Flower Color and Scent: How to Regulate the Flower Color and Fragrance in Ornamentals?

Eun-ah Joh,Ha-seung Pak,Geung-Joo Lee 한국화훼학회 2020 화훼연구 Vol.28 No.4

화훼류 중 절화류의 화색과 향기 특성을 조절하는 것은 주 요한 육종 목표로써 인지되어 왔다. 최근 다양한 소비자 계층이 증가하면서 파란색 장미, 카네이션 등과 같은 특이화색이 라든지, 독특한 향기를 갖고 있거나 그 강도를 조절하고자 하 는 연구방향 또한 다양해졌다. 그러나 이것은 일반적으로 수 행하고 있는 교배방식으로는 특정 목표형질을 가진 품종을 개 발하기란 쉽지가 않다. 그래서 화색과 향기와 관련한 형질을 조절할 수 있는 유전공학적인 방법뿐만 아니라 다방면의 연구 가 진행되어 왔다. 이는 화색과 향기의 관련 식물 대사산물을 생산 하는 것을 비롯하여 유전공학적인 방법으로 조절하는 방 식 등 여러 가지 방법이 있다. 많은 예 중에 화훼작물의 화색 과 향기를 조절한 성공한 사례를 바탕으로 어떻게 하면 우리 가 원하는 방향에 가까운 화색과 향기의 특정 형질을 만들어 낼 수 있을지에 대해 정리해보고자 하였고, 이러한 것들은 잘 응용하여 추후 좀 더 많은 화색과 향기를 만들어낼 수 있는 전략을 수립하는 데 도움이 되고자 한다. In diverse ornamentals, flower color and fragrance traits have been recognized as major attractive elements in plant breeding purposes. Many consumers want more specific things such as blue rose and carnation in color and unique smell in fragrance. However, these are impossible to develop by traditional breeding tools without available genetic resources carrying these alleles. We studied broad technological methods that have been used to control the multiple traits with regards to flower color and fragrance production. Phytochemicals related to color and fragrance are produced by epigenetic regulation and various genetic factors in the biosynthesis pathways. In this review, we summarized different knowledge about the components biosynthesis pathway and how to control them to make wide ranges of flower color or fragrance. More research outcomes for improving flower color or fragrance through various advanced technologies in the future are thought to be reported.

화색 변경을 위한 카로티노이드 대사공학

하선화(Sun-Hwa Ha),정예솔(Ye Sol Jeong),임선형(Sun-Hyung Lim),김재광(Jae Kwang Kim),이동호(Dongho Lee),이종렬(Jong-Yeol Lee),김영미(Young-Mi Kim) 한국원예학회 2012 원예과학기술지 Vol.30 No.2

식물에서 화색은 종자를 퍼트리기 위해 꽃가루 매개충과 초식동물을 유인하는데 매우 중요한 도구이다. 사람에게 화색은 다채로운 시각적 다양성으로 큰 심미적 가치를 지님으로써 화훼산업의 발전은 새롭고 다양한 매력을 지닌 화색을 생산하는 방향으로 꾸준히 발전되어 왔다. 카로티노이드 성분은 화색 중에서 적색, 홍색, 황색을 나타내는 천연색소로서 이러한 카로티노이드 생합성 경로는 생명공학 기술을 이용하여 화색을 변화시키려는 대사공학의 주된 대상으로 여겨져 왔다. 본 총설에서는 카로티노이드 생합성 대사관련 유전자 발현 조절에 의한 색소 표현형의 변화를 소개하고자 하며, 최근 카로티노이드의 생합성을 넘어 절단과 축적 조절이 화색 변경을 위한 대표적인 기작으로 보고됨에 따라 다양한 화색만큼이나 다양한 조절 기작에 대한 현재까지의 지식을 총 동원하여 원하는 화색을 지닌 인공적인 꽃(engineered flower)을 생산하기 위한 전략을 종합해서 제시하고자 하였다. In plants, color is a powerful tool to attract insects and herbivores which act as pollinators and vehicles of seed dispersion. In particular, flower color has held key post for human with aesthetic value. Horticultural industry has developed methods to produce new and attractive color varieties in flowering plants. Carotenoids are one of the main pigments being responsible for red, orange, and yellow colors. Their biosynthetic pathway has been considered as a major target of metabolic engineering for color modification of flowers and fruits. Here, we review the diverse efforts to modify pigment phenotype by the control of carotenogenic gene expression and enzyme levels. Recent reports about regulating degradation and storage of carotenoids will be also summarized to help the creation of engineered flower with novel color phenotype which is not existed in nature.

