수용도 벼 품종 육성을 위해서는 도열병 등 다양한 병 저항성 유전자 탐색을 위한 마커 개발과 폭넓은 유전자원 탐색이 필요하며, 이를 통해 기능성 벼 품종의 안정적인 재배면적 확대와 농가 소득 증대가 가능할 것으로 사료된다.

최근 1인당 쌀 소비량은 지속적으로 감소하고 있으며 쌀의 소비성향도 고급화, 다양화됨에 따라 특수미 품종 육성이 중요한 육종목표로 대두되었다. 품종형 특수미의 주를 이루는 흑미의 안토시아닌은 항산화 활성이 높은 것으로 보고되었고 큰눈벼 등의 거대배아미 품종은 GABA 함량이 우수하여 발아현미용 쌀로서 각광받 고 있다. 본 연구는 다기능성 흑미품종 육성을 목적으로 안토시아닌 함량이 높으면서 거대배인 품종을 육성하 기 위하여 흑진주벼와 수원425호 교배 후대 계통에 거대배 계통인 EM76을 교배하여 그 후대에서 Cyanidin- 3-glucoside(C3G) 함량이 높고 거대배 특성을 가지는 품종을 육성하였다. 육성된 큰눈자미벼는 출수기가 흑 진주보다 20일 정도 늦은 중만생으로 키는 87cm 정도로 흑진주에 비해 10cm 정도 크고, 수장은 같으면서 수당립수가 많다. 현미 천립중은 흑진주보다 약간 무거우며, 현미에서 쌀눈이 차지하는 비율이 8.1%로 흑진주 보다 2.5배 높았다. 현미 100g당 C3G 함량은 흑진주보다 약 2배 높았다. 큰눈자미벼는 모본에 비해 지방함량 이 높고, 단백질 함량은 흑진주에 비해 낮으며, Ca과 K 햠량은 흑진주에 비해 낮았다. 총 아미노산의 함량은 모본보다 낮았으나 필수아미노산의 비율은 높았다. 아미노산 조성은 Alanine, Cystein, Methionine, Tyrosine은 모본에 비해 낮았고, Threonine, Valine, Lysine, Histidine은 높게 나타났다. 육성된 큰눈자미벼 품종은 흑진주에 비해 안토시아닌 함량이 2배 정도 높고, 쌀눈이 큰 거대배 흑미 품종으로 발아현미 및 가공용도 등 다양하게 이용 가능할 것으로 기대된다.

최근 들어 쌀은 맛과 영양뿐만 아니라 기능성이 강화된 기능성 쌀에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있으나 품종형 기능성 쌀의 종류는 많지 않으며 대부분이 쌀에 특정 영양소나 천연물질을 코팅한 가공형 특수미가 주를 이루고 있는 실정이다. 흑미에 존재하는 Cyanidin-3-glucoside(C3G)는 안토시아닌계 색소의 일종으로 연구 결과에 따르면, 자유라디칼의 소거기능이 우수하고 특히 인체에 유해한 활성산소의 흡착능력이 뛰어나 항산 화제로서의 기능이 재평가되고 있는 색소이다. 본 연구는 기능성 특수미 품종육성의 일환으로 C3G함량을 높이기 위해 수행하였으며, 흑진주 벼와 수원425호의 후대계통과 대립벼1호를 교배하여 C3G함량이 높은 계통 을 육성하였다. 슈퍼자미벼Ⅰ은 출수기가 흑진주에 비해 30일 정도 늦은 만생종으로 줄기가 굵고 반직립의 분얼개형이 양호하다. 간장은 73cm로 흑진주와 비슷하고 수수와 수당립수가 많고 현미천립중이 27.1g으로 흑진주에 비해 1.6배 무겁다. 슈퍼자미벼Ⅱ는 출수기가 흑진주에 비해 33일 늦은 만생종으로 줄기가 굵고 분얼개형이 양호하다. 간장은 93.7cm로 장간이며 수수와 수당립수가 많고 천립중이 흑진주의 1.5배인 26.1g이 다. 슈퍼자미벼Ⅰ,Ⅱ의 C3G함량은 흑진주의 10배 정도로 매우 높은 수준이며 단백질, 회분, Ca, K 함량은 흑진주보다 낮았다. 총아미노산의 함량은 흑진주에 비해 낮았으나 필수아미노산의 비율은 높게 나타났다. 아미노산 조성은 Cystein, Tyrosine, Arginine의 비율은 모본에 비해 낮았으며, Aspartic acid, Valine, Isoleucine, Leucine 비율은 높게 나타났다. 슈퍼자미벼는 기존의 흑미 보다 C3G 함량을 획기적으로 증가시킨 품종으로 기능성 식품으로서 적극적인 활용이 기대된다.

