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KR-102961303-B1 - Japonica rice variety, ARTI-flo1, having floury endosperm and suitable for dry milling and uses thereof

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Abstract

본 발명은 분질배유를 지니고 건식제분에 적합한 아티플로1 및 이의 용도에 관한 것으로, 본 발명의 분질배유를 지니고 건식제분에 적합하며 수탁번호 KCTC15307BP로 기탁된 동안벼 유래 돌연변이 품종 아티플로1, 상기 동안벼 유래 돌연변이 품종 또는 이의 종자를 포함하는 건식제분용 조성물, 상기 동안벼 유래 돌연변이 품종 또는 이의 종자를 건식제분하여 수득한 쌀가루 및 상기 동안벼 유래 돌연변이 품종 또는 이의 종자를 유효성분으로 포함하는 식품 조성물은 배유가 분질(floury)이므로 곡립경도가 낮아 건식제분에 적합하여 적은 비용으로 고품질의 쌀가루를 생산할 수 있으며, 곡립경도가 낮아 건식제분에 적합한 이점이 있고, 저비용, 고품질의 쌀가루를 유효성분으로 함유하여 식감이 우수한 쌀가루 제품을 저비용으로 생산하는데 효과적으로 이용될 수 있다.

Inventors

  • 최홍일
  • 이길응
  • 박재완
  • 안준우
  • 김상훈

Assignees

  • 한국원자력연구원

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20230522

Claims (10)

  1. 분질배유를 지니고 건식제분에 적합하며 수탁번호 KCTC15307BP로 기탁된 동안벼 유래 돌연변이 품종 아티플로1.
  2. 제1항에 있어서, 상기 벼 돌연변이 품종은 하기 특징을 나타내는 것인 벼 품종. 이삭길이(cm): 18.7±0.92 출수기(월/일, 전주): 8/19 간장(cm): 84.6±2.60 현미 길이(mm): 5.37±0.136 현미 너비(mm): 2.92±0.105 현미 장폭비(mm): 1.85±0.090
  3. 제1항에 있어서, 상기 벼 돌연변이 품종은 곡립경도(N)가 현미 51.15±3.14 및 백미 39.35±1.14인 것인 벼 품종.
  4. 제1항에 있어서, 상기 벼 돌연변이 품종은 벼 표준유전체(IRGSP 1.0)에서 5번 염색체(Os05g0405000)의 19,718,828 bp에 대응하는 위치에서 표준유전체 기준 C에서 T로의 단일염기다형성(single nucleotide polymorphism, SNP)을 가지는 것인 벼 품종.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 벼 품종 또는 이의 종자를 포함하는 건식제분용 조성물.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 벼 품종 또는 이의 종자를 건식제분하여 수득한 쌀가루.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 벼 품종 또는 이의 종자를 유효성분으로 포함하는 식품 조성물.

