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ISSN : 1225-5009(Print)
ISSN : 2287-772X(Online)
Flower Research Journal Vol.26 No.2 pp.77-83
DOI : https://doi.org/10.11623/frj.2018.26.2.06

Standard-Cut Chrysanthemum ‘Geumhwa’ with Yellow Petals and Early Flowering Ability under High and Low-Temperature Conditions

Ha Seung Pak1*, Mi kyoung Won2, Dong Chan Kim1, Kuk Seong Son1, Young Jin Park3, Tae Sung Kim4, Jong Jin Choi1, Ji Hee Kim1
1Flower Research Institute, Chungcheongnam-do ARES, Yesan 32427, Korea
2Crop Research Institute, Chungcheongnam-do ARES, Yesan 32418, Korea
3Legume Bio-Resource Center of Green Manure (LBRCGM), Kongju National University, Chungnam 32439, Korea
4Department of Agricultural Science, Korea National Open University, Seoul 03087, Korea
Corresponding author: Ha Seung Pak Tel: +82-41-635-6404 E-mail: phsmum@korea.kr
19/02/2018 21/03/2018 02/04/2018

Abstract


‘Geumhwa’ originated from a cross between the ‘Summer Yellow’ line as the female plant (yellow flower) and ‘ST07-09-02’ as the male plant (white flower) at the Flower Research Institute of Chungcheongnam-do Agricultural Research and Extension Services, Yesan-gun, Korea, in 2009. From the cross, a candidate descendant, ‘ST10-047-01’, was selected based on disease resistance and other desirable morphological traits. Adaptation trials were conducted on the candidate line for 3 years on various characteristics, including floral qualities under natural, retarding, and forcing culture conditions from 2011 to 2013. Eventually, the standard chrysanthemum cultivar ‘Geumhwa’ was registered in 2013 from this breeding program. In this study, it was compared the external flower shape type and flowering date of ‘Geumhwa’ with those of ‘Summer Yellow.’ The natural flowering time of ‘Geumhwa’ was October 6th, which was earlier than ‘Summer Yellow’ (October 25th). The plant height of ‘Geumhwa’ was 86.3 cm, which was shorter than that of ‘Summer Yellow’ (93.8 cm). The number of lateral branches of ‘Geumhwa’ (8.1 per plant) was less than half the value for ‘Summer Yellow’ (16.6 per plant). The flower size of ‘Geumhwa’ was similar to that of ‘Summer Yellow’, but the petal number per flower was different at 263.6 (‘Geumhwa’) and 295.3 per flower (‘Summer Yellow’). Careful nutrient management at the early growing stage was required and 1,000 mgㆍL-1 gibberellic acid (GA3) at the growing stage should also be applied to increase the plant height of ‘Geumhwa’. Furthermore, the petal number per flower of ‘Geumhwa’ can be increased by illumination treatment. Due to these many valuable attributes, the new chrysanthemum cultivar ‘Geumhwa’ is expected to markedly contribute to increased farm incomes.



황색의 고온 및 저온기 조기개화성 스탠다드국화 ‘Geumhwa’ 육성

박 하승1*, 원 미경2, 김 동찬1, 손 국성1, 박 용진3, 김 태성4, 최 종진1, 김 지희1
1충남농업기술원 화훼연구소
2충남농업기술원 작물연구과
3공주대학교 산업과학대학 두과녹비자원 센터
4한국방송통신대학교 농학과

초록


    Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs
    117033-03-2-SB010

    서 언

    화훼류 중 국화는 국내 재배면적 및 생산액, 수출규모에 있 어 경제적으로나 산업적으로 매우 중요한 작목으로 절화 생산 은 2016년 기준으로 재배면적이 374.2ha, 총생산액은 438.1억 원이다(MAFRA 2016). 이는 우리 나라 절화 산업에서 전체 대 비 약 27%에 해당하며 장미 다음 가장 큰 규모이다. 하지만 국내외 생산자 고령화, 인건비 및 유류비 등 물가상승에 따른 생산단가 상승, 지속적인 경제침체와 소비자 기호의 급변화에 따른 화훼 구매의지가 하락하여 국화 절화 생산은 점차 위축 되고 있다(MAFRA 2013).

