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Coresopsis rosea Nutt.는 국화과 금계국속에 속한 다년생 작물로써, 야생종은 캐나다 Nova Scotia에서 미국 Maryland에 이르는 북아메리카 동부연안 등지에 분포하는 것으로 알려져 있다(Lusk et al., 2007; Price et al., 2011; USDA, 2014). 생육조건은 채광이 좋고, 25°C 이상 유지되는 장일환경 하에서 영양번식 및 개화가 용이한 편으로, 일단 개화가 시작된 후에는 늦가을까지 다량의 꽃이 연속개화하고, 화형도 아름다운 편이지만(Schuyler, 1990; Uriseed, 2012), 자생종과는 달리 육성된 품종들은 불임성인 경우가 많아 대부분 삽목에 의해 번식되고 있다(Loehelein and Siqueira, 2005a, 2005b). Coresopsis rosea Nutt.는 현재 일본을 비롯 유럽 및 미주지역에서 인기를 끌고 있으나, 국내시장에서는 아직까지 크게 알려지지 않고 있어, 연구 및 품종개발 관련 보고도 거의 전무한 실정이다(Uriseed, 2012).
식물에 있어 방사선에 의한 인위적인 돌연변이 육종은 한두 가지 특성 개량 및 기존 유망 품종의 단점 형질을 개량하는데 효과적인 방법으로 세포 내 핵산의 변형, 다양한 세포 내 소기관의 발달 저해 등 방사선에 의해 유발될 수 있는 극단적인 식물체 유해 현상은 방지하면서, 세포분열 촉진에 의한 생장 촉진, 안토시아닌 합성 관련 유전자의 발현조절, 생장조절물질 및 항산화 효소 등 다양한 생화학적 물질의 합성 및 대사 조절을 통한 특정 형질의 변화 등을 유기할 수 있어 다양한 원예작물의 신품종 육성에 이용되고 있다(Broertjes and Harten, 1988; Neal et al., 1993; Piri et al., 2011; Shu et al., 2012). 화훼류의 경우 전 세계적으로는 네덜란드, 인도, 일본, 중국 등에서 국화, 장미, 다알리아, 카네이션 등을 중심으로 방사선이 많이 이용되고 있으며(IAEA, 2014; Shu et al., 2012), 국내에서도 무궁화(Song et al., 1999, 2005c, 2006), 국화(Chin et al., 2013; Chung et al., 2012), 장미(Koh, 2011; Koh and Ahn, 2008; Koh et al., 2010), 양란류(Kim et al., 2011; Lee et al., 2013b), 포인세티아(Lee et al., 2013a) 등에서 방사선에 의한 품종육성이 보고되었는데, 이 중 무궁화 ‘Baekseol’(Song et al., 1999), ‘Daegoang’ (Song et al., 2005a), ‘Changhae’(Song et al., 2005c), ‘Ggoma’ (Song et al., 2006), ‘Seonnyo’(Song et al., 2005b)와 심비디움 ‘Dong-i’(Kang et al., 2007)는 IAEA 돌연변이 DB에도 정식 등록되어 그 유용성이 보고된 바가 있다(IAEA, 2014). 방사선에 의해 유발된 화훼류 돌연변이의 특성을 보면 화색변이가 가장 많이 나타났고, 이와 더불어 화기 크기나 형태, 꽃잎 수 및 배열형태, 엽색 변화 및 반엽 형성, 왜성화 또는 내병성 강화, 불임계, 생육습성 및 성숙도 등이 변화된 경우도 있었다(IAEA, 2014; Shu et al., 2012). 금계국속 초화류의 경우 방사선 육종은 연황색의 꽃잎인 Coreopsis verticillata ‘Crème Brulée’에 감마선을 조사하여 화형은 동일하나 화색이 회색과 주황의 복색에 화심부분은 황색인 변이체 ‘Novcorcar’를 상품화 한 경우(USPTO, 2014)가 있으나, Coreopsis rosea Nutt.에 있어 방사선에 의한 인위돌연변이 유기는 보고된 바가 없다. 따라서 안정된 화형과 흰색에서 짙은 핑크색까지의 다양한 화색 스펙트럼을 가지며, 번식 및 생육이 까다롭지 않고, 불임성으로 삽목번식을 하기에 변이의 고정이 용이한 Coreopsis rosea Nutt.를 대상으로 방사선 육종을 하는 경우, 신품종의 유통수명이 비교적 짧은 국제 화훼종묘시장에서 육종기간을 단축시켜 소비자의 선호도에 바로 부응할 수 있는 신품종 개발이 가능하기에 국내 화훼 산업의 대외 경쟁력을 높이는 효과를 가져올 것으로 생각된다.