Description

분질배유를 지니고 건식제분에 적합한 자포니카 벼 품종 아티플로1 및 이의 용도{Japonica rice variety, ARTI-flo1, having floury endosperm and suitable for dry milling and uses thereof} 본 발명은 곡립경도가 낮아 건식제분에 적합한 자포니카 벼 (Oryza sativa L. ssp. japonica) 품종인 아티플로1(ARTI-flo1) 및 이의 용도에 관한 것이다. 벼는 우리나라의 주곡작물로 식량안보에 있어 중요한 역할을 하고 있지만, 국민 생활수준 향상에 따른 먹거리 다변화와 서구화로 인해 쌀 소비가 줄어들어 공급 과잉이 지속되고 있다. 정부는 쌀 공급 과잉 문제를 해결하기 위한 방안으로 쌀 가공산업을 적극 지원하고 있다. 특히, 쌀 가공식품 범위를 넓히고, 수입 의존적인 밀가루 사용을 대체하기 위한 방안으로 '분질미를 활용한 쌀 가공산업 활성화 대책'을 발표하기도 했다(2022.06. 농림축산식품부). 한편, 쌀을 가공하려면 분쇄하여 가루로 만들어야 하는데, 쌀은 밀에 비해 곡립 경도가 높아 미세하게 분쇄하기가 어렵다. 특히 쌀알이 단단한 멥쌀의 경우 물에 불려서 가루를 내는 습식제분이 필요한데 제분 후 발생하는 쌀뜨물, 쌀가루를 보관하고 유통하기 위한 살균건조의 공정이 필요해 쌀가루의 경제적 경쟁력이 매우 낮다는 한계가 있다. 이와 같은 문제를 극복하기 위해 건식제분이 가능한 분질미가 쌀가루 전용 품종으로 각광받고 있으며, 본 발명자들은 분질미(정확히는 분질배유, floury endosperm)를 결정하는 유전자와 이를 내재한 유전자원을 개발하면 육종의 원천소재로 활용될 수 있는 점에 착안하여 본 발명을 완성하였다. 도 1은 본 발명의 동안벼 유래 돌연변이 품종 아티플로1의 연도별 육성 계보 도표를 나타낸 것이다. 도 2는 동안벼와 본 발명의 동안벼 유래 돌연변이 품종 아티플로1의 MutMap 분석의 SNP-index plot을 나타낸 것이다. 예상 SNP를 chr05에서 녹색 박스로 표시하였다. 도 3은 본 발명의 동안벼 유래 돌연변이 품종 아티플로1의 변이 원인 후보 SNP 관련 유전자 모식도 및 transcript 서열 확인을 나타낸 것이다, (a) FLO4 유전자모식도 및 SNP 위치(빨간색 선). (b) 아티플로1의 SNP로 인한 3' splice site 변화 및 이로 인한 아미노산 서열 변화. (c) cDNA의 PCR 증폭 및 sequencing으로 확인한 transcript 상 19번 exon의 시작 지점 1 bp 밀림. 도 4는 동안벼와 본 발명의 동안벼 유래 돌연변이 품종 아티플로1의 수확기 포장 사진을 나타낸 것이다. 도 5는 동안벼와 본 발명의 동안벼 유래 돌연변이 품종 아티플로1의 이삭 비교를 나타낸 것이다. 도 6은 동안벼와 본 발명의 동안벼 유래 돌연변이 품종 아티플로1의 정조 비교를 나타낸 것이다. 도 7은 동안벼와 본 발명의 동안벼 유래 돌연변이 품종 아티플로1의 현미 비교를 나타낸 것이다. 도 8은 동안벼와 본 발명의 동안벼 유래 돌연변이 품종 아티플로1의 백미 비교를 나타낸 것이다. 도 9은 동안벼와 본 발명의 동안벼 유래 돌연변이 품종 아티플로1의 이삭, 정조 및 현미 비교를 나타낸 것이다. 도 10은 동안벼와 본 발명의 동안벼 유래 돌연변이 품종 아티플로1의 배유 비교를 나타낸 것이다. 이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 다만 하기의 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 실시예 1: 동안벼에 대한 돌연변이 유발 및 동안벼 유래 돌연변이 품종의 선발 본 발명의 동안벼 유래 돌연변이 품종의 제조 과정을 이하와 같이 설명한다. 구체적인 육성 계보를 도 1에 나타내었다. 1.1 조직배양 및 집단 구축(M1) 원품종 동안벼 배(embryo) 배양을 통해 캘러스(callus) 집단을 구축하였다. 캘러스 집단에 30, 50, 70, 90, 또는 120 Gy의 감마선 처리 후 3 mM 또는 4 mM 농도의 proline analog인 Aze(azetidine-2-carboxylic acid) 함유 배지에서 저항성을 보이는 캘러스를 선발하여 재분화 식물체를 얻었으며, 최종적으로 135개 M1 식물체로부터 M2 종자를 획득하였다. 1.2 집단 구축 및 세대 진전(M2~M4) 재분화한 식물체(M1)에서 획득한 M2 종자를 pooling하고 돌연변이 집단(M2)을 구축하고 집단을 전개하여 1390개체에서 채종하고, 개체별 계통번호를 부여하여 농경형질이 양호한 개체를 M3~M4 세대 진전하여 고정 계통을 마련하였다. 1.3 계통 선발, 계통명 부여 및 고정(M5~M8) 기초 농업형질 조사 및 달관조사 기반으로 192계통을 선발하여 계통명을 부여하고 유전적 고정을 위하여 M5~M8 세대진전 및 증식하였다. 