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ISSN : 1225-8504(Print)
ISSN : 2287-8165(Online)
Journal of the Korean Society of International Agricultue Vol.29 No.4 pp.433-438
DOI : https://doi.org/10.12719/KSIA.2017.29.4.433

Comparison on Agricultural Characteristics of North Korean Rice Germplasm between Central Plain and Mid-Northern Plain in Korea

Ha Cheol Hong, Kuk Hyeon Jeong†, Yong Jae Won, Eok Keun Ahn, Ung Jo Hyun, Chang Ihn Yang, Sang Bok Lee, Myeong Ki Kim, Yeal Kyu Seung
Central Area Crop Division, National Institute of crop Science, DRA, Suwon, 16429, Korea
Corresponding author : +82-63-270-4879khjung85@korea.kr
20171023 20171111 20171222

Abstract

This study was carried out in Suwon-central plain, and Cheorwon, mid-northern plain of Korea to evaluate agricultural characteristics including heading date and yield component for North Korean rice germplasm. The difference between two regions of the heading dates of germplasm was recognized the significance and early matured group growing in Cheorwon tended to flower earlier than that of Suwon while mid-early matured group showed an opposite result. The other agricultural characteristics such as culm length, panicle length, number of panicles per hill, number of grains per panicle, and ripened grain ratio, of the two regions of all traits were highly significant, especially culm length and panicle length in Suwon were longer than those were growing in Cheorwon. Number of panicles per hill and number of grains per panicle in Suwon were more than that were growing in Cheorwon, and ripened grain ratio in Suwon was higher than that of Cheorwon. The another difference between both the regions, of 1000-grain weight was not significant while the effect of interaction between the regions and variety was highly significant. Whereas brown/rough rice ratio and milled rice yield were highly significant; higher in Cheorwon for brown/rough rice ratio and in Suwon of milled rice yield. Additionally, the results concluded that, the North Korean rice germplasm showed susceptible response to bacterial leaf blight(BLB) races such as K2. K3, and K3a but more than mid-range resistant response to rice blast.


북한 벼 유전자원의 중부지역에서의 주요 농업 특성 비교

홍하철, 정 국현†, 원 용재, 안 억근, 현 웅조, 양 창인, 이 상복, 김 명기, 성 열규
농촌진흥청 국립식량과학원 중부작물과

초록


    Rural Development Administration
    PJ011778012017

    새로운 벼 품종 개발은 육종의 기본목표인 수량성, 재배안전 성, 내병충성, 품질 특성을 구비하고 사회·경제적으로 수요자가 요구하는 특성을 추가적으로 구비하여야 한다. 벼 품종을 개발 하기 위해서는 우선적으로 다양한 벼 유전자원을 수집하고 정 확한 농업적 특성을 검정하여 육종목표 및 수요자가 요구하는 신품종 개발에 부합하는 벼 유전자원을 분류하고 이용하여야 한다.

    벼 재배에서 일반적으로 품종이 생산성에 차지하는 비율이 60% 정도를 차지하고 있어 적지 적응 품종개발은 매우 중요하 다. 북한 관련 벼 품종은 1990년대 초부터 수집되어 다양한 연구들이 수행되었다. 북한은 한국보다 평야지가 적으며, 산지 의 고도가 높기 때문에 평균기온이 낮아 냉해에 저항성이 있 고, 생육기간이 짧고 수량성이 높은 벼 품종 개발이 요구된다. 1990년대 초부터 수집된 북한 벼 유전자원들에 대한 다양한 작 물학적 특성 분석에서 Cho 등(2002)은 AFLP 유전적 다양성 분석에서 일부 자원들은 국내 품종과 많이 다르다고 하였다. Jeong 등(2000)은 내랭성 검정에서 다수의 벼 유전자원이 저항 성 반응을 보여 유용한 내랭성 자원으로 이용 가능성이 크다 고 하였다. 또한, 북한 벼 품종들의 우리나라 농업지대별로 출 수반응을 검토한 결과 출수일수, 기본영양생장성과 감온성이 다르다고 보고하였다(Yang 등, 2004.).