고부가가치 쌀 품종 육성을 위하여 검정벼와 대립벼를 인공교배하여 계통육종법으로 계통을 선발 및 고정하 여 안토시아닌 함량이 높으면서 대립종인 대립자미벼를 육성하였다. 출수기는 조생종인 검정벼보다 16일 정 도 늦은 중만생종으로 간장은 75.8cm 정도로 검정벼보다 크고, 대립벼1호보다는 작다. 포기당 이삭수는 검정 벼보다 6개 정도 많았으며 현미 천립중은 27.7g으로 검정벼의 1.5배 높게 나타났다. 현미 100g 당 Cyanidin-3-glucoside(C3G) 함량은 1070mg으로 흑진주보다 3.9배 높게 나타났다. 대립자미벼는 모본에 비해 단 백질과 회분, 칼륨의 함량이 높게 나타났고 탄수화물의 함량은 다소 낮게 나타났다. 대립자미벼의 총아미노산 함량은 모본에 비해 높았으며, 필수아미노산의 비율도 높게 나타났다. 조사된 17개 아미노산 중에서 대립자 미벼의 Cystein, Tyrosine, Arginine의 비율은 낮게 나타났고, Valine, Isoleucine, Leucine, Phenylalanine의 비율은 높게 나타났다. 육성된 대립 흑미인 대립자미벼는 기존의 품종에 비해 안토시아닌의 함량이 높고 단백질함량 등의 성분 조성과 아미노산 조성이 다른 품종으로 다양한 용도로 이용 가능하므로 농가소득 향상에 기여할 것으로 기대된다.

식량자급 즉, 식량안보는 재론의 여지가 없는 우리가 당면한 해결해야할 과제 중 가장 절박한 과제임은 자명한 사실이다. 최근 G8 식량보고서에 따르면 “각국이 폭발적으로 증가하는 인구를 부양하려면, 오는 2050 년까지 세계 농업생산량을 현재의 두 배로 늘리기 위해 당장 서둘러야 한다”고 지적했다. 자크 디우프(Diouf) 유엔식량농업기구(FAO) 사무총장도 최근 발표한 성명서에서 “식량가격 폭등과 같은 시장의 불확실성이 각국 의 사회·정치적 안정을 위협하고 있다”고 지적하며, 각국의 농업에 대한 과감한 지원과 투자를 호소했다. 식량위기의 경고음은 식량의 국외의존도가 높은 우리나라를 더욱 긴장시키고 있다. <OECD 회원국 곡물자 급률> 보고서에 따르면, 우리나라는 25.3%로 29개 회원국 중 26위이다. 29위를 차지한 아이슬란드가 북극권 섬나라인 특수한 지형이라는 것을 감안하면, 우리나라는 일본(22.4%)과 함께 식량자급률이 최하위 바닥권인 셈이다. 이러한 상황에 따라 중국은 식량자급률을 높이기 위해 농경지를 획기적으로 넓히는 계획을 추진 중이고, 지난해 4억7천만 톤이었던 곡물생산량을 2020년까지 5억4천만 톤으로 끌어올리겠다는 목표와 함께, 올해 농업부문 투자예산을 20% 증액했다. 사정이 비슷한 이웃나라 일본도 역시 2015년까지 식량자급률 목표 치를 45%에서 50%로 상향조정하는 법제화를 추진하였다. 이처럼 세계 각국이 식량위기에 대처하는 방안을 생존의 원칙에 입각하여 적극적으로 마련하고 있음에도 불구하고, 우리나라는 지난 2년 동안 전체농지(176만ha)의 5%에 달하는 약 9만여ha의 농업진흥지역 내 농지 를 해체하였다. 식량안보보다 우선하는 정책은 또 다른 부작용을 가져온다는 점을 간과해서는 안 된다. 농업은 생명이고, 우리의 미래이자 곧 삶의 터전이라는 기본적인 개념을 재음미하는 노력들이 필요한 때이 다. 특히 우리나라처럼 식량자급률이 바닥을 맴도는 나라에서는 모든 수단을 동원해서라도 식량자급률을 높여야 한다. 한번 사라지면 회복이 불가능한 우량 농지보존은 자자손손에게 이어줄 중요한 정책과제이고, 첨단농업기술개발에 대한 투자는 식량자급률을 획기적으로 높이는 방향으로 정책의 우선순위가 조정되어야 한다. 이를 위해서는 식량자급률 목표치를 달성하기 위한 구체적인 품목별 로드맵 작성을 서둘러야 할 것이다. 아울러 식량위기 상황대비 최대 식량생산 시스템 개발을 위한 지속적 연구, 기후변화 대응 재배안정성 향상 연구, 자원순환형 작부체계 연구, 융복합 첨단기술활용 우수 품종개발 연구 등에 대한 지속적인 관심과 지원 뿐만 아니라, 쌀 중심의 식문화 우수성 홍보를 통한 쌀 소비확대 여건조성이 필요하다고 사료된다.