근권 미생물 관주 처리된 분화용 시클라멘 로즈위드아이의 광원에 따른 화색에 비교분석

김유선 ( Yoo Sun Kim ),최스란 ( Sue Ran Choi ) 한국기초조형학회 2014 기초조형학연구 Vol.15 No.1

본 연구에서는 선행연구에 이어 근권 미생물이 처리된 시클라멘의 광원에 따른 화색(花色, flower color)의 변화를 비교·분석하여 유용미생물이 화색에 쓰이는 활용범위를 넓히고자 하였다. 식물선정은 재배방법이 용이하고, 시장성이 우수한 미디엄품종으로 시클라멘(Cyclamen)을 선정하였고 이 식물에 활용성이 좋고 널리 사용되고 있는 유용미생물인 광합성세균(Photosynthetic bacterium), 바실러스균(Bacillus subtilis), 유산균(Lactobacillus plantarum)을 5가지의 각기 다른 배율로 처리하였다. 그리고 식물의 꽃잎을 측색기(X-rite Eye-One Pro spectrophotometer)를 이용하여 스펙트럼 데이터를 얻은 후, 주광(D50)을 기준광으로 하여 일반가정에서 가장 사용 빈도가 높은 3가지 조명(Incandescent Illuminant A, Cool White Fluorescent-F2, TL85-F10) 아래에서 꽃잎의 색채가 어떻게 시각적으로 나타나는지 비교·분석하였다. 그 결과 미생물 처리 시 광원의 따른 화색은 광합성균 처리를 한 시클라멘에서는 꽃잎의 채도가 높은 경우 고농도에서 명확한 화색을 보였다. 또 바실러스균을 처리한 시클라멘에서는 다른 미생물 처리한 시클라멘에 비해 전체적으로 안정감 있는 화색의 변화를 보였다. 또 유산균 처리한 시클라멘에서는 화색이 너무 밝거나 어둡게 변화한 것이 관찰되었다. 이처럼 미생물에 따라 상이한 결과를 볼 수 있지만 주광D50과의 색차값은 광합성세균, 바실러스균, 유산균 모두 F2광원에서 제일 큰 차이를 보였고 그 다음으로 A광원, F11광원 순으로 주광과 차이가 있었다. 이러한 결과에 따라 화색 조절 시 미생물을 활용한다면 경제적으로나 상품성에도 효과가 있을 것으로 기대하였다. The results of this study showed that Cyclamen flower color changed according to the type of microorganism. However, flower color of lower chroma showed no difference by type of light. On the other hand, flower color of high chroma differed by type of light source in the high concentration group. This result can be applied economically in a highly marketable product. This study aimed to investigate the effects of microorganisms on flower color. For this purpose, this paper analyzed changes in Cyclamen flower color upon treatment with rhizosphere microorganisms under light sources. Cyclamen flowers were treated with five types of photosynthetic bacteria and Lactobacillus plantarum. The color of floral leaves was analyzed under three types of light (Incandescent Illuminant A, Cool White Fluorescent-F2, TL85-F10) on the basis of key light (D50). Color of floral leaves was measured as spectrum data by a X-rite Eye-One Pro spectrophotometer. The result of this study shows that flower color by lights applied microorganism is different by type of microorganism. But a flower color of lower chroma has no difference by type of lights. On the other hands, a flower color of high chroma has different by type of lights in high concentration group. This result is expected to utilize this research as a economic value for a high marketable product.

