호접란은 세계적으로 분화뿐만 아니라 절화로도 판매되는 주 요 화훼작물이다. 상업적 종묘 대량생산은 조직배양 기술에 의 해 이루어지고 있으나 우리나라는 아직까지 균일하고 우수한 발근묘 생산 기술이 확립되지 않았다. 생육이 고르고 우수한 발근 배양묘를 생산하기 위한 적정 배양 신초수를 찾기 위해 용적 500mL 유리 배양병에 호접란 2품종(‘Lovely Angel’과 ‘UniVivace’)의 신초를 1, 4, 7, 10개씩 배양한 후 3개월에 지상부 및 지하부 초기 생육 특성을 조사한 결과, 7개의 신초를 배양하였을 때 신초의 생육이나 뿌리 유도 및 생육에 효과적이 었다. 또한, 배양병 재질이 발근묘 생육에 미치는 영향을 확인하 고자 용적이 500mL로 동일한 유리 배양병과 플라스틱 배양병 에 신초 7개 배양 3개월 후 2품종의 생육 특성을 비교한 결과, 2품종 모두 플라스틱 배양병 보다는 유리 배양병이 유의적으로 생육에 효과적인 것으로 확인되었다. 기내 발근묘 생산을 위한 배양병 재질의 영향은 이후까지 지속적으로 영향을 미치는 것으 로 확인되었다. 결론적으로, 균일한 호접란 발근묘 생산은 플라 스틱 재질보다는 유리병 재질의 배양병이 적합하며, 특히, 용적 이 500mL인 유리 배양병의 경우 신초를 7개(묘당 재식면적 5.4㎠) 이내로 배양하는 것이 바람직한 것으로 확인되었다.

농촌진흥청 국립원예특작과학원에서는 2021년 분홍색계 소 형 호접란 ‘Arihong’을 육성하였다. 2014년 밝은 분홍색 소형 품종 Phalaenopsis ‘Wedding’와 백색 바탕에 분홍빛을 가지는 소형종 P. ‘[{KT1398-1×(KM-6)-4}×Chiangbeauty-88]-23’ 를 모본과 부본으로 교배하였다. 2018년 실생 120개체 중 잎자세, 화색, 화형, 꽃대수 등 특성이 우수한 ‘14104-1’ 개체를 선발하여 기내 화경배양을 통해 증식하였다. 2018년부터 2021년에까지 1차, 2차특성검정을 통해 품종의 안정성과 균일성을 확인한 후 ‘Arihong’로 명명하였다. 이 품종은 백색(WG155B) 바탕에 중앙 에는 보라빛 분홍색(PVG80B)을 띄며, 진한 자주색(PG78A) 순판 을 가지는 것이 특징이다. 꽃대가 2대씩 발생하고 꽃대 길이는 평균 42.1cm 소형 분화로 적절한 크기를 가지고 있다. 평피기 형태의 꽃은 길이와 폭이 각각 5.1, 5.7cm이며, 분지가 발생하여 1개의 꽃대에 13.0개의 소화가 착생한다. ‘Arihong’의 잎은 수평으로 자라며 길이와 폭이 각각 13.0cm, 4.9cm였다. 또한 초세가 우수하고 생육 속도가 빨라 엽수 확보가 용이한 특성을 보였다.

단단한 자구를 가진 적색 비모란선인장 ‘Gangjeok’ 품종 은 ‘Isaek’품종을 모본으로, ‘Suyeon’ 품종을 부본으로 하여 2018년에 교배하여 육성하였다. 교배 후 획득한 종자는 조직 배양실에서 기내파종하여 획득한 유묘를 기내에서 삼각주선 인장에 접목하여 ‘1802001’ 등 20계통을 양성하였다. 2019 년에 기내에서 양성한 20계통을 온실에서 삼각주선인장 대목 에 접목하여 재배하면서 ‘1812005’ 계통을 1차 선발하였다. 2020년부터 2022년까지 3차에 걸쳐서 특성을 검정한 후, 농 산물직무육성품종 심의회에서 최종 선발하여 ‘Gangjeok’으 로 명명하였다.‘Gangjeok’ 품종은 편원형의 적색 구를 가진 다. 혹(tubercle)이 돌출된 형태의 모구는 8.4개의 능(rip)을 가지며, 3.5mm 짧은 회색 가시가 발생한다. 정식 10개월 후 ‘Gangjeok’ 품종의 직경은 46.1mm이며, 자구는 평균 18.3 개 발생한다. 2022년 육성계통 평가회에서 ‘Gangjeok’ 품종 은 높은 기호도 점수 4.0을 받았다.