    최근 국화 등 대부분 화훼류 소비가 1월 신정, 2월 졸업 및 발렌타인데이, 3월 입학 및 화이트데이, 12월 크리스마스와 연말 등 동절기에 증가하고 가격이 높게 형성되는 경향을 보 이고 있으나, 연료비 상승에 따른 경영비 부담으로 대부분의 농가에서는 특별한 행사가 없어 화훼소비가 많지 않지만 대일 수출용 하절기 중심의 집중 출하로 국화판매 가격 하락에 따 른 경제적 피해로 재배를 포기하는 요인이 되고 있다(KREI 2013). 따라서 단가가 높은 동절기와 하절기 환경에서도 조기 개화가 가능한 고품질 국산품종 개발이 시급하다.

    현재 국내에는 400여종의 국화품종이 재배되고 연간 50 ~ 100 품종이 새롭게 도입되는데 이는 국화의 재배기간이 짧고 최대 연간 3 ~ 4기작이 가능하며 시장에서의 소비자 기호도 변화가 빨라 매년 새로운 품종에 대한 요구도가 높기 때문이다(MAFRA 2016). 2015년 국립종자원에 품종보호 출원된 국화품종은 734 품종이고 590품종이 등록되었으며, 그 중 국산품종은 민간육 성 53품종을 포함하여 354품종이 개발되어 있다(KSVS 2015). 그러나 국내 재배품종 중 국내육성 품종의 비율은 2011년 기 준으로 22% 수준으로 다양한 화색 및 화형을 갖춘 새로운 품 종의 개발과 보급이 시급한 실정이다(MAFRA 2015). 그 동안 국내에서 개발한 스탠다드국화는 농촌진흥청 국립원예특작과 학원에서 개발한 ‘Baekma’(Shin et al. 2005), 충남농업기술원 의 ‘Hi Baeksan’(Won et al. 2010)과 ‘Baekseol’(Pak et al. 2016), 경남농업기술원에서 개발한 ‘Sumi’(Chin et al. 2010) 등이 있는데 대부분 백색의 화색으로 장례식장에서 조화용으 로 국내 및 수출시장에서 유통되고 있다. 그러나 국내 소비자 대상 국화 선호 조사에서 노란색(49.6%)을 가장 선호하였으 며, 형태로는 스탠다드국화가 53.6%로 대국이나 중륜 국화를 선호하는 것으로 나타났다(KREI 2014). 또한 일본 소비자 구 매형태별 국화 선호도 조사에서도 노란색이 61%로 가장 높았 으며, 흰색이 54%, 분홍색이 18.8% 순으로 조사되었다(Seo 2012). 이는 ‘95년 조사결과 분홍색(56.4%)이 가장 높았던 결 과와 비교하여 소비자 기호변화 속도에 맞는 새로운 품종 개 발이 조속히 이뤄져야 함을 알 수 있다.

    따라서 국내외 소비자의 변화된 기호 충족과 농가의 고효율 안정적 생산을 위한 고품질 및 저비용 국화 신품종 개발은 매 우 시급한 문제이다. 본 연구는 고온과 저온에서도 개화가 빠 르고 화형이 안정적이며 화색이 우수한 황색의 스탠다드 절화 국화 ‘Geumhwa’를 육성하고 이에 대한 육성과정과 특성을 알 리고자 하였다.

