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호접란은 꽃의 모양이 아름답고 화려할 뿐 아니라 오랜 기간 감상할 수 있어 전세계적으로 인기가 많은 난 중 하나이다. 국내에서도 난류 중 생산액 1위를 차지하며 분화 작목 중 가장 많이 재배되고 있다(MAFRA, 2017). 팔레놉시스속(Phalaenopsis)에는 62개의 원종을 포함하고 있고, 열대 아시아 지방에 널리 분포한다. 식물체의 크기에 따라 대, 중, 소, 미니형으로 나눌 수 있으며 화색과 무늬에 따라 크게 백색계, 분홍색계, 황색계, 점무늬계, 줄무늬계(stripe) 등으로 구분할 수 있다(Christenson, 2001). 그 동안 국내시장에 서 중대형종을 합식하여 선물용으로 많이 소비되었으나, 최근 선물용 난의 소비가 감소하면서

일상에서 개인이 소비할 수 있는 소형 혹은 미니 팔레놉시스에 대한 관심이 높아지고 있다. 이는 팔레놉시스 뿐 아니라 심비디움, 카틀레야 등 다양한 소형난의 수요 증가와 더불어 소형 품종 개발로 이어지고 있다.

호접란으로 불리는 원예품종은 팔레놉시스속 내 종간교잡 혹은 팔레놉시스속과 도리티스(Doritis)속의 속간교잡종인 도리테놉시스(Doritaenopsis)로 육성되었다. 황색계 품종은 1950년대부터 개발되었으며, 그 동안 꽃이 크고 둥근 형태의 반점 혹은 무늬가 없는 깨끗한 황색 품종 육성을 위해 노력하였다. 또한 오늘날 개발된 황색 품종은 원종인 P. amboinensis, P. fasciata, P. venosa의 형질을 지배적으로 보유하여 대부분 꽃수가 적은 경향이 있다(Christenson, 2001). 이로 인해 선명하고 순수한 황색을 띠면서 꽃을 많이 다는 품종을 개발하는 것이 오랜 육종 목표가 되었다. 국내 호접란 품종육성은 1990년대 초반부터 시작되어 2002년 신품종이 개발되기 시작하였고, 이후 국가연구소와 민간 육종가의 협력체계를 구축하여 재배현장에 적합한 신품종을 육성하고 조직배양을 통한 대량 증식 기술 개발과 보급 확대를 위해 노력하고 있다(Kwon et al., 2018). 최근까지 국내에서 육성된 소형품종 중 백색과 적색에 비해 황색은 적은 편에 속하며, 논문 발표된 황색 품종으로는 2품종(Kim et al., 2009; Kim et al., 2017)이 있다.

호접란 일반 재배종의 대다수는 향기가 없어 유향성 품종 육성은 산업적으로 중요한 육종 목표 중의 하나이다. 향기를 지닌 품종 육성을 위해 방향성 원종과의 교배를 통해 품종을 개발하고 있으나 원종과의 교잡으로 얻어진 계통들은 꽃송이수가 적고 잎이 크고 늘어지는 등 시장성이 낮은 단점을 포함하고 있다. 따라서 본 연구는 향기가 있으면서 황색의 소형분화로써 상품성과 시장성이 있는 품종을 개발하여 수입되는 종묘를 대체하고 재배특성이 우수한 신품종을 개발하고자 수행하였다.

육성 경위

향기 있는 황색 소형 팔레놉시스 신품종을 육성하기 위해 유전자원을 수집하고 경기도 수원시에 위치한 국립원예특작과학원 유리온실에 입실하여 농촌진흥청 농사시험연구조사기준(RDA, 2003)에 따라 조사를 실시하였다. 수집된 유전자원 중 황색 소형계인 P. ‘Brother Sara Gold’와 P. ‘Gold Tris’를 각각 모본과 부본으로 하여 2007년 1월에 인공교배를 하였다. 교배 후 5개월이 경과한 시기에 완숙한 꼬투리를 채취하여 기내에서 호접란 파종용 배지(Hyponex 3g·L^-1, peptone 4g·L^-1, sucrose 30g·L^-1)에 종자를 파종하였다. 파종 후 발아한 실생묘는 기내에서 배양하면서 생장이 빠르고 강건한 묘를 선발하였으며, 12개월 후인 2009년 4월경 온실로 옮겨 정식하였다.