C3GHi 쌀 품종은 흑진주벼와 수원425호를 교배조합으로 하여 색소 성분인 cyanidine-3-glucoside(C3G)의 함량을 비약적으로 증대시킨 품종이다. C3GHi 벼품종을 활용하여 기능성 제품 및 소재로의 개발 가능성을 타진하기 위하여 본 연구에서는 C3GHi 벼품종의 항산화 활성 및 항당뇨 기능의 검증을 수행하였다. 1. C3GHi 벼품종의 항산화 활성을 비교 분석한 결과에서 C3GHi는 일반 벼 및 흑진주벼보다 매우 우수한 항산화 활성을 가진 것으로 나타났으며, 대표적 항산화 소재인 glutathione과 유사한 활성을 나타내었다. 2. C3GHi 벼품종의 혈당지수를 인체 시험을 통해서 산출한 결과에서도 일반 현미나 백미에 비해서 15%정도 낮은 혈당지수를 나타내 당뇨 환자들의 식사 대용식의 소재로서 활용 가능성이 높을 것으로 사료된다. 3. db/db mice 모델 및 STZ를 통해 당뇨병을 유발한 동물 모델에서 C3GHi 쌀추출물 및 C3GHi쌀 현미의 동결건조 분말이 혈당 상승을 막고, 산화적 손상을 억제하는 것으로 나타났다. 4. 이상의 결과에서 C3GHi쌀은 낮은 혈당지수 및 항산화 활성, 항당뇨 활성 등을 보유하고 있어 이후 당뇨 환자용 기능성 식사 대용식 및 기능성 식품 원료로서의 개발 가능성이 높다고 판단된다.

In order to verify the efficacy of Lespedeza cuneata G. Don which have been used as a folk traditional herb medicine from ancient times, the test of antioxidant activity and the analysis of constituents were carried out. Methanol extracts from L. cuneata G. Don showed a radical scavenging activity corresponding to that of (+)-catechin as positive control at 250 ~mug /mL (ca 90% inhibition), and inhibited more than 30% of DPPH radical at low concentration of 10~mug /mL. In the present study, as a fundamental study for the specification of antioxidant components from L. cuneata G. Don, the analysis for constituents for L. cuneata with HPLC was preformed although there was no results to identify functional flavonoids such as quercetin.

