땅콩 보존품종에 대한 단백질 특성을 조사하여 고단백 유전자원을 선발하고 아미노산 함량의 품종 및 환경변이를 밝혀 고단백 양질 아미노산 조성 품종육성을 위한 자료를 얻을 목적으로 시험하였다. 작물시험장에서 수집한 땅콩 164품종의 단백질 함량을 분석하였으며, 5개 지역에서 재배된 9개 장려품종의 아미노산 변이와 분획 단백질의 아미노산 특성 차이를 검토하였다. 1. 공시된 땅콩 164품종의 평균 단백질 함량은 24.5%였으며 최고 28.7%, 최저 19.5%로 9.2%의 변이를 보였다. 2. 초형에 따른 단백질 차이는 적었으며, 립중에 따라서는 소립이 대립중에 비해 단백질 함량이 높았으며 특히 Spanish type 품종에서 립중에 따른 단백질 차이가 컸다. 3. 품종의 도입지역에 따라서는 대만이나 Philippine 품종들이 단백질 함량이 높았고 국내 육성품종과 일본품종은 낮았다. 4. 단백질 함량과 100립중, 주당협실중 간에는 부의 상관을 보였으나 유의성은 인정되지 않았고, 기름함량과는 정의 상관을 나타냈다. 5. 품종 및 재배지역에 따른 필수 아미노산과 반아미노산 총량의 차이가 있었으며 aspartic acid도 품종과 지역간 차이가 인정되었고, arginine, lysine, methionine, glutamic acid, glycine, tyrosine은 지역간 차이가 phenylalanine은 품종차이가 있었다. 6. 땅콩 장려품종에서의 제한 아미노산은 isoleucine, methionine, threonine, arginine, lysine이었다. 7. 단백질 fraction별로 볼 때 아미노산은 prolamins, globulins, glutelins, albumin순으로 많았으며 필수아미노산 비율은 globulins에서 가장 많았다.
비닐피복작물 재배시 시비효율 증대 및 생력시비기술 확립을 위하여 파종과 동시에 시비가 가능한 토중시비기를 개발하였고 개발된 파종기와 시비기를 이용하여 1999년부터 2000년까지 시비간격 30 cm, 시비깊이 15 cm, 파종간격 25 cm로 배수가 양호한 사양토에서 땅콩을 재배한 후 작업정도, 토양화학성, 양분흡수량 및 수량성에 미치는 영향을 평가하였다. 땅콩의 파종 소요시간은 인력($173hr\;ha^{-1}$)에 비하여 90% 이상 노력절감 효과가 있었으나 출현일수는 4일정도 지연되었으며 입모율은 관행구에 비하여 11~18% 낮았다. 시험 전 토양에 비하여 시험 후 토양의 총질소 함량은 증가한 반면에 유기물, 유효인산 및 치환성 칼륨함량은 감소되었으며 토양의 질산태질소 합량은 생육초기에서 중기까지 국소시비구에서 시비량이 많을수록 증가하였다. 땅콩의 질소흡수량은 근류균에 의한 자체 고정량이 많아 시비방법 및 시비량별 큰 차이가 없었으나 인산 및 칼리흡수량은 국소시비 70%, 100%구에서 높은 경향을 나타냈다. 땅콩의 생장속도는 시비방법별 공히 파종 후 120일에 가장 많이 증가되었고 관행시비구와 국소시비 70%구에서 생육후기까지 증가폭이 크게 나타났으며 국소시비 70%구는 협수가 많고 협실비율 및 완숙립중 비율이 높아 종실중이 관행시비구 $3,150kg\;ha^{-1}$에 비하여 4% 증수되었다.
식물성 유지자원 중 옥수수와 땅콩을 원료로 하여 35$^{\circ}C$, 100 rpm의 항온교반수조와 8$0^{\circ}C$의 soxhlet extractor에서 1, 3, 6시간에 따라 유지를 추출한 후, sn-1,3 위치 특이성을 가지는 IM 60(Rhizomucor miehei, EC 3.1.1.3)를 사용하여 acidolysis 방법을 통해 CLA를 함유하는 재구성지질을 합성하였다. 추출된 옥수수유와 땅콩유 모두 35$^{\circ}C$, 6시간에서 각각 3.59, 47.98%로 여러 추출 조건 중 가장 높은 수율을 보였고, 추출된 유지 모두 phytosterol 이성질체(campesterol, stigmasterol, $\beta$-sitosterol) 중 $\beta$-sitosterol의 함량이 가장 높은 수치를 나타내었으며, oleic acid와 linoleic acid가 추출된 유지의 주요 지방산으로 조사되었다. 추출된 유지와 재구성 지질(추출유-CLA)의 tocopherol 함량 분석 결과 추출된 유지와 합성한 유지의 총 tocopherol 함량이 지정된 온도의 추출시간과 반응(합성)시간에 따라 감소되는 경향을 보였다. 한편, 재구성 지질의 지방산 조성 분석 결과 CLA 총 함량이 반응시간에 따라 증가하는 경향을 보였고 24시간 반응에서 옥수수유와 땅콩유에 결합된 CLA 총 함량이 각각 9.25, 7.48mol%로 여러 반응시간 중 가장 높게 나타났다. 또한 CLA의 주요 이성질체 중 생리활성이 높다고 알려진 cis 9, trans 11-CLA와 trans 10,cis 12-CLA의 재구성 지질 내 함량은 옥수수유와 땅콩유 각각 7.50, 6.30 ㏖%이었다.