    재료 및 방법

    황색의 고온 및 저온의 환경조건에서 조생종 스탠다드국화를 육성하기 위하여 2009년 충남농업기술원 화훼연구소 비가림 시 설하우스에서 모본으로 황색 ‘Summer Yellow’를, 부본으로 ‘ST 07-09-02’를 인공교배하여 18개의 종자를 채종하였다. 채종된 종자는 2010년에 오티바액상수화제 2,000배액(azoxystrobin, Korea crop protection association)으로 소독한 후 인공 배양토 (Klasmann419, pH 5.0 ~ 5.5)를 이용하여 플러그 트레이에 파종 육묘하였다. 정상적으로 생육한 실생묘를 재식밀도 140주/3.3m3 간격으로 시설하우스 내 토양에 정식한 후 4주까지는 균일한 영양생장 유도를 위해 심야 21:00 ~ 03:00에 전조처리를 실시하 였고 소등 후에는 단일처리를 위한 암막을 13시간 실시하여 개 화된 개체들의 생육 및 개화특성을 농촌진흥청 농사시험연구조 사기준(RDA 2003)에 준하여 우수개체를 선발하였다. 이후 선발된 개체와 유사한 형태와 생태형을 가진 ‘Summer Yellow’를 대조 품종으로 생육 및 개화특성을 조사하였는데 ‘Summer Yellow’는 2009년 일본에서 수집되어 보령시 등에서 재배되는 황색의 대국 이다. 또한 흰녹병 저항성 검정을 위해 별도의 격리된 하우스 내에서 포트에 정식한 후 흰녹병에 걸린 잎을 식물체 상부에 뿌려 포자가 발아되도록 온도 20℃, 상대습도 90% 이상의 다습 한 조건을 유지하며 PE필름을 피복하여 관리하였다. 흰녹병 발 병 정도는 접종 20일 후 농촌진흥청 농사시험연구조사기준(RDA 2003)에 의하여 조사하였다. 2011년부터 2013년까지 3년간 주 년 생산성(촉성, 자연, 억제재배) 검정을 실시하고, 육성 3년차 인 2013년에는 국화육성계통 품종평가회를 개최하여 생산농가 및 소비자, 유통업자 등의 품종 기호도 평가를 실시(n = 90)하였 고 신품종출원기준(KSVS 2003)에 준해 안정성과 균일성에 대한 특성검정으로 ‘Geumhwa’ 품종을 육성하였다.

    ‘Geumhwa’에 대한 DNA profile을 위하여 ‘Summer Yellow’ 및 ‘ST07-09-02’의 모/부본인 ‘Seiko no Makoto’와 ‘Jinba’(신마) 를 대상으로 스탠다드국화에서 유래한 cDNA simple sequence repeat(cDNA_SSR)기반으로 제작된 KNCrySSR_18 프라이머 를 이용해서(Table 1) DNA 중합 효소 연쇄 반응(Polymerase Chain Reaction, PCR)을 실시하였다. PCR 반응은 국화 게놈 DNA 20ng, 0.5μM의 SSR primer, 2μL dNTP mixture(2.5mM), Taq polymerase 1 units, 2.5μL의 10x PCR buffer(50mM KCl, 20mM Tris-HCl, pH 8.0, 2mM MgCl2)(GenetBio, Korea)에 증 류수를 첨가하여 총 반응액을 25μL로 맞추었고, PCR 반응 순 서는 predenaturation은 94℃에서 5분 후, denaturation은 94℃ 에서 30초, annealing은 59℃에서 45초, extension은 72℃에서 60초를 40번 반복하였고 final-extension은 72℃에서 10분간 수 행하여 연쇄 중합반응을 종료하였다. DNA추출은 DNeasy Plant Mini kit(Qiagen, Valencia, CA, USA)을 사용하였으며, 추출한 국화 DNA의 상대적인 순도나 농도를 확인하기 위해 분광광도계인 NanoDrop ND-1000(NanoDrop Technologies, Inc., Wilmington, DE, USA)으로 정량하여 10μg․mL-1로 희석 하여 PCR반응에 사용하였다(Table 1).