Cyanidin-3-glucoside(C3G) 고함유 흑자색미 계통을 육성하기 위해 흑진주, 수원425호, 상해향혈나, 용금1호, C3GHi 품종 및 계통들 간에 완전이면교배에서 얻은 20개 조합 F1 의 현미 천립중과 C3G함량에 대한 diallel analysis 및 조합 능력 분석 결과는 다음과 같다. 1. 교배모본의 현미 천립중은 16.6 g(흑진주) - 30.4 g(상해향혈나)이고, 현미 100 g당 C3G 함량은 C3GHi가 흑진주의 5배 정도 높은 1043.5 mg으로 나타났다. 2. 완전이면교배 결과 현미 천립중과 C3G 함량은 비대립 유전자 효과는 나타나지 않았고, 유전자의 상가적 및 우성적 유전효과만 인정되었다. 3. 현미 천립중과 C3G 함량의 유전 양식은 두 형질 모두 상가적 및 우성효과에 의한 부분우성을 보였으며, 평균 우성정도는 각각 0.80 및 0.69였고, 교배모본에서 정의대립 유전자 비율이 높았으며, 우성친의 빈도가 높고, 후대에서는 감소하는 방향으로 작용하였다. 4. 두형질의 상가적 유전효과에 의한 협의의 유전력은 각 각 0.66, 0.70이고, 광의의 유전력은 각각 0.98, 0.98로 높게 나타났다. 5. 현미 천립중에 대한 일반조합능력 효과는 상해향혈나가 가장 높았고, 흑진주가 가장 낮았으며, 흑진주/수원425 호, 수원425호/C3GHi 조합의 특정조합능력 효과가 가장 높았다. 6. C3G함량에 대한 일반조합능력 효과는 C3GHi가 가장 높았고, 상해향혈나가 가장 낮았으며, 흑진주/C3GHi 조합에서 특정조합능력 효과가 가장 낮게 나타났다.

유색미 품종 중에서 안토시아닌 함량이 높은 품종과 낮은 품종의 종실특성 차이와 수정 후 일수에 따른 안토시아닌 함량변화를 구명하여 안토시아닌 고함유 품종육성의 기초자료로 활용하고자 하였다. 식물에서 안토시아닌 합성은 phenyl alanine을 시작물질로 하여 phenyl propanoid 합성경로에서 출발하여 flavonoid 합성경로를 통해 이루어진다. C3G 색소함량이 흑진주벼보다 8배 높은 C3GHi 쌀은 phenyl propanoid 합성경로의 첫 번째 위치에 있는 PAL과 CHS, F3H, DFR 그리고 직접 안토시아닌 합성에 관여하는 ANS 유전자 발현이 많았다. 특히 ANS 유전자 발현이 안토시아닌 고함유 품종에서 높게 나타났다. 또한, C3GHi 쌀은 유색미 겨층의 좌보다 우측의 종피와 호분층 두께가 두꺼웠다. C3GHi 쌀의 껍질무게는 평균전체 종실무게의 약18～22%정도로 다른 유색미보다 무거웠다. C3G 색소함량은 출수 후 20일까지 급격히 증가한 후 감소하여 출수 후 35일 이후에는 양의 변화를 보이지 않았다. 또한 초기 유색미 종피 색깔의 변화는 특정부위로부터 시작하여 점차 확대되는 것으로 관찰되었다.

This study was carried to examine the changes in kernel-greenness under different storage conditions in green-kerneled rices, Saedongchalbyeo (Korea) and Hexi41 (China). Rough and brown-rice grains were stored just after harvest under different storage conditions; low (15℃) and room temperature storage, and light and dark storage at 21℃, 24℃, and 27℃. Kernel- greenness was measured by using colorimeter. When the grains were stored in brown rice at room temperature under light condition after harvest, kernel greenness was maintained up to 4 months and gradually faded away until 8 months. However, kernel greenness was maintained up to 10 months storage after harvest at room temperature under dark condition, and up to more than 11 months at low temperature under dark. Rough-rice grains kept the greenness up to more than 11 months regardless of the light and temperature. The higher the storage temperature, the less kernel-greenness when stored in brown rice. Light was the critical factor for degradation of kernel-greenness. For long-term storage of green-kerneled rices, rough-rice storage, or brown-rice storage under low-temperature and dark condition seemed to be desirable for the maintenance of kernel-greenness.