본 연구는 우수한 Coreopsis rosea Nutt. 품종을 모본으로 사용하여 기존 품종의 장점을 유지하고 한두 가지의 주요 특성에만 변화를 줄 수 있는 방법으로 감마선 조사가 적절한지 검정하고 이를 통해 국내뿐만 아니라 해외에서도 판매 가능한 신품종을 육성하기 위해 실시되었다.
육성 경위
방사선 처리는 우리꽃 종묘에서 자체 육성한 품종인 ‘Uridream 01’(품종보호: 제3993호)을 대상으로 하였다. 먼저 모주의 줄기 끝부분을 마디를 포함, 2cm 정도 절단한 후 200구 셀트레이에 삽목하였으며, 약 25°C에서 3주 이상 경과하여 발근 정도가 왕성하고, 신초가 5cm 정도까지 자란 삽목묘를 대상으로 감마선 처리를 실시하였다. 감마선 처리는 전북 정읍의 한국원자력연구원 감마선 조사실에서 이루어졌으며, 60Co을 γ-ray 유기원으로 24시간 동안 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100Gy 선량으로 조사하였다. 삽목묘는 각각 200개가 사용되었으며, 처리된 묘는 경기도 이천시 모가면에 위치한 우리꽃 종묘의 온실에서 1차적으로 그 생존 및 기형 유발여부를 조사하였다. 생존 개체 중 감마선 처리에 의해 변이성이 두드러지게 나타나고 생육이 왕성한 60개를 선별, 변형 정도를 관찰하였다. 그 중 특히 ‘Uridream 01’의 30Gy 선량 처리구에서 발생된 변이체를 선발, 이를 삽목 육성하면서 변형된 특성의 고정유무를 확인하였다. 고정된 완전변이체는 3회 이상 삽목 증식하였다. 증식된 변이체는 2년에 걸쳐 60cm × 60cm 간격으로 노지 재배를 하면서 그 특성발현을 조사하였는데, 이때 조사 기준은 국립종자원의 신품종 심사를 위한 특성조사 요령(KSVS, 1997)에 의거하였다. 특히 2년차 조사 시에는 육성자, 현지농가, 국내 및 해외 바이어 등과의 상품성 평가 및 경기도 이천시 모가면과 경기도 고양시에 위치한 현지 농가를 통해 노지 및 온실 실증 재배 시험도 병행하였다.
2009년 ‘Uridream 01’을 모본으로 삽목묘를 양성하였으며, 이를 대상으로 인위돌연변이 유기를 위해 24시간동안 10-100Gy까지 감마선을 처리하였다. 선량별 생존율은 10Gy 92.5%, 20Gy 82.0%, 30Gy 58.5%, 40Gy 44.0%, 50Gy 38.0% 및 60-100Gy에서는 18.5% 이하로 선량이 증가 할수록 비례적으로 낮아졌다. 돌연변이는 다양한 처리구에서 발생되었는데, 10-30Gy 사이에서 발생된 변이들은 생육이 양호하였으나, 그 이상의 감마선 조사에 의해 발생된 변이들은 대부분 정상적으로 생육되지 않았고, 생존 개체들도 기형이 많아 상품가치가 떨어지는 편이었다. 따라서 모본과 형태적 차이가 뚜렷하고 생육이 왕성한 개체들 중 상품성이 있다고 판단되는 변이체를 30Gy 처리구에서 선발하였으며, 이후 2010년까지 삽목 번식법으로 3회 이상 진행, 고정, 번식시키는 작업을 실시하였다. 2010년부터 2011년까지 고정된 변이체를 대상으로 노지재배를 하면서 화기, 줄기 및 초형의 변이 정도, 생산력 등 특성조사를 실시하였으며, 이후 그 결과에 따라 우수선발계통으로 선별된 개체들에 ‘Uridream color series’로 계통번호를 부여하였다. 본 연구기관 및 현지 농가 재배시험 결과 품종의 고유특성에 변화가 없고 균일하며, 재현성이 우수하고, 이형주의 발생이 없었다. 따라서 품질우수성 및 시장개척 가능성이 인정되어 2012년 최종적으로 ‘Uridream Pink’로 명명하였다(Table 1).