    벼는 동일지역에서 재배되었더라도 품종 간 혹은 동일 품종 일지라도 시비량, 재배양식 등 재배환경에 따른 변이가 크다고 하였다(Cho 등, 1987.). Kim 등(1996)은 북한 벼 품종의 주당 수수 및 천립중은 지역 간 차이가 없었으나, 수당립수, 등숙률 및 수량은 지역 간 차이가 있었다고 보고하였다. 질소 8, 11, 15 kg/10a 시비량에 따른 수량관련 특성에서 출수기는 소비일 수록 빨라지고, 수량성은 질소 11 kg 수준에서 수량성이 높았 고, 시비량이 많을수록 도복에 약하다고 하였다(Park 등. 1999.)

    본 연구는 북한에서 개발된 벼 유전자원을 수집하여 중부평 야지인 수원과 중북부평야지인 철원에서 재배한 후 수량성과 주요 농업적 특성을 분석하여 북한지역 적응 벼 신품종개발 연구에 유용한 유전자원으로 이용되고자 실시하였다.

    재료 및 방법

    본 시험은 2016년 북한에서 수집된 21개 벼 유전자원과 오 대벼를 시험재료로 공시하여 중부평야지인 수원과 중북부 내 륙 중간지인 철원에서 난괴법 2반복으로 시험구를 배치하여 수행하였다. 파종은 수원에서 4월 25일, 철원에서 4월 20일, 이앙은 수원에서 5월 25일, 철원에서 5월 20일에 실시하였 다. 재식거리와 재식본수는 수원은 30x15cm에 포기당 3본, 철 원은 30×12 cm에 포기당 5본으로 하였다. 기타 재배관리는 중 부지역 표준재배법(Rural Development Administration. 2016) 에 준하여 재배하고 수확하였다.

    시험재료의 주요 특성들은 2016년 하계작물 신품종개발공 동연구 계획서(RDA. 2016)의 주요 조사항목 및 조사방법에 준하여 실시하였다. 출수기는 시험구내 총 줄기의 40%가 출 수한 시기를 조사하였으며, 간장은 한 포기에서 가장 큰 줄기 로 지표에서 이삭 목까지의 길이를 측정하였다. 수장은 간장 조사 줄기의 이삭 목에서 까락을 제외한 이삭 끝까지의 길이 를 측정하였다. 주당수수는 시험구내에서 10포기의 평균 이삭 수이며, 수당립수는 평균되는 3포기를 선발하여 총 립수를 총 이삭수로 나눈 값이다. 등숙비율은 이삭 당 립수를 조사한 재 료를 수분 15%이하로 건조하여 비중 1.06의 소금물로 염수선 하여 완전한 등숙립을 총립수로 나눈 값에 100을 곱한 수치 이다.

    시험재료의 수량특성인 현미천립중은 염수선으로 선별된 완 전한 등숙립을 마찰식인 시험용 제현기(Ssangyong, SY88-TH) 로 현미를 조제하여 곡립계수기(Seedburo, 801 Count-A-Pak Vibratory Seed Counter)로 1,000립을 분리하여 무게를 3반복 조사하여 평균하였다. ha당 백미수량은 시험구에서 100주를 수확하여 종자용 벼 탈곡기(Ssangyong, SY21F)로 탈곡한 후 수분이 15%될 때까지 햇빛에 건조한 후 정조무게를 측정하여 ha 당 무게로 환산한 후 정현비율을 곱하여 ha 당 현미수량을 구한 다음 현미에서 백미를 환산하는 지수 0.92를 곱하여 구 하였다.

    시험재료의 병해특성 검정은 흰잎마름병과 도열병을 검정하 였다. 흰잎마름병은 K1, K2, K3 균계를 배양하여 시험재료가 최고분얼기에서 수잉기 사이에 도달하였을 때 균계가 묻은 가 위로 잎 상단부위를 잘라 인위적으로 접종하여 2차 전염을 유 기하여 전염정도를 Resistant(0~3), Moderately resistant(4~6), Susceptible (7~9)으로 조사하였다. 도열병은 6월 하순에 밭못 자리 형태로 파종하여 파종 후 30일에 잎도열병 이병정도를 Resistant(0~3), Moderately resistant(4~6), Susceptible(7~9)으 로 조사하였다.