땅콩의 delta 12 fatty acid desaturase 유전자의 염기서열에서 고 올레인산을 함유하는 F435를 선발할 수 있는 PCR 기초 분자표지마커를 제작하였다. 본 연구는 포인트 뮤테이션(point mutation)의 결과로 나타나는 고 올레인산을 SNP 마커를 이용하여 하나의 염기서열차이(아데닌 삽입)를 이용하여 판별할 수 있는 분자마커이다. 제작한 마커가 고 올레인산 관련 특이 마커인지 확인하기 위하여, 일반 땅콩 9 품종과 F435를 PCR 후 아가로스 겔 상에서 확인하여 고 올레인산 특이 분자마커임을 확인하였고, 조평 ${\times}$ F435의 $F_2$ 교배조합 41 계통을 이용하여 분리양상을 확인하였다. 그 결과 지방산 분석을 하지 않고도 고 올레인산 함유 계통을 손쉽게 선발할수 있었다. 특히, 헤테로 형질을 나타내는 계통도 선발 가능하였다. 분자마커의 결과가 지방산 수준에서 일치하는지 확인하기 위해 NIR 및 가스크로마토그래피 분석결과를 알아보았데 고 올레인산 관련 분자표지마커가 NIR 및 가스크로마토그래피 분석결과와 일치하였다. 고 올레인산 땅콩의 유전적 차이를 이용하여 분자표지마커를 개발 함으로서 고 올레인산 땅콩의 정확한 선발과 품종을 개발하는데 있어서 세대단축의 효과를 가져올 것이다.
간식용 대립 땅콩의 선호도가 높음에 따라 대립 양질 다수성 신품종 육성을 위하여 직립 단경 다수성인 'SP9128'과 조숙인 '대광땅콩'를 인공교배하여 육성한 선안의 주요 특성을 요약하면 다음과 같다. 1. 선안은 버지니아 초형으로 개화기가 빠르고 지상부 생장습성은 직립 단경 다분지성이다. 2. 선안은 대광땅콩에 비해 성숙협수, 성숙협비율, 100협립수 등이 높아 양호한 등숙특성을 보이며 100립중이 87 g인 대립품종이다. 3. 도복은 매우 강한 특성을 나타내며 갈반병, 그물무늬병, 흑반병에 비교적 강하고 낙엽율도 낮아 생육후기까지 녹엽유지에 유리하였다. 4. 선안은 단백질이 28.5%, 기름함량이 50.6%이고 양질지방산중 올레산(54.3%)이 리놀산에 비해 23% 더 높아 산화안정성이 양호한 특성을 가진다. 5. 선안은 3년간 지역적응시험 결과 대광땅콩에 비하여 전국평균 8.59 ton/ha로서 14% 증수되었다.
미국산 땅콩의 지용성 성분의 연구를 위해 일반 품종과 hioleic 품종이 가지는 지방산과 지용성 vitamin 중 하나인 tocopherol의 구성과 그에 대한 상관관계를 살펴보았다. 두 가지 품종에서 확연한 지방산 조성의 차이를 대표적 지방산인 palmitic acid, oleic acid, 그리고 linoleic acid를 중심으로 상관관계를 확인할 수 있었으며, 포화지방산과 ${\beta}$-T 반비례 관계를 통계적 접근을 통해 확인할 수 있었다. 또한 correlation을 통해서 ${\gamma}$-T와 ${\delta}$-T가 높은 비례관계를 가지는 것을 확인하였다. 다변량 분석을 위한 통계기법 중 대표적인 PCA를 통해서 땅콩의 지용성 성분에 대한 해석을 시도하였고, 그 결과 변수로 분류한 지방산과 tocopherol과의 관계를 loading plot을 통해서 확인하였고, score plot을 통해 개별 땅콩 품종들이 보이는 그룹간의 유의성과 차이를 확인할 수 있었다. 통계적 접근을 통해서 일반적인 분석 데이터에서 보여주는 정보 이외의 숨은 결과를 수학적 계산을 근거로 얻을 수 있다는 점에서 PCA를 이용한 통계적 접근법은 앞으로 여타의 땅콩품종이 가진 지용성 및 수용성 성분의 상관관계 및 품종간 그룹별 분류에 좀 더 체계적인 수단으로써 이용될 것으로 판단된다. 그리고 우수한 영양 및 기능성 성분을 가진 땅콩이 육종이라는 과정을 통해서 개량된 high-oleic 품종은 더욱 우수한 영양성분 및 식품으로서의 가공 안정성을 가지고 있어, 식품소재로서의 high-oleic 품종은 전통 품종보다 더욱 유리한 위치에 있다고 판단된다. 또한 연구에서는 선행 연구들에서 발견한 fatty acid와 tocopherol 함량의 유의적인(P<0.05) 상호관계가 나타나지는 않았으나 향후 땅콩을 포함한 식품소재의 성분 분석에 대한 연구 과정에서 잠재적으로 발생 가능한 영양 및 기능성 성분에 대한 상호관계를 탐색 연구하는 연구가 계속적으로 시도되어야 할 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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