1.4 특성 평가(M9~M11) 병충해, 수량 등 불량계통 도태 후 48계통을 선발하여 세대진전 및 계통별 특성을 평가함. 1.5 대량증식 및 생산력 검정 쌀알의 전분 과립이 성기게 배열되는 분질배유 특성으로 인해 쌀알이 쉽게 부서져 건식제분이 가능한 계통으로 불투명한 현미 외관이 반투명한 원품종과 뚜렷하게 구별되는 Z106 계통을 신품종 후보로 선정하였다. 생산성 및 원품종 대비 변이 특성의 구별성, 균일성 및 안정성을 확인하여 명칭을 "아티플로1(ARTI-flo1)"로 명명하였다. 실시예 2: 본 발명의 벼 품종아티플로1의 작물학적 고유특성 평가 본 발명의 동안벼 유래 돌연변이 품종인 아티플로1의 성능 및 시험 성적을 분석하여 작물학적 고유특성 평가를 진행하였다. 아티플로1의 잎은 동안벼과 유사하며 반직립성으로 초형이 양호하며, 줄기길이는 동안벼보다 길며 줄기 굵기와 강도는 비슷하였다. 또한. 이삭길이는 동안벼와 유사하며 착립밀도는 보통으로 2차지경이 있고 이삭추출이 양호하였으며. 벼알은 까락이 없고 탈립이 잘 안되며 부선 및 영색은 황백색임을 확인하였다. 이를 아래의 표로 정리하였다. 품종명잎(지엽)줄기색길이(cm)너비(cm)자세길이(cm)굵기(mm)강도도복아티플로1녹29.4±2.911.56±0.061반직립84.6±2.603.42±0.331강강동안벼녹29.3±1.481.45±0.038반직립77.7±2.873.22±0.276강강 품종명이삭길이(cm)이삭추출도(cm)탈립성착립밀도색까락부선영아티플로118.7±0.92완전추출잘 안됨보통황백황백없음동안벼18.8±0.90완전추출잘 안됨보통황백황백없음 실시예 3: 본 발명의 벼 품종아티플로1의 작물학적 가변특성 평가 본 발명의 동안벼 유래 돌연변이 품종인 아티플로1의 성능 및 시험 성적을 분석하여 작물학적 가변특성 평가를 진행하였다. 먼저, 출수기 평가 결과, 전라북도 정읍시에서 재배시 아티플로1의 출수기가 8월 18~23일로 동안벼보다 2~3일 정도 늦은 중만생종임을 확인하였다. 품종명출수기(월.일)2020년2021년2022년아티플로18/188/238/19동안벼8/158/208/17 ※ 2020년 : 5월 6일 파종, 6월 3일 이앙 2021년 : 5월 7일 파종, 6월 8일 이앙 2022년 : 5월 12일 파종, 5월 31일 이앙 1주 3~4본식 손이앙 생육특성 평가 결과, 아티플로1의 간장은 84.6 cm로 동안벼보다 7 cm 정도 길고, 수장은 18.7 cm로 유사하며, 주당 이삭수는 16.5개로 동안벼보다 0.5개 적다. 또한, 수당립수는 108.1개로 동안벼보다 6.4개 많고, 등숙률은 72.7%로 낮으며, 정조 천립중은 동안벼보다 1.4g 가볍다는 것을 확인하였다. 품종명간장(cm)수장(cm)이삭수(개/주)립수(립/이삭)등숙률(%)천립중(g)정조현미아티플로184.6±2.6018.7±0.9216.5±3.71108±7.972.7±2.6725.2±0.3620.9±0.40동안벼77.7±2.8718.8±0.9017.0±3.27102±6.787.3±3.1326.6±0.2122.3±0.53 수량성 평가 결과, 아티플로1의 쌀 수량성은 2021과 2022년 생산력검정시험에서 각각 10a당 377.1kg와 329.4kg으로 동안벼와 대비하여 각각 22%, 27% 감소하였음을 확인하였다. 품종명수량성(kg/10a)생예 (2021)생본 (2022)정조현미백미지수정조현미백미지수아티플로1493.8409.8377.178429.7358.0329.473동안벼625.4525.3483.3100585.0491.3452.0100 미질 및 도정특성 평가 결과, 아티플로1의 동안벼보다 현미 길이는 길고 너비는 약간 좁은 단원립이며, 정현비율은 83.3%로 동안벼와 유사함을 확인하였다. 품종명정조(mm)현미(mm)정현율(%)길이너비장폭비길이너비장폭비아티플로17.48±0.2093.40±0.1082.20±0.0655.37±0.1362.92±0.1051.85±0.09083.3동안벼7.41±0.2163.34±0.0912.22±0.0705.19±0.1152.96±0.0591.76±0.05084.0 현미의 아밀로스 함량과 손상전분 함량은 각각 17.4%와 5.0%로 동안벼보다 약간 낮았다 - 아밀로스 함량 측정: Amylose/Amylopectin Assay Kit (K-AMYL), Megazyme 社. - 손상전분 함량 측정: Starch Damage Assay Kit (K-SDAM), Megazyme 社. 품종명투명도(1~9)심복백(0~9)알카리 붕괴도(1~4)아밀로스 함량(%)손상전분 함량(%)아티플로199217.45.0동안벼10/1219.16.1 배유가 분상질로 동안벼와 비교해 배유가 불투명하며 쉽게 부서지는 특징을 보이며, 곡립경도(쌀알의 단단한 정도)는 동안벼 대비 현미 40.5%, 백미 35.2% 정도이다. - 곡립경도 측정: Texture Analyzer (TA.XT plus C), Stable Micro Systems 社. 5 mm diameter stainless steel probe (P/5) 사용, test speed = 0.10 mm/sec, 60반복. 품종명곡립경도(N)현미백미아티플로151.15±3.1439.35±1.14동안벼126.