양액 pH가 에케베리아 생육과 색상에 미치는 영향을 알아 보기 위해 본 연구를 수행하였다. 에케베리아 ‘Perle von Nurnberg’ 품종을 선택하여 미국 유타주 프로보(Provo)시 소재 브리검영대학교 Plant and Wildlife 학과의 연구온실에서 수행되었다. 이 품종에 pH 4, pH 7 및 pH 10 3종류의 양액을 공급하여 연구를 수행하였다. 양액 pH 4 처리구에서는 초폭이 120.6mm로 pH 10 처리구의 105.3mm 보다 크게 자랐으며 유의성도 있었다. 하지만 엽장, 엽폭, 엽수에 있어서는 처리간 유의성은 없었다. pH meter를 통해서 식물체 즙액의 pH 를 측정하였는데 4.5에서 4.7 범위의 값을 보였으며 처리간 유의성은 없었다. 위의 결과로 양액의 pH는 식물체의 pH에 영향을 미치지 않는 것으로 판단되었다. 색차계를 이용하여 CIELAB 값을 측정하였을 때 pH 4 처리구에서의 적색도(a)는 -4.0이었으며 pH 10 처리구보다 더 녹색을 띠었다. 명도(L)과 황색도(b) 값은 처리간에 유의적인 차이가 없었다. HPLC를 통한 안토시아니딘 분석에서는 주로 cyanidin, delphinidin 및 pelargonidin의 함량이 모든 처리구에서 상대적으로 높게 나타났다. 공급양액의 pH가 상승함 따라 그 함량도 높아지는 경향을 보였다. Petunidin, malvidin 함량은 미량으로 존재하였으며, peonidin은 분석되지 않았다. 이상의 결과로부터 양액을 pH 10으로 처리하였을 때 에케베리아의 생육억제와 잎 착색에 가장 효과적임을 알 수 있었다.

비모란 선인장 ‘Ahwang’ 품종이 2016년에 국립원예특작과 학원에서 육성되었다. 증식력이 우수한 밝은 황색 ‘Ahwang’ 품종 육성을 위해서, 황색 ‘Hwangun’품종을 모본으로, 황색 ‘0930001’ 계통을 부본으로 하여 2012년 6월 25일에 교배하였다. 어린 비모란 선인장을 2014년 이전에 삼각주에 2번 접목하여 계통을 양성하였으며 2014년부터 2016년까지 총 3회에 걸쳐 생육특성을 조사하였다. ‘Ahwang’ 품종의 모구는 편원형 모양에 황색 구색(Y9A)이다. 모구는 평균 8.6개의 능(rip)과 2.7mm의 짧은 직립형 회색 가시를 가지고 있고 혹(tubercle)이 돌출된 형태를 띠고 있다. 10개월 재배 후 ‘Ahwang’ 품종의 구직경은 44.5mm였으며 자구는 평균 26.9개가 생성되었다. ‘Ahwang’ 품종은 모구 능마다 황색의 자구가 3-4개가 착생되었다. 2016년 육성계통 평가회에서 ‘Ahwang’ 품종은 기호도 점수 3.9을 받았다. 이 품종은 2018년 5월 16일 국립종자원에 등록되었으며 식물신품종보호법에 의해 품종보호(등록번호 7193)를 받게 되었다.

Cymbidium ‘Aroma Pink’는 국립원예특작과학원에서 2017년 도에 육성한 신품종으로, 2000년에 C. Lucky Rainbow ‘Lapin Hot’과 C. eburneum을 인공교배하여 개발된 품종이다. 교배 후 기내파종과 하우스 순화를 통해 120개의 실생묘를 얻었고, 그 중 화색, 엽형, 꽃대 및 생육특성 등을 고려하여 3계통을 1차 선발하였고, 2011년부터 2016년까지 특성 검정을 통하여 품종의 안정성과 균일성을 확인하였다. 그 결과, 최종적으로 ‘00-1174-100’한 계통을 선발하였고 ‘원교 F1-62’로 계통명을 부 여한 후, ‘Aroma Pink’로 명명하였다. ‘Aroma Pink’ 품종은 백 색 바탕에 꽃받침 일부가 연한 분홍색, 순판 가운데가 노란색 을 띄며 화형은 꽃잎과 꽃받침이 약간 안쪽으로 오므라드는 안 아피기 형태이며 꽃의 길이와 폭은 6.1cm, 5.2cm로 작은 편이다. 전체적으로 동그란 화형과 중형종 크기는 모본인 C. Lucky Rainbow ‘Lapin Hot’과 유사하나 진한 적색 순판 대신 부본의 노란색 순판과 화색을 닮아 강렬한 느낌보다는 전체적으로 화 사한 느낌을 준다. 꽃대는 평균 2.9개 발생하고 화서당 꽃 수 가 6.5개로 적은 편에 속하지만, 부본인 C. eburneum 원종의 향기를 가지고 있다. 또한 직립한 꽃대에 늘어짐이 적은 잎을 가져 전체적으로 안정적인 형태를 이루며 개화시기는 3월경으 로 만생종에 속한다. 한편 고온에 의해 화색이 탁해질 수 있 으나, 전반적으로 재배 관리가 용이한 편이다.