클레마티스에서의 F3'5'H 유전자 분리 및 화색별 발현분석

김소영,천경성,임성민,권오현,유봉식,김미선,이수영 한국화훼학회 2016 화훼연구 Vol.24 No.3

Clematis patens는 미나리아재비과 으아리속에 속하는 다년 생 숙근초로 꽃잎화한 꽃받침을 가지고 있는 점이 특징이며 흰색, 분홍색, 자주색, 보라색, 등 다양한 화색이 존재한다. 본 연구에서는 C. patens ‘The President’에서 flavonoid 생합성 경로에 관여하는 유전자 중 delphinidin 계열 anthocyanin 색 소 합성을 유도하는 F3'5'H(ClF3'5'H)를 분리 동정하였으며, 화색 및 발달 단계별 ClF3'5'H 유전자의 발현 패턴을 분석하 였다. 또한 클레마티스 화색별 anthocyanin의 함량을 알아보 았다. 그 결과, 기존 보고된 Aconitum carmichaelii의 F3'5'H 유전자의 아미노산 서열과 79% 일치하여 높은 상동성을 갖는 것을 확인하였으며, ClF3'5'H 유전자의 발현 패턴은 흰색을 띠 는 클레마티스에서는 ClF3'5'H 유전자의 발현량이 많지는 않 았으나 다른 발달 단계에 비해 완전 개화한 단계에서 발현이 강했다. 분홍색을 띠는 클레마티스에서는 모든 발달 단계에서 ClF3'5'H 유전자의 발현이 검출되지 않았으며, 자주색과 보라 색을 띠는 클레마티스에서는 개화 직전 및 완전 개화 단계에 서 발현하였다. 이 결과로부터 클레마티스의 다양한 화색과 클 레마티스의 F3'5'H 유전자 발현과의 상관관계가 시사되었다. Clematis is a genus of about 300 species within the buttercup family Ranunculaceae. Flower colors in the species are divided into four colors, white, pink, red and purple. Flavonoid 3',5'-hydroxylase is the key enzyme in the syntheses of 3',5'-hydroxylated anthocyanidins, which are usually required for the expression of blue or purple flower color. We isolated homologues of the F3'5'H gene (named ClF3'5'H ) from Clematis patens ‘The President’. We analyzed the gene expression and accumulation of anthocyanins in petal of ten cultivars with different flower colors. As a result, the expression of the gene was detected in fully-opened flower of the white-colored petal. Whereas, the expression of the gene was not detected in the pink-colored petal of C. patens ‘Comtesse de Bouchaud’ and ‘Hagley Hybrid’. Also, the gene expressed strongly in opening flower and fully-opened flower with purple - colored petals. It is suggested that the expression of the ClF3'5'H gene iinvolves different flower colors in C. patens.

감마선 처리에 의한 스프레이형 국화 화색변이체로부터 Flavonoid 3'-Hydroxylase(F3'H) 유전자의 분리 및 특성 구명

정성진(Sung Jin Chung),이긍주(Geung-Joo Lee),김진백(Jin-Baek Kim),김동섭(Dong Sub Kim),김상훈(Sang Hoon Kim),강시용(Si-Yong Kang) 한국원예학회 2012 원예과학기술지 Vol.30 No.2