    결과 및 고찰

    중부평야지인 수원과 중북부 평야지인 철원에서 보통기 표 준재배법으로 재배된 북한 벼 유전자원의 주요 농업적 특성은 Table 1과 같다. 출수기는 수원에서 7월 21일~8월 6일, 철원 에서는 7월 19일~8월 10일까지 분포하였고, 평균 출수기는 수 원은 7월 28일, 철원은 7월 29일이었으며, 시험재료들은 출수 기 7월 25일 이전의 조생과 7월 26일부터 8월 5일까지의 준 조생으로 분류 할 수 있었다. 출수기의 지역, 품종 및 지역 x 품종간 교호작용의 유의성이 인정되었는데, 출수기 7월 25일 이전의 조생 유전자원 중 DPKR 036S 1301, DPKR 036S 11741은 철원에서 수원보다 출수가 빨라지는 경향을 보였으 나, 반대로 7월 26일부터 8월 5일까지의 준조생 유전자원들은 대부분 수원보다 출수가 1일에서 4일 늦어지는 경향을 나타냈 다. 이러한 경향은 Yang 등(2004)과 Jeong 등(2004)은 벼 출 수에 관여하는 특성 중 북한 벼 품종들의 기본영양생장성은 대비품종보다 조생종들은 짧은 경향, 중생종은 긴 경향을 보 인 것과 비슷한 결과를 보였다.

    간장은 수원에서 73~103 cm, 철원에서 67~91 cm 분포를 보였고, 평균은 수원에서 86 cm, 철원은 79 cm로 수원이 약 7 cm 더 컸다. 간장이 두 지역 간 10 cm 이상 차이를 보인 자원은 DPKR 036M 1444, DPKR 036S 11741, DPKR 036M 1607, DPKR 036S 1321, DPKR 036S 269, DPKR 036S 735, DPKR 036S 10269, DPKR 036S 11649, DPKR 036M 317 등이었다.

    수장은 수원에서는 19~26 cm, 철원에서는 17~26 cm 분포를 보였고, 평균은 수원에서 21 cm, 철원은 19 cm이었으며, 지역 간 수장차이는 간장과 같이 수원이 철원보다 수장이 길었다. DPKR 036M 1607, DPKR 036S 1219, DPKR 036M 3980, DPKR 036M 2083, DPKR 036M 11515는 다른 자원에 비 해 두 지역 간 수장 차이가 3cm로 다소 큰 경향이었다.

    주당수수는 수원은 12~17개, 철원은 9~15개 분포를 보였으 며, 평균은 수원 14개, 철원 13개 이였다. 간장, 수장, 주당수 수는 지역, 품종 간에서만 유의성이 인정되었고, 지역 x 품종 간 교호작용은 유의성이 인정되지 않았다. Heu 등(1999)은 같 은 품종을 평야지 및 고랭지에 재배하였을 때 간장과 수장은 평야지에서 길었으며, 주당수수는 평야지가 고랭지보다 많았 다고 하였는데 본 실험에서도 같은 경향이 보였다. 수당립수 는 수원에서 60~143개, 철원은 59~112개 분포를 보였으며, 평균 수당립수는 수원 93개, 철원 75개를 보였고, 두 지역 간 차이는 조생자원보다 준조생 자원의 차이가 많았고, 수원에서 철원보다 수당립수가 많은 경향을 보였으나, DPKR 036S 65- B는 철원에서 많았다. 수당립수의 지역, 품종 및 지역 x 품종 간 교호작용의 유의성은 인정되었다.

    시험재료의 수량관련 특성은 Table 2와 같다. 등숙률은 수 원에서 40.6~88.7%, 철원에서는 53.1~74.9% 분포를 보였고, 평균은 수원에서 70.9%, 철원은 59.6%로 전체적으로 철원지 역의 등숙률이 떨어졌으나, DPKR 036M 1607, DPKR 036S 11649, DPKR 036M 3980은 철원에서 등숙률이 좋았다. 등숙 률은 지역, 품종 및 지역 x 품종간 교호작용의 유의성이 인정 되었다.

    현미 천립중은 수원에서 18.2~25.3g, 철원은 19.1~25.4g 분 포를 나타냈고, 평균은 수원 21.8g, 철원 21.9g으로 비슷하였 다. 현미천립중이 작은 유전자원들이 철원에서 수원보다 다소 무거운 경향이었으나, 지역 간에는 유의성이 인정되지 않아 지 역에 따른 환경적 영향이 적은 것으로 나타났으며, 품종 및 지역 x 품종 간 교호작용의 유의성은 인정되어 현미천립중은 품종 간에 차이가 큰 것으로 나타났다.