농촌진흥청 국립원예특작과학원에서는 2018년 분홍색계 소 형 호접란 ‘Tiny Bell’을 육성하였다. 2010년 진분홍색 다화 성 소형 품종 Phalaenopsis ‘D07PN16’와 연분홍색 소형종 P. ‘D03PN22’를 모본과 부본으로 교배하였다. 2014년 생육이 우 수하고 화색, 화형, 꽃대수 등 개화 특성이 우수한 ‘10531-53’ 개체를 선발하여 기내 화경배양을 통해 증식하였다. 2014년부 터 2018년까지 1차, 2차특성검정을 통해 품종의 안정성과 균 일성을 확인한 후 ‘Tiny Bell’로 명명하였다. 이 품종은 밝은 보라빛 분홍색(RHS, PVGN80A)을 띄며, 가장자리에 백색무늬 를 가지는 것이 특징이다. 평피기 형태의 꽃은 길이와 폭이 각각 3.89, 4.01cm이며, 총상화서로 분지가 발생한다. 1개의 꽃대에 19.7개의 소화가 착생하여 꽃 수가 많이 달리는 다화 성이며, 꽃대 길이는 28.48cm정도이다. ‘Tiny Bell’은 생육시 잎이 수평으로 자라며 길이와 폭은 각각 13.1cm, 5.3cm였다. 신품종인 ‘Tiny Bell’은 소형 분화용으로 이용 가능할 것이다.

농가 선호도가 높은 진적색 비모란 선인장 ‘Aul’(Gymnocalycium mihanovichii ‘Aul’) 품종은 황적색 ‘0809067’계통을 모본으로, 진적색 ‘0828039’ 계통을 부본으로 하여 2012년 7월 7일에 계통간 교배하여 육성된 교배종이다. 어린 비모란 선인장을 2013년까지 삼각주에 2번 접목하여 계통을 양성하였으며 2014년부터 2016년까지 총 3회에 걸쳐 생육특성을 조사하였다. ‘Aul’ 품종의 모구는 편원형 모양과 적색 구색(R44A)이다. 모구는 평균 9.7개의 능(rip), 3.0mm의 짧은 직립형 회색 가시, 혹(tubercle)이 돌출된 형태였다. 10개월 후 ‘Aul’ 품종의 구직경은 46.9mm였으며 황적색(R44A+Y9A) 자구는 평균 16.4개가 생성되었다. ‘Aul’ 품종 모구의 능마다 황적색의 자구가 1~2개가 착생되며, 형태적으로 균형미가 있다. 2016년 육성계통 평가회에서 ‘Aul’ 품종은 기호도 점수 3.8을 받았다. 2018년 5월 16일에 이 품종은 국립종자원에 등록되었으며 종 자산업법에 의해 품종보호(등록번호 7195)를 받는다.