2011년 11월에 자연 개화시킨 실생묘 110개체 중 화형과 화색 등 개화특성이 우수한 ‘07-023-28’ 계통을 1차 선발하였다. 1차 선발된 계통은 기내 화경 배양을 통하여 50주 이상 번식하여 특성 검정용 재료로 사용하였다. 2차 특성검정은 2017년 전라북도 완주군에 위치한 국립원예특작과학원 팔레놉시스 육종온실에서 식물체의 균일성, 개화일, 재배적 특성 등을 중심으로 조사하였다. 2차 특성검정은 모본으로 이용된 황색 바탕에 반점이 있는 소형 P. ‘Brother Sara Gold’ 품종을 대조구로 이용하여 농촌진흥청 농사시험연구조사기준(RDA, 2003)과 신품종 심사를 위한 특성조사요령(KSVS, 2004)에 따라 생육 및 개화특성을 조사하였다.

화색은 RHS 칼라차트(RHS, 2001)를 이용하였으며, 형태적 특징을 객관적인 수치 데이터로 분석하고자 영상분석기술인 RGB image analyzer(Sony α-6000, SONY, Tokyo, Japan)를 이용하여 표현체 분석을 진행하였다. 호접란 1품종당 꽃을 6개씩 카메라로 촬영하여 이미지를 획득하였고, 영상 처리 프로그램(Image J; National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA)으로 데이터를 분석하여 정량화하였다. 각 특성의 품종간 차이를 비교하기 위하여 SAS 9.2(SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)를 이용하여 Duncan의 다중검정과 t-test를 실시하였다.

향기 분석

향기 분석을 위해 완전히 개화한 꽃을 맑은 날 채취하여 꽃 전체를 10mL vial에 넣어 전자코(α-FOX 2000 Electronic Nose System; Alpha-MOS, Toulouse, France)를 이용하여 분석을 실시하였다. 이는 6개의 metal oxide sensor(Alpha-MOS)로 구성되어 있는데, non-polar volatiles는 P10/1, P10/2 센서로, 유기용매는 PA2, T30/1 센서, fluoride 및 chloride는 P40/1 센서, 식품향기와 휘발성분들은 T70/2 센서로 감지한다(FOX User Manual, 1998). 분석 시 air 흐름은 150mL·min^-1으로 설정하여 incubation을 실시하였고, incubation 시 온도 40°C에서 2분동안 진탕 500rpm으로 하여 휘발성 성분들을 포집하였다. 이러한 과정으로 얻어진 향기 성분은 오토샘플러를 이용하여 0.5mL·s^-1의 속도로 injection port에 주입하였다. 분석 간격은 2분으로 설정하여 센서가 안정된 후, 다음 분석을 실행하였으며 3반복으로 분석을 실시하였다.

품종의 구별성

‘Yellow Scent’는 황색(Y7A)바탕에 보라색(N80A) 설판을 가지고 있는 품종으로 소화의 중심색은 분홍색을 띄고 있으며 반점이 없다(Fig. 2, Table 1). 모본으로 이용된 ‘Brother Sara Gold’는 대만의 Brother Orchid 회사에서 육성된 품종으로 황색 바탕에 보라색 설판을 가지고 있으며 분홍 반점이 많이 들어가 있고, 꽃잎이 두꺼워 꽃 수명이 길고 향기를 가지고 있다(Fig. 2, Table 1). 부본으로 이용된 ‘Gold Tris’는 연한 황색에 노란빛을 띄는 주황색 설판을 가지고 있으며 반점이 없는 깨끗한 화색이 특징이다(Fig. 2, Table 1). 신품종 ‘Yellow Scent’의 화색은 육안으로 모본인 ‘Brother Sara Gold’에 가까운 느낌이나 반점이 없어 더 밝고 깨끗한 느낌을 준다.