    결과 및 고찰

    육성경위

    화색이 선명하고 고온 및 저온에서도 개화가 빠른 황색의 스 탠다드국화를 육성하기 위해 2009년 황색의 ‘Summer Yellow’를 모본으로 선발한 후 ‘ST07-09-02’를 부본으로 인공교배하여 18개 의 종자를 채종하였다. 화분친으로 사용한 ‘ST07-09-02’는 2007 년 비가림 시설하우스에서 절화수명이 길고 화형이 우수한 스탠 다드국화 ‘Seiko no Makoto’를 모본으로 하고, 화색이 우수하고 대표적 대륜종 국화인 백색의 ‘Jinba’를 부본으로 하여 인공 교배 하여 선발하였다. 2010년 비가림 시설하우스에서 18개의 종 자를 파종하여 실생묘를 양성한 후 비닐하우스 토양에 정식하 였다. 1차로 화형과 화색이 우수하고 무측지성인 개체를 선발 하였고, 이후 생육이 강건하고 조기 개화하는 9번째 개체를 ‘ST10-047-01’로 선발하였다. 선발된 개체는 농촌진흥청 농사시 험연구조사기준(RDA 2003)과 작물별 신품종의 출원 및 심사를 위한 특성조사기준(KSVS 2003)에 따라 ‘Summer Yellow’를 대 조품종으로 하여 2011년부터 2013년까지 3년간 주년생산성(촉 성, 자연, 억제) 검정시험과 흰녹병 저항성 시험 및 절화수명 시험, 기호도 평가 등을 수행하였다. 기호도 평가는 2013년 충청 남도 농업기술원 화훼연구소에서 개최된 국화육성계통 품평회 를 통해 평가되었으며, 평가점수가 4.11점/5.00점으로 높아 ‘예 산 ST-5호’로 명명하였고, 농촌진흥청 직무육성신품종선정위원 회의 심의를 거쳐 ‘Geumhwa’로 명명되었다. 품종의 육성과정은 Fig. 1에 제시하였다.

    스탠다드국화에서 유래한 cDNA_SSR를 기반으로 제작된 KnoucrySSR_18 프라이머 쌍(Table 1)을 ‘Summer Yellow’ 및 ‘ST07-09-02’의 모/부본에 적용하여 Polymerase Chain Reaction (PCR)을 수행해 본 결과 ‘Geumhwa’는 ‘Summer Yellow’와는 일부 구별되며, ‘ST07-09-02’의 모/부본의 DNA profiling 특성을 포함하고 있음이 관찰되었다(Fig. 2). ‘ST07-09-02’에 없는 화색 이 ‘Summer Yellow’에서 도입이 되었고, ‘ST07-09-02’의 모/부본 의 DNA profiling 특성을 유지하고 있기 때문에 ‘Geumhwa’는 ‘Summer Yellow’에서 유래한 단순한 우발실생개체가 아니라 ‘Summer Yellow’ 및 ‘Jinba’와 ‘Seiko no Makoto’의 우량형질을 집적시키기 위해 계획된 육성산물임을 보여주고 있다(Fig. 2).

    형태적 구별성

    ‘Geumhwa’는 겹꽃화형의 스탠다드국화로 설상화색은 황색 (RHS, Y7A)으로 ‘Summer Yellow’와 같았으며(Fig. 3), ‘Geumhwa’ 의 잎색은 녹색(RHS, G139A)으로 ‘Summer Yellow’의 녹색(RHS, 138A)보다 약간 진한 편이었다(Table 2). ‘Geumhwa’와 ‘Summer Yellow’의 줄기색은 연녹색(RHS, G 138C)으로 같은 결과를 나타 내었다(Table 2). ‘Geumhwa’는 자연개화시 10월 6일경에 개화하 는 조생성 추국으로 이는 모본인 ‘Summer Yellow’가 10월 25일경 에 개화하는 만생 하추국에 해당되어 부본인 ‘ST07-09-02’의 영향 을 받은 것으로 판단되었다(Table 3). ‘Geumhwa’의 초장은 86.3cm로 중장간종이었으나, ‘Summer Yellow’는 93.8cm로 ‘Geumhwa’보다 7.5cm가 큰 장간종이었다(Table 3). ‘Geumhwa’ 와 ‘Summer Yellow’의 꽃과 줄기의 직경은 비슷한 결과를 나타내 었고, 곁가지 제거수는 ‘Summer Yellow’가 16.6개로 ‘Geumhwa’ 8.1개보다 두배 이상 많았으며 이는 스탠다드국화 재배 시 측지발 생 억제를 위한 작업에 유리한 결과였다. 설상화수는 ‘Geumhwa’ 가 263.6개로 ‘Summer Yellow’의 295.3개에 비해 적어 다소 볼륨감이 낮은 편이었으나, 이는 재배과정 중 재전조를 실시한다 면 설상화수를 늘려 볼륨감을 높일 수 있을 것이다(Table 3).