농촌진흥청 국립원예특작과학원에서는 2017년 빅립 형태의 분홍색계 팔레놉시스 ‘Lovely Angel’을 개발하였다. 2009년 백색 팔레놉시스 P. ‘Timonthy’와 빅립을 가지는 분홍색 P. World Class ‘Big Foot’을 모본과 부본으로 교배하였다. 2013년 생육이 우수하고 화색, 화형, 꽃대수 등 개화 특성이 우수한 ‘09056-12’를 개체선발하여 기내 화경배양을 통해 증식하였다. 2014년부터 2017년에거쳐 1차, 2차 특성검정을 통해 품종의 안정성과 균일성을 확인하여 ‘Lovely Angel’을 육성하였다. 이 품종은 밝고 선명한 보라빛 분홍색(RHS, PVG81C)을 띄며, 줄 무늬를 가지고 있고 설판이 큰 빅립 형태가 특징적이다. 안아피는 형태의 꽃은 길이와 폭이 각각 6.1, 5.6cm이며, 1개의 꽃대에 20.6개의 소화가 착생하여 꽃 수가 비교적 많이 달리고, 꽃대 길이는 31.8cm 이다. ‘Lovely Angel’는 생육시 잎은 반하수로 자라며 길이는 18.7cm, 폭은 6.8cm이다. 신품종인 ‘Lovely Angel’은 소형 분화용으로 이용 가능할 것이다.

화훼작물의 새로운 품종 개발과 특성을 개선하기 위해 교잡 및 돌연변이 육종과 같은 기존 기술에서 유전자변형기술에 이르기까지 다양한 육종 기술이 사용되고 있으며, 특히 화훼류의 유전자변형기술은 화색변형, 화형 및 형태변형, 개화시기 조절, 꽃 수명연장, 내환경성, 내병성, 내충성 등의 목적으로 이루어지고 있다. 국내에서의 GM 화훼류 연구는 2000년대부터 진행되었고, 현재는 장미, 국화, 카네이션, 페튜니아 등을 대상으로 형질전환체를 개발하고 있다. 호주의 Florigene사에서 개발한 푸른 카네이션이 상업화되면서 일본 SUNTORY사 의 파란색 장미 그리고 호주 Florigene사의 시들지 않는 카네이션이 개발되어 상용화되고 있으며, 더 많은 품종 개발과 판매 시장이 증가하고 있는 추세이다. 이처럼 GM 화훼작물에 대한 연구성과는 급속도로 발전하고 있으며, 국내에서도 생명 공학 기술을 기반으로 형질이 우수하고 소비자의 선호도가 높은 새로운 화훼 신품종 개발로 수출확대를 도모함으로써 농가 소득 향상을 기대할 수 있을 것으로 판단된다. 본 보고에서는 국내외에 최근 보고된 GM 화훼작물의 형질전환체 연구개발 성공 사례들을 소개하고, 그 요인 분석을 통해 향후 더 성공적인 GM 화훼작물 개발 전략을 수립하는데 도움이 되고자 한다.

국제적으로 신품종과 품종 육성자의 권리가 지적 재산권으로 보호됨에 따라 화훼작물의 경우 국내 민간종묘에서 품종 개발이 거의 이루어지지 않아 농촌진흥청 원예시험장(구 국립 원예특작과학원) 화훼과에서 1992년부터 본격적으로 품종육성 연구가 시작되었다. 2017년 재배면적 44ha, 판매액 93.6억원 인 주요 난류의 하나인 심비디움은 다른 화종에 비해 육종년 한이 길어 2002년에 ‘뷰티프린세스’ 등 4품종이 육성된 후 2017년까지 51품종이 육성되었고, 농촌진흥청 연구비 지원으로 지산영농조합법인에서도 ‘핑크레이스’ 등 26품종이 육성된 바 있다. 이렇게 개발된 품종은 농가에 보급되어 분화나 절화 로 유통되고 있어 최근에는 국산 품종에 대한 재배농가의 인지도가 높아지고 있다. 2009년부터 2017년까지 aT화훼공판장 에서 거래되고 있는 국산 심비디움 품종들의 분화 거래내역을 조사한 결과, 농촌진흥청 개발 51품종 중 21품종이 지산영농 조합 개발 26품종 중 7품종이 1년에서 5년동안 거래된 것을 확인하였다. 국산 품종 거래 수는 2010년과 2015년을 제외하고는 2,568~5,693분으로 총 심비디움 판매량의 1.5~2.1%를 차지하였다. 심비디움 거래량의 65.2~97.6%를 차지하는 꽃대 2, 3, 4대 가격을 비교한 결과, 국산 품종이 외국산 품종에 비하 여 최고가는 낮았지만 평균가는 높았고, 최저가는 훨씬 높았다. 결론적으로 aT화훼공판장 거래가를 기준으로 국산 품종이 외국산 품종과 비교할 때 품질이 양호하였음을 알 수 있었다.