Fig. 1. Pedigree diagram of the new Phalaenopsis ‘Yellow Scent’ cultivar.

Fig. 2. Flower characteristics of the new Phalaenopsis ‘Yellow Scent’ cultivar (A), ‘Brother Sara Gold’ (B), and ‘Gold Tris’ (C).

Table 1. Flower characteristics of Phalaenopsis ‘Yellow Scent’ compared to parent cultivars ‘Brother Sara Gold’ (female) and ‘Gold Tris’ (male)

zThe Royal Horticultural Society color chart. yMean separation within columns by Duncan's multiple range test at 5% level.

표현체 분석을 통하여 객관적으로 꽃의 색상을 분석한 결과 신품종과 모·부본이 전체적으로 적색부터 황색에 걸쳐서 높은 그래프를 나타냈다(Fig. 3). 이중에서도 모본인 ‘Brother Sara Gold’는 적색으로 치우친 그래프를 형성하여 적색이 많은 면적을 차지하는 것을 알 수 있었고 이는 붉은 반점의 영향인 것으로 판단되었다(Fig. 3). ‘Gold Tris’는 황색에 치우친 그래프로 연두색에 가까운 황색이 가장 많은 면적을  차지하였고, 신품종인 ‘Yellow Scent’는 모·부본의 중간색인 주황색에서 가장 높은 피크를 보였는데, 이는 꽃받침의 2차색인 붉은 계열이 바탕색인 황색과 섞이면서 주황색이 보다 많은 면적을 차지한 것으로 판단되었다(Fig. 3). 또한 ‘Yellow Scent’는 모·부본에 비해 분홍색에서 높은 피크를 보였는데 이는 중심색의 영향으로 꽃잎에 보다 넓은 면적의 분홍색을 가진 결과로 생각할 수 있다(Fig. 3).

Fig. 3. Flower color analysis of Phalaenopsis ‘Yellow Scent’ compared to parent cultivars ‘Brother Sara Gold’ (female) and ‘Gold Tris’ (male) according to hue in HSV color space.

꽃대길이는 28.5cm로 모본의 34.2cm보다 작고, 부본의 22.2cm보다는 길었으며 40cm 미만으로 소형 분화용으로 적합하였다. ‘Yellow Scent’의 꽃대 당 소화수는 14.9개로 모본과 부본의 중간 정도로 나타났다(Table 1). 꽃의 전체적인 형태는 모본과 유사한 경향을 보였는데, 소화의 길이와 폭은 각각 4.45, 5.46cm로 모본과 비슷하였으며 부본에 비해서는 폭이 약간 큰 것으로 나타났다(Table 1). 그러나 표현형 분석을 통하여 꽃의 면적을 조사한 결과 ‘Yellow Scent’가 유의적으로 모·부본에 비하여 큰 것을 알 수 있었고, 꽃의 외곽선을 둘러 면적을 조사한 지표(convex area)에서도 ‘Yellow Scent’가 가장 크고 모본, 부본 순서로 작은 것으로 나타나 전체적으로 ‘Yellow Scent’ 꽃이 보다 큰 것을 알 수 있다(Table 2). 이심률(eccentricity)과 진원도(roundness)를 통하여 꽃의 둥근 정도를 분석한 결과 ‘Yellow Scent’는 이심률이 가장 낮아 꽃이 전체적으로 원에 가까운 것을 알 수 있었으나 진원도가 높아 모서리가 비교적 뾰족한 편인 것을 알 수 있다. 이심률이 가장 높은 ‘Brother Sara Gold’는 타원형에 가까운 것으로 나타났으며, 끝은 둥근 것을 알 수 있었다(Table 2). 밀집도(solidity)는 면적에 대한 convex area의 비로 꽃의 크기에 상관 없이 채워진 정도를 표현하며 convex area가 높고 진원도가 큰 ‘Yellow Scent’에서 가장 높게 나타났다(Table 2). ‘Yellow Scent’의 초장은 42.4cm로 모부본과 유의적으로 차이가 없었고, 잎의 길이와 폭은 25.3cm와 8.15cm로 모본과 부본에 비하여 잎이 큰 편이며 밝은 녹색을 띄고 반하수인 특성을 나타냈다(Table 3).