    흰녹병이 접종된 국화에 비닐막을 씌워 90% 이상의 습도를 유지한 후 7일 후부터 발병여부를 조사한 결과 ‘Geumhwa’의 흰녹병 저항성이 3단계(발병율 1 ~ 10%)로 ‘Summer Yellow’ 5단계(11 ~ 30%)에 비해 적게 발병되었으나 예방위주의 방제 는 반드시 필요하겠다(Table 4). 절화수명은 10월 자연개화 후 상온에서 관찰하였을 때 잎과 꽃의 관상가치가 없어지는 시점을 기준으로 평가한 결과 ‘Geumhwa’와 ‘Summer Yellow’ 각각 18.5일과 19일로 큰 차이를 나타내지 않았다. 또한 충남 농업기술원 화훼연구소 육성계통 품평회에서 90명에 대한 기 호도 평가결과 ‘Geumhwa’는 4.11/5.00으로 ‘Summer Yellow’ 4.08/5.00보다 기호도가 높게 평가되었다(Table 4).

    주년 생산성 검정을 위해 1월 25일 정식 후 3월 12일 소등하는 억제재배시 일장 11시간 및 최저 야간온도 16℃에서 ‘Geumhwa’의 개화소요일수는 55일로 ‘Summer Yellow’의 73일에 비해 18일정 도 빨리 개화되었다(Table 5). 이는 ‘Geumhwa’가 16℃의 저온에 서도 55일만에 정상적으로 개화되어 겨울철 난방비를 절감할 수 있는 품종으로 판단되었다. 초장은 ‘Geumhwa’가 85.6cm로 ‘Summer Yellow’의 90.4cm보다 다소 작았으나 저온조건에서도 생리장해 없이 화아분화 진행속도가 빠름을 알 수 있었다. 억제재 배시 꽃과 줄기의 직경은 자연재배시와 마찬가지로 두 품종간 큰 차이는 나타나지 않았으며, 곁가지 제거수도 ‘Geumhwa’가 ‘Summer Yellow’에 비해 1/2정도 적었고, 꽃 한송이당 설상화수는 ‘Geumhwa’가 ‘Summer Yellow’보다 적어 볼륨감이 낮은 결과였 다(Table 5). 촉성재배에 있어서는 5월 28일 정식 후 7월 9일 소등하였을 때 ‘Geumhwa’의 개화소요일수는 57일로 ‘Summer Yellow’는 72일에 비해 15일정도 빠르게 개화되었다(Table 6). 초장은 ‘Geumhwa’가 87.2cm, ‘Summer Yellow’의 95.8cm에 비해 짧았으며, 설상화수는 ‘Geumhwa’가 ‘Summer Yellow’보다 43매 정도 적었으나, 곁가지 제거수는 ‘Summer Yellow’가 17.5개로 ‘Geumhwa’ 7.3개에 비해 2배이상 많은 결과를 나타내었다(Table 6). ‘Geumhwa’는 선발 후 기호도 평가에서 화색이 화려하고 화형이 안정적으로 평가된 품종으로 스탠다드 절화국화의 재배품 종 화색은 대부분이 백색이지만 다양한 화색과 화형을 요구하는 재배농가와 소비자를 만족시키고자 황색의 조기 개화성을 가지고 있는 국화로 육성하였다.

    재배상 유의점

    ‘Geumhwa’는 자연개화기가 10월 상순인 조생성 추국으로 신 장성이 중간종이고 휴면에 약한 특성을 가지고 있다. 따라서 줄기 신장성을 보완하고 고품질의 절화를 생산하기 위해서는 초기 생육이 왕성하도록 모주를 전조 재배하여 영양생장 상태를 유지시켜 우량 삽목묘를 이용할 수 있도록 관리해야 한다(Pak et al. 2016). 또한 생육기간 중 지베렐린 1,000mg・L-1을 2회정도 처리하여 절간신장 높일 수도 있다. 고온기에는 적산온도로 인 해 조기개화 하므로 정식 후 에세폰 2,000mg・L-1를 1회 살포해 주어야 한다(Pak et al. 2007; Shin et al. 2008). 설상화수가 적은 편이므로 소등 후 12일부터 5일간 심야 10:00 ~ 03:00까지 재전조를 실시하여 설상화수를 늘릴 수 있고, 볼륨감이 높은 꽃봉오리 형성을 위해서 소등 후 18일인 화아분화 직후 생장억 제제인 B-9(N-dimethylaminosuccinamic acid) 수화제 2,000 mg・L-1을 엽면살포하면 절간 신장을 억제(Kim et al. 2004)하고 줄기를 강건하게 함으로써 상품율을 향상시킬 수 있다.