농가 선호도가 높은 분홍색 비모란 선인장 ‘Yeonbit’는 분홍색 품종 ‘Yeonsi’을 모본으로, 분홍색 ‘Yeonsil’ 품종을 부본으로 하여 2011년에 교배하여 육성된 교배종이다. 종자를 70% C2H5OH와 2% NaOCl로 멸균처리한 후, 100mL 삼각플라스크 0.1% 활성탄이 첨가된 Kyoto 배지에 파종하였다. 발아된 유묘는 기저부를 잘라 기배계대 배양된 어린 삼각주에 접목한 후 동일한 배지가 첨가된 시험관에 치상하였다. 6개월 재배 후 온실로 옮겨서 순화과정을 거쳤으며, 기외에서 매년 접목을 하였으며 총 4번을 접목하여 2013년부터 2015년까지 총 3회에 걸쳐 생육특성을 조사하였다. ‘Yeonbit’ 품종은 편원형 모양과 분홍색 구색을 가지고 있다. 그리고 7~9개, 평균 8.0개의 능(rip), 갈색의 직립형 짧은 가시, 그리고 혹(tubercle)이 돌출된 형태로, 모구가 구성되어 있다. 정식 10개월 후 ‘Yeonbit’ 품종의 구직경은 34.5mm였으며 자구는 모구와 같은 분홍색으로 평균 15.4개가 생성되었다. 2015년 육성계통 평가회에서 ‘Yeonbit’ 품종은 기호도 점수 3.7을 받았다. 2017년 6월 12일에 이 품종은 국립종자원에 등록되었으며 종자산업법에 의해 품종보호(등록번호 6752)를 받게 되었다.

Phalaenopsis ‘Blanc Rouse’ 품종은 국립원예특작과학원에서 2013년도에 육성한 신품종이다. 이 품종은 2007년에 백색 바탕에 분홍색의 소형 P. ‘KV 600’ 품종을 모본으로 하고 진한 핑크색의 P. ‘Kang 1’ 품종을 부본으로 교배시킨 후대 계통 중에서 선발하였다. 2010년에 화색, 초장, 화경 및 식물체의 생육상태 등을 고려하여 1차 선발 후 2013년에 2차 특성검정을 통하여 품종의 안정성과 균일성을 확인하고 ‘Blanc Rouse’로 명명하였다. 이 품종은 흰색바탕에 자주색 순판을 가졌으며 꽃 가운데 분홍색의 줄무늬가 크게 형성되어 있는 품종이다. 화형은 꽃잎과 꽃받침이 평편한 모양이고 꽃의 길이와 폭은 4.3cm, 4.8cm로 소형이다. 꽃대가 평균 2개 발생하며 복총상 화서로 화서당 꽃 수가 39.4개로 볼륨이 있어 소형분화에 적합하다. 자연 개화시기는 11월 하순으로 개화가 빠른 조생종 이다. 잎의 길이와 폭은 각각 17.3, 6.2cm이며 엽형은 수평이다. 기내 증식력이 높고 변이가 거의 없으며 내병성이 강하여 재배관리가 용이하다.

화색변형 화훼 형질전환체 개발을 위한 유전자를 개발하고자 클레마티스로부터 청색소 발현 유전자를 동정하여 ClF3 ′5 ′H로 명명하였다. 아그로박테리움 공동배양 경유 형질전환기술을 이용 하여 페튜니아 Dream’s Red 품종에 ClF3 ′5 ′H 유전자를 도입하였 고, 선발배지에서 재분화한 식물체 51개체를 PCR분석하여 49개체로 ClF3 ′5 ′H 유전자의 도입을 확인하였다. 또한 22개체의 서던분석 을 통해 ClF3 ′5 ′H 유전자가 1~3개 copy가 도입되었음을 확인하였 고, 노던분석을 통해 형질전환체에서의 ClF3 ′5 ′H 유전자의 정상 적인 발현을 확인하였다. ClF3 ′5 ′H 유전자가 도입된 페튜니아 형질전환 식물체 7개체가 개화할 때 ClF3 ′5 ′H 유전자가 도입된 페튜니아아의 꽃잎 주요색이 적색에서 진적색으로, 화관 내부색이 적보라색에서 진적보라색 또는 자주색 계역로, 암술머리색이 연두색에서 자주색 계열로, 꽃잎 가장자리 모양이 물결모양으로 변형되는 것을 확인하였다. 또한 실시간 정량 유전자 분석을 통해 형질전환 7개체에서의 표현형적 변화가 ClF3 ′5 ′H 유전자의 발현에 의한 것임을 입증하였다.