야콘 돌연변이체 후대의 생육과 품질 향상을 위한 최적 감마선 선량 구명

Optimizing Gamma-ray Dosages for Enhanced Growth and Quality of Yacon Mutant Progeny

야콘(Smallanthus sonchifolius [Poepp. & Endl.] H. Robinson)은 아삭아삭하고 달콤한 맛을 내는 프락토올리고당을 가진 작물이다. 그러나 괴근의 갈라짐이 심해 재배안전성과기능성이 우수한 품종 개발이 필요하다. 본 연구에서는 다양한선량의 감마선을 조사하여 유용 돌연변이체를 유도, 선발, 고정, 계통화하는 일련의 과정을 통해 육성된 후대 우수계통의 수량 및 품질 특성을 원종과 비교함으로써 품종화 가능성을 평가하였다. 야콘은 감마선 22.4∼36.6 Gy가 유용 돌연변이체 유기를 위한 적정 선량인 것으로 나타났다. 돌연변이 초기 세대(M1) 의 지상부는 초장과 잎줄기 무게가 감소하여 밀식적응성이 높은 초형으로 변화되었으며, 지하부는 열근 현상이 감소하여 품질 특성이 개선되었다. 돌연변이 후대 계통의 초장은 원종과 비슷하거나 감소하는 경향을 보였으나 줄기수, 엽수, 잎줄기 무게등의 형질은 원종보다 증가하는 것으로 조사되었다. 괴근 총수량은 싹이 나오지 않은 관아에 20 Gy를 처리한 계통에서 4,300 ㎏/10a, 40 Gy 처리에서는 4,251 ㎏/10a으로 원종(3,817 ㎏ /10a)에 비해 각각 12.7%, 11.4% 증수되어 생산성이 높은 우수계통으로 판단되었다. 또한, 새싹이 나온 관아에 40 Gy 를 처리하여 육성된 후대계통은 프락토올리고당과 수크로스 함량이 모두 증가되어 우수계통으로 판단되었다. 따라서, 싹이 나오지 않은 관아에 20 Gy와 40 Gy를 처리하여 육성된 후대계통은 괴근의 갈라짐이 적고 생산성이 높으면서 저장 중 병 발생률이 낮아장기저장이 가능하고, 프락토올리고당 함량이 높아 프리바이오틱스 등 기능성 식품소재로도 활용가치가 높을 것으로 기대된다.

Yacon (Samallanthus sonchifolius (Poepp. & Endl.) H. Robinson), a member of the Andean root crops (including potato and sweet potato) renowned for its sweet taste and crisp texture, has gained popularity owing to its high fructooligosaccharides content. Although gamma-ray mutagenesis has been utilized to develop breeding resources with novel characteristics, research on the radiation sensitivity of yacon remains limited. Therefore, this study aims to determine the optimal gamma-ray dosage for mutation breeding in yacón. Crown and green buds of yacon were exposed to gamma rays (20~80 Gy) and subsequently planted in a field. The median lethal doses for crown and green buds were 22.4 and 36.6 Gy, respectively. The aboveground characteristics of early generation (M1) included reduced plant height and leaf stem weight, resulting in a plant canopy highly adaptable to dense planting. Additionally, cracking of underground parts was notably reduced, thus improving quality characteristics. In the mutant descendant generation (M8), plant height remained similar to that of the original species or showed a decreasing trend; however, stem and leaf numbers along with leaf stem weight increased compared with the original species. The total tuber yield was 4,300 and 4,251 ㎏/10a under 20 and 40 Gy treatments, representing an increase of 12.7% and 11.4%, respectively, compared with the original species (3,817 ㎏/10a). After considering growth and quality factors, gamma-ray doses within the 20~40 Gy range were found optimal for selecting useful mutant lines in yacón. These mutants could contribute in developing a new yacón variety with high fructooligosaccharides content and long-term storage capabilities.