우리 나라를 비롯한 동남아시아에서 주로 약용으로 이용 되어온 약쑥의 품질평가를 위한 기초자료를 얻고자 본 연구를 수행하였다. 우리 나라에서 특수한 용도로 이용되어 온 약쑥을 48개 지역에서 2004년부터 2006년까지 3년에 걸쳐 210점을 수집하여 잎의 유효성분을 조사한 바 그 결과는 다음과 같다. 잎 100 9에 함유된 eupatilin 함량은 0~228.0mg (평균 43.8 mg), jaceosidin 함량은 0~73.8mg (평균 12.8 mg)이 었으며, sesamin 함량은 0~6.78mg (평균 3.58 mg)의 변이를 보였다. 이들 화학성분 중 수집지역별로 함량변이가 큰 eupatilin 성분을 비교한 결과 강화도, 백령도를 중심으로 한 서해안 지역에서 수집된 것에서 높고, 동해안과 남해안지역에서 수집된 약쑥에는 eupatilin이 거의 함유되지 않았다.

유색미의 이화학적 특성을 구명하고자 현미 색깔이 서로 다른 품종을 재배하여 색도, 일반성분, 지방산, 무기질, 비타민, 식이섬유 등 주요 화학성분을 비교 분석하였다. 그 결과 현미의 색도 L값은 흰색 > 녹색 > 적갈색 > 흑자색의 순으로 낮았고, a값은 적갈색 > 흑자색 > 흰색 > 녹색의 순이었다. 단백질함량은 7.01~10.74% 의 범위를 나타내어 현미색에 따른 차이가 컸고 그 중 흑자색인 C3GHi계통이 가장 높았다. 지방함량은 2.6~3.3% 의 범위로 큰 차이가 없었다. 비타민 B1,B2 함량과 식이섬유함량은 흰색에 비하여 녹색에서 현저하게 높은 값을 나타내었다. 지방산조성을 분석한 결과 흰색은 올레산과 레놀레산의 지방산 조성비율이 비슷하였으나 흑자색은 올레산보다는 리놀레산의 비율이 높았고, 적갈색은 반대로 리놀레산 보다 올레산의 조성비율이 더 높게 나타났다. Fe, Zn, Mn을 제외한 대부분의 무기질 함량은 유색미가 흰색 보다 높은 값을 보였고 그 중에서도 녹색이 가장 높았다.

국내육성 흑자색미(흑진주벼, 흑남벼, C3GHi벼)와 일반미(일품벼, 추청벼, 동진벼) 품종의 메탄을 추출물을 대상으로 항산화 항혈전 항염증활성을 검토하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 1. 0.4 mg/mL농도에서 C3GHi벼와 흑진주벼 추출물이 73.25%, 50.38%의 우수한 자유라디칼 소거능을 나타내었다. 2. 메탄올추출물의 혈액응고 저해활성을 측정한 결과, C3GHi 벼는 258.76%, 흑진주벼는 243.52%의 강한 트롬빈 저해활성을 보였다. 그러나 대조약물로 사용한 아스피린보다(398%) 약하게 나타났다. 3. 공시한 흑자색미와 일반미 품종들은 COX-1과 COX-2에 대한 활성이 나타나지 않았으나, C3GHi벼는 PD2에 대한 항염활성을 보였다. 4. H. pylori균에 의해서 나타나는 AGS cell line에 대한 독성을 조사한 결과 흑자색미 추출물은 250ug 과 500ug 처리군에서 모두 H. pylori균의 AGS cell line에 대한 부착을 억제하는 활성이 있는 것으로 판명되었으며 일반미 추출물은 H. pylori 균에 대한 저해작용은 없는 것으로 나타났다. 5. Zone assay에 의한 항균실험결과 흑자색미 추출물은 200ug/mL 의 농도에서 ATCC 43504 및 COO1 균주에 대해서 clear zone이 검출되어 항균활성이 있는 것으로 판명되었으나 SEO 균주에 대해서는 항균활성이 검출되지 않았다.