Table 1. Pedigree description of Coresopsis rosea Nutt. ‘Uridream Pink’. |
Year | 2009 | 2010 | 2011 | 2012 |
Plant status | Rooted cuttings of ‘Uridream 01’ | A solid mutant with pink flower | ‘Uridream color series’ | ‘Uridream Pink’ |
Chimeric mutant (Plant survival rate was 58.5% at 30 Gy, 24 h) |
Procedure | Mutation induction and fixation of mutant by cutting back | Fixation of mutant by cutting back Soil culture Cutting propagation 1st characteristic trial | Soil culture 2nd characteristic trial | Registration |
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Table 2. Inheritance and morphological characteristics of Coresopsis rosea Nutt. ‘Uridream Pink’. |
Cultivar | Flower type | Flower main colorz | Flower secondary color | Calyx color | Peduncle color | Leaf color | Bud color | Stem color | Stem hardness |
Uridream 01 | Single (daisy) | Red-Purple (59A) | Orange-Red (33D) | Green (135A) | Yellow-Green (146A) | Yellow-Green (146A) | Green (199A) | Green (147A) | normal |
Uridream Pink | Single (daisy) | Red-Purple (67B) | Red-Purple (67B) | Green (135A) | Yellow-Green (146A) | Yellow-Green (146A) | Green (199A) | Green (147A) | normal |
zThe colors were measured by the Royal Horticulture Society (RHS) color chat. |
주요 특성
‘Uridream Pink’의 화색은 RHS color chart(RHS, 2001)에 의하면 파스텔 분홍색(Red-purple 67B)으로 단색계열의 데이지형 홑꽃이다. 이는 모본인 ‘Uridream 01’의 1차색이 전체적으로 분홍색이 짙은 적자색(Red-Purple, 59A)이며, 중앙으로 갈수록 2차색인 황적색(Orange-Red 33D)을 띄는 것과 상이하였다. 그러나 ‘Uridream Pink’의 화기를 제외하고, 꽃자루, 꽃받침, 잎과 꽃눈, 줄기의 색 및 줄기의 강도 등에서는 모본과 차이를 나타내지 않았다(Table 2 and Fig. 1).
만개한 경우 꽃의 직경은 2.7cm이고, 높이는 0.2cm로써 모본보다 27% 이상 작게 조사되었다. 꽃자루의 길이는 6.8cm로 ‘Uridream 01’의 12.1cm에 비해 짧은 편이었고, 꽃잎수는 모두 8개씩으로 동일하였다. 꽃잎의 모양은 ‘Uridream 01’과 같이 긴 타원형으로 굽지 않고 평평한 편이었으나, 꽃잎의 길이 비율은 전체 꽃 직경의 약 72.0%로 ‘Uridream 01’의 77.7% 보다는 다소 적어 상대적으로 수술 및 암술이 모본보다 약간 크게 발달하는 형태를 나타내었다(Table 3 and Fig. 1).
초장의 경우 ‘Uridream Pink’가 42.0cm였고, 잎의 형태는 선형으로 ‘Uridream 01’과 큰 차이를 보이지 않았으나, 엽장과 엽폭은 각각 3.0cm 및 0.5cm로 모본에 비해 약간 작았다. 줄기 마디 길이도 ‘Uridream Pink’가 3.9cm, ‘Uridream 01’이 4.4cm로 차이가 있었다. 줄기의 분지 정도와 mounding 형태 등에서는 두 품종 모두 매우 무성하고 균형잡인 반원형 돔 형태를 나타냈다(Table 4).
Table 3. Flower characteristics of Coresopsis rosea Nutt. ‘Uridream Pink’. |
Cultivar | Flower diameter (cm) | Flower height (cm) | Peduncle length (cm) | No. of petals | Petal shape | Petal rate (%)y |
Uridream 01 | 3.7 ± 0.1z | 1.0 ± 0.1 | 12.1 ± 0.1 | 8.0 ± 0.0 | Elliptical, flat | 77.7 ± 0.7 |
Uridream Pink | 2.7 ± 0.1 | 0.2 ± 0.0 | 6.8 ± 0.1 | 8.0 ± 0.0 | Elliptical, flat | 72.0 ± 1.3 |
zMean ± standard error (n = 20). yPetal rate = petal length / flower diameter × 100. |
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Table 4. Ornamental characteristics of Coresopsis rosea Nutt. ‘Uridream Pink’. |
Cultivar | Plant length (cm) | Leaf shape | Leaf length (cm) | Leaf width (cm) | Internode length (cm) | Branching density | Mounding type |
Uridream 01 | 43.2 ± 2.0z | Linear | 4.2 ± 0.1 | 0.7 ± 0.1 | 4.4 ± 0.2 | Very thick | Domed |
Uridream Pink | 42.0 ± 0.8 | Linear | 3.0 ± 0.1 | 0.5 ± 0.0 | 3.9 ± 0.2 | Very thick | Domed |
zMean ± standard error (n = 20). |
2년간의 재배특성 조사 결과, ‘Uridream Pink’는 모본과 같이 다년생으로 재배온도가 20-25°C 이상 올라가는 5월 중하순경 개화가 본격적으로 이루어졌는데, 개화지속기간은 144.4일 정도로, 늦봄에서 늦가을까지 5개월 이상 계속 꽃을 관찰할 수 있었다. 개화한 꽃들은 12일 정도 만개한 상태로 모주에서 탈락되지 않았다. 포기당 꽃의 수량은 ‘Uridream Pink’가 236.2개로 모본인 ‘Uridream 01’의 211.9개에 비해 많았고, 전체적으로 두 품종 모두 상당히 조밀하게 달리는 편이었다(Table 5). 따라서 ‘Uridream Pink’는 화사한 파스텔 톤의 비교적 작은 꽃을 선호하는 최근 국제화훼시장의 요구를 충족할 만한 우수품종으로 생각되었다.