    초 록

    스탠다드국화 신품종을 육성하기 위하여 충남농업기술원 화훼연구소에서 2009년에 황색의 모본 ‘Summer Yellow’와 부 본 ‘ST07-09-02’계통을 인공 교배하였다. 2010년에 종자를 파 종하였고, 이중 내병성이 강하고 기호성이 우수한 개체를 선발 하여 ‘ST10-047-01’로 계통명을 부여하였다. 2011년부터 2013 년까지 주년 생산성을 위해 촉성 및 자연, 억제재배 특성을 각 각 검정하였으며, 2013년 ‘Geumhwa’로 명명하고 품종등록 출 원하였다. ‘Geumhwa’의 생육 및 개화특성은 국내에서 많이 재배되고 있는 황색 스탠다드국화인 ‘Summer Yellow’를 대조 품종으로 하여 조사하였다. ‘Geumhwa’ 품종은 자연개화기가 10월 6일로 ‘Summer Yellow’의 10월 25일에 비해 빨랐다. ‘Geumhwa’는 초장이 86.3cm로 ‘Summer Yellow’의 93.8cm보 다 작았고, 곁가지 제거수는 8.1개로 ‘Summer Yellow’의 16.6 개보다 적었다. ‘Geumhwa’의 꽃직경은 13.6cm로 ‘Summer Yellow’의 13.5cm와 비슷하였으며, 꽃잎수는 ‘Geumhwa’가 263.6개로 ‘Summer Yellow’의 295.3개보다 적었다. 재배상 유 의사항은 ‘Geumhwa’는 중간종이므로 초기생육이 왕성하도록 비배 관리를 하고 생육기간 중 지베렐린 1,000mg・L-1를 2회 처 리하여 신장력을 높이도록 한다. 또한 설상화수가 적은 편이 므로 재전조를 실시하여 설상화수를 늘린다면 황색의 연중 조 기개화가 가능한 고품질 신품종 스탠다드 절화국화로써 소비 자 기호 충족 및 농가소득 창출에 기여할 수 있을 것으로 기대 된다.

    추가 주요어: 육종, 국화, 개화일, 적뢰, 화색

    사 사

    본 연구는 농림축산식품부 농림축산식품연구개발사업(과제 번호 117033-03-2-SB010) [고온기 안정성 강화 고품질 국화 품 종 육성 및 보급]과제에서 연구비 지원에 의해 수행되었음.

    Figure

    FRJ-26-77_F1.gif

    Pedigree diagram of a new standard chrysanthemum cultivar ‘Geumhwa’.

    FRJ-26-77_F2.gif

    DNA profiling results of pedigrees comparing to their descendant ‘Geumhwa’. PCR Amplicons from KNCrySSR_18 were run on 3% agarose gel. 100 bp DNA ladders at lane 1 were visualized from 100 bp (from bottom).

    FRJ-26-77_F3.gif

    Flower of a new standard chrysanthemum cultiva ‘Geumhwa’ (A) and ‘Summer Yellow’ (B).

    Table

    Summary of the primer information used in this study.

    Inherent and morphological characteristics of standard chrysanthemum cultivar ‘Geumhwa’.

    Flowering and growth characteristics of ‘Geumhwa’ in the natural flowering season.

    Resistance to white rust, vase life, and consumer’s preference of ‘Geumhwa’ in the natural flowering season.

    Flowering and growth characteristics of ‘Geumhwa’ by retarding culture.

    Flowering and growth characteristics of ‘Geumhwa’ by forcing culture.

    Reference

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