Table 2. Flower characteristics of Phalaenopsis ‘Yellow Scent’ compared to parent cultivars ‘Brother Sara Gold’ (female) and ‘Gold Tris’ (male) analyzed by Image J

zMean separation within columns by Duncan's multiple range test at 5% level.

Table 3. Vegetative characteristics of Phalaenopsis ‘Yellow Scent’ compared to parent cultivars ‘Brother Sara Gold’ (female) and ‘Gold Tris’ (male)

zThe Royal Horticultural Society color chart. yMean separation within columns by Duncan's multiple range test at 5% level.

향기의 강도와 패턴을 비교 분석하기 위해 PCA와 DFA통계분석을 실시하였다. PCA는 각각의 성분들이 얼마나 분리가 되었는지 나타내며 대조구(Air)에서 멀어질수록 향기가 강하다고 볼 수 있다(Hwang et al., 2016). DFA는 미지 시료를 분석 할 때 사용하는 방법으로 어느 향기 패턴에 속하는지 쉽게 확인이 가능하다(Park et al., 2011). ‘Yellow Scent’와 모·부본의 향기분석 결과 PCA분석에서 ‘Yellow Scent’가 대조구로부터 가장 먼 곳에 도형이 나타난 것을 확인하였고 이는 ‘Yellow Scent’ 향기가 ‘Brother Sara Gold’나 ‘Gold Tris’에 비해 강한 것을 알 수 있다(Fig. 4A). DFA를 통한 향기 패턴 분석 결과 ‘Brother Sara Gold’와 ‘Gold Tris’는 가로축의 제1주성분 값과 세로축의 제2주성분 값이 유사한 범위에 존재하여 향기 패턴이 유사한 것으로 판단되었다. 그러나 ‘Yellow Scent’의 경우 제1주성분 값과 제2주성분 값 모두 두 품종과는 멀리 떨어진 곳에 나타나 다른 향기 패턴을 가지는 것을 알 수 있었다(Fig. 4B). Been(2010)은 교배양친과 후대의 꽃 향기패턴은 서로 유사한 경우가 많으나 교배를 통해 얻어지는 특정 향기성분의 부가적인 집적과 향기성분들의 혼합으로 인한 새로운 성분 생성이 다른 피크대의 향기 성분을 나타낼 수 있다고 하였다.

Fig. 4. Principal component analysis (A) and discriminant factor analysis (B) of Phalaenopsis ‘Yellow Scent’ (YS), ‘Brother Sara Gold’ (SG), and ‘Gold Tris’ (GT) measured by an electronic nose.

재배상의 유의점

황색의 소형 팔레놉시스 ‘Yellow Scent’는 팔레놉시스 보통재배 방법에 준하여 재배 시 큰 문제가 없었다. 다만 초세가 비교적 큰 편이므로 생육기에 충분한 광량이 투과되도록 일정간격을 확보하여 밀식재배가 되지 않도록 한다. 또한 동계 야간 온도가 18°C 이하로 내려갈 경우 냉해를 입을 수 있어 동계 온도관리에 주의가 필요하다. 개화주의 경우 생육기보다 광도를 높여 관리하는 것이 화색 발현 및 개화수명 등 품질향상에 바람직하나 ‘옐로우센트’의 경우 직사광선은 꽃잎의 탈색을 유도할 수 있어 30% 전후의 차광조건이면 양호하다.

유용성

신품종 팔레놉시스 ‘옐로우센트’는 2017년도 농촌진흥청 농작물 직무육성 신품종 선정심의회에 상정하여 통과되었고, 2018년 4월 16일 종자산업법에 의거하여 본 품종에 대한 품종보호권이 출원(출원번호: 출원2018-276)되었다.