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Fig. 1. The comparison of Coresopsis rosea Nutt.‘Uridream Pink’ (A) and ‘Uridream 01’ (B). |
재배상 유의점
‘Uridream Pink’는 기존의 품종들과 비교 시 방사선 육종에 의한 이형주 및 생육 전 기간에 걸쳐 생장 변화, 각종 병해 발생 등이 관찰되지 않았다. 따라서 생육습성이 ‘Uridream 01’ 및 다른 Coreopsis rosea Nutt. 품종들과 유사하므로 재식 및 관리방법은 이에 준하여 다음과 같이 재배한다. 정식은 삽목 후 30일 이상 경과하여 지상부 및 발근이 왕성한 포트묘를 대상으로 온도가 15°C 이상 올라가는 4월 이후 실시하며 재식 범위는 작물의 초형 및 크기를 고려, 60cm × 60cm 정도가 적당하다. 관수는 정식 초기에는 충분히 하는 것이 좋으나, 개화가 시작된 이후 재배포장이 고온 다습하거나 환기가 불량한 경우 뿌리혹파리 등의 충해가 발생될 수 있으므로 관수량을 줄여주고, 여름 중기 고온 하에서는 전용약제를 7일 간격으로 살포해주는 것이 좋다. 내한성이 있어 최저온도가 5°C로 떨어져도 생존은 가능하나 서리가 내리기 시작하면 화기 및 잎이 떨어지면서 시들게 되므로, 연속개화를 원하는 경우 온도가 15°C 이상 유지되는 곳에서 재배하는 것이 바람직하다. 다량의 화아 형성을 위해서는 25-30°C 정도 일정하게 유지되는 것이 좋으나, 노지 피복 및 화단조성 등의 목적으로 mounding을 넓게 하기 위해서는 35°C 정도의 고온에서 재배하는 것이 더 바람직하다. 늦은 봄, 1차 개화가 진행되고 거의 꽃이 질 무렵 인위적으로 꽃대를 커팅해주면 빠른 2차 개화를 유도할 수 있으며, 다화성 경향을 보이므로 주기적으로 퇴비를 많이 주어야 생육에 유리하다(Boydston et al., 2008; Lusk et al., 2007; Schuyler, 1990; Uriseed, 2012).
유용성
종자산업법에 의거하여 2012년 4월 4일 본 품종에 대한 품종 보호권을 출원(출원번호: 출원 2012-298)하였고, 2012년 재배심사를 실시하여 종자산업법 46조 1항에 근거하여 2013년 3월 25일 금계국속 코레옵시스 신품종 ‘Uridream Pink’으로 최종등록(품종보호: 제4410호)되었다. 본 품종은 현재 국내에서는 품종보호 업체인 우리꽃 종묘를 통해, 해외에서는 수출계약이 체결된 Hakusan J & H(Japan)를 통해 구입 가능하다.
Table 5. Cultural characteristics of Coresopsis rosea Nutt. ‘Uridream Pink’. |
Cultivar | Year | Plant type | First flowering date | Flowering period (day) | Inflorescence longevity (day) | No. of flowers/plant |
Uridream 01 | 2010 | Perennial | June, 1 | 137.4 ± 1.5z | 11.9 ± 0.5 | 205.5 ± 8.1 |
| 2011 | Perennial | May, 19 | 149.7 ± 1.4 | 12.5 ± 0.4 | 218.3 ± 9.6 |
| Average | Perennial | May, 25 | 143.5 ± 1.4 | 12.2 ± 0.5 | 211.9 ± 8.6 |
Uridream Pink | 2010 | Perennial | May, 30 | 138.7 ± 1.5 | 11.5 ± 0.3 | 228.2 ± 9.1 |
| 2011 | Perennial | May, 18 | 150.2 ± 1.3 | 12.0 ± 0.3 | 244.2 ± 9.3 |
| Average | Perennial | May, 24 | 144.4 ± 1.4 | 12.0 ± 0.3 | 236.2 ± 9.2 |
zMean ± standard error (n = 20). |
Acknowledgements
본 연구는 경희대학교 연구박사지원사업(KHU 20100443)에 의해 수행되었음.
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