    정현비율은 수원에서 73.0~80.4%, 철원은 77.9~82.7% 분포 였으며, 평균은 수원 78.7%, 철원 80.9%로 철원에서 높았 는데, 이는 현미천립중이 철원에서 수원보다 무거워져 현미가 다소 대립이어서 정현비율이 높아진 것으로 생각된다. 백미수 량은 수원에서 3.18~6.79 t/ha, 철원에서 3.77~5.12 t/ha이었 으며, 평균은 수원 4.94 t/ha, 철원 4.66 t/ha이었다. 수원이 철 원보다 ha 당 백미수량이 높은 것으로 나타났으며 지역, 품종 및 지역 x 품종 간 교호작용의 유효성이 인정되었다.

    시험재료의 주요 벼 병의 저항성은 표 3과 같다. 흰잎마름 병 균주 접종에 의한 저항성 검정에서 대부분의 유전자원들은 K2, K3, K3a 균주에 약한 특성을 보였으며, K1 균주에는 저 항성을 보이는 유전자원들이 있었으나, 대부분의 자원들은 흰 잎마름병에 약한 특성을 보였다.

    도열병밭못자리검정에서는 중도이상의 저항성을 보였으나, DPKR 036M 1607 자원은 감수성 특성을 나타냈다. 특히, DPKR 036S 1270, DPKR 036S 735, DPKR 036M 3980, DPKR 036M 2083 자원들은 흰잎마름병 K1 균계와 도열병에 저항성을 나타냈고, DPKR 036S 1270, DPKR 036M 2083 자원은 K3 균계에 중정도의 저항성을 나타내어, 조생 및 준조 생 계통육성에 유망한 교배모본으로 유용할 것으로 판단된다.

    적 요

    본 연구는 북한에서 개발된 벼 유전자원들을 중부지역에서 재배하여 주요 농업적 특성을 분석하여 북한지역 적응 벼 신 품종개발 연구에 유용한 유전자원으로 활용하고자 실시한 결 과는 다음과 같다.

    • 1. 수집된 북한 벼 유전자원은 수원과 철원에서 7월 10일부 터 8월 10일까지 분포하는 조생 및 준조생 자원이었다.

    • 2. 북한 벼 유전자원들의 출수기는 두 지역 간에 유의한 차 가 인정되었으며, 조생자원에서 철원이 수원보다 출수가 빨라 지는 경향이었으나, 준조생 자원은 반대로 철원에서 출수가 늦 어지는 경향이었다.

    • 3. 간장, 수장, 주당수수, 수당립수 및 등숙률은 두 지역 간 에 고도의 유의한 차가 인정되었으며, 간장과 수장은 수원에 서 철원보다 더 길었으며, 주당수수 및 수당립수는 수원이 많 았고, 등숙률은 수원이 철원보다 높았다.

    • 4. 현미천립중은 지역 간 유의성이 인정되지 않았으나, 지역 x 품종의 교호작용은 고도의 유의차가 인정되었으며, 정현비율 과 ha당 백미수량은 지역간 고도의 유의성이 인정되었으며, 정 현비율은 철원이 높았고, ha당 백미수량은 수원이 많았다.

    • 5. 북한 벼 유전자원들은 흰잎마름병 K2, K3, K3a 균주에 약한 특성을 보였고, 도열병밭못자리검정에서는 중이상의 저 항성을 보였다.

    ACKNOWLEDGEMENTS

    본 논문은 농촌진흥청 작물시험연구사업(세부과제명: 북방지 역 적응 벼 유전자원 특성검정 및 우량자원 선발, 세부과제번 호: PJ011778012017)의 지원에 의해 이루어진 결과의 일부이 며, 연구사업 수행에 협조해 주신 모든 분들에게 감사드립니다.

    Figure

    Table

    Mean and variation of major agronomic traits of North Korean varieties at Suwon and Cheorwon.

    ♩ns, * and ** mean no significant, significant at p<0.05, and 0.01, respectively

    Mean and variation of yield components of North Korean varieties at Suwon and Cheorwon.

    ♩ns and ** mean no significant, significant at p<0.05, and 0.01, respectively

    Resistance reactions to bacterial blight at two different area and leaf blast disease at Cheorwon blast nursery of North Korean varieties

    >♩R: Resistant, M: Moderately resistant, S: Susceptible

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