스프레이 국화품종 'Argus'와 감마선 조사에 의해 화색변이가 일어난 돌연변이체의 꽃잎으로부터 안토시아닌 생합성 경로에서 중요한 역할을 담당하는 신규 DgF3'H의 전장 cDNA와 genomic DNA를 분리하였다. 전장 cDNA는 1,527bp(509 아미노산)의 ORF를 포함하고 있으며, 원품종 'Argus'와 화색변이체 사이의 염기서열 상동성은 97% 이상을 나타내었다. Genomic DNA의 크기는 야생형 'Argus'에서 3,831bp이었고, 3가지 화색 변이체에서는 3,828부터 3,838bp의 크기를 나타내었다. DgF3'H 유전자는 세 개의 exon사이에 두개의 intron을 갖고 있는 구조이고, 3'과 5' UTR 부분을 제외한 intron의 크기는 야생형 'Argus'에서 2,157bp이지만 3가지 화색 변이체에서는 2,155부터 2,159bp의 크기를 갖고 있었다. 이것은 감마선 조사에 의해 intron 부분의 유전자가 결실 또는 삽입된 것으로 추정된다. Southern 분석 결과 국화의 genome 내에서는 복수의 F3'H 유전자를 갖는 것이 확인되었다. DgF3'H 유전자의 발현 정도를 분석한 결과, 연분홍의 'Argus'와 두 개의 보라색 변이체(AM1 and AM3)에서 높게 발현되었으나 흰색 변이체(AM2)에서는 매우 약하게 발현되었으며, 염기서열 변이에 의한 F3'H 유전자의 구조적 차이가 화색의 변이에 관련된 것으로 추정되었다. 국화 'Argus' 및 화색 변이체를 이용하여 본 연구에서 분리한 신규 F3'H 유전자의 구조 및 유전자 발현 등을 포함하는 유전정보들은 화색 변이의 유전적 기작을 밝히는데 중요한 자료로 이용될 것으로 기대되나 향후 다른 유전적 발현요소들이 국화의 F3'H 유전자의 발현에 관여하는지에 관한 추가적인 연구가 필요하다고 하겠다. The objectives of this study were to isolate and the sequence of novel F3'H gene related to an anthocyanin pathway, and to confirm the expression patterns of the gene involved in the flower color variations of chrysanthemum mutants. In this study, we isolated the full-length cDNAs and the genomic DNAs of an F3'H gene from a wild type (WT) chrysanthemum (cv. Argus) and its three color mutants. The sequence analysis revealed a putative open reading frame of 1,527 bp that encodes a polypeptide of 509 amino acids. Sequence homology ranged from 97% to 99% between 'Argus' and its three color mutants. The sequence analysis from the genomic DNA revealed that the chrysanthemum DgF3'H gene consisted of three exons and two introns spanning a 3,830 bp length. The sizes of the gene for three mutants ranged from a shorter size of 3,828 bp to a longer size of 3,838 bp when compared to the size of WT. The total size of the two introns was 2,157 bp for WT, but those for three color mutants ranged from 2,154 bp to 2,159 bp. A result of an RT-PCR analysis indicated that the color variations of the mutants AM1 and AM2 can be partly explained by the structural modification derived from the sequencial changes in the gene caused by gamma ray. A Southern blot analysis revealed that the DgF3'H gene existing as multiple copies in the chrysanthemum genome. A systemic study will be further needed to provide a genetic mechanism responsible for the color mutation and to uncover any involvement of genetic elements for the expression of the DgF3'H gene for the color variation in chrysanthemum.

Conjoint 분석을 통한 주요 절화류의 소비 예측 분석

임진희(Jin Hee Lim),심명선(Myung Syun Shim),서지연(Ji Yeon Seo),백이화(Yi Hwa Baek) 한국원예학회 2014 원예과학기술지 Vol.32 No.5

본 연구에서는 소비자들의 주요 절화류에 대한 구매행동과 인식을 파악하여 시장을 예측하고, 소비 활성화 방안을 제시하고자 하였다. 설문조사를 전문 리서치 기관에 대행하여 실시하였고, 주요 절화류를 대상을 조사를 하여 컨조인트 및 군집분석을 하였다. 설문조사결과, 장미의 경우는 선택 속성별 중요도는 가격과 절화수명이 비슷하게 높았으며, 그 다음으로 화색, 화형의 순으로 분석되었다. 각 속성별 부분가치를 보면, 가격은 1000원, 꽃의 형태는 군집1의 남성의 경우만 빼고 여성 군집 2,3,4,5,6,7의 경우 모두 스프레이 형태의 장미를 선호하였다. 꽃의 절화수명에 대한 중요도는 높은 수준을 보여 모든 군집에서 7-8일로 나타났고 화색은 빨강색을 가장 선호하였다. 국화의 경우 선택속성별 중요도는 화색이 가장 높고, 그 다음으로 절화수명, 화형, 가격 순으로 분석되었다. 부분가치를 보면 가격은 1000원, 화형은 스탠다드, 절화수명은 16-20일, 화색은 노란색이 가장 높았다. 백합의 경우 선택속성별 중요도는 화형이 가장 높았고, 그 다음으로 절화수명, 가격, 화색 등의 순으로 분석되었다. 부분가치를 보면, 가격은 2000원, 화형은 대형을, 절화수명은 4-7일, 화색은 노란색이 가장 높았다. 주요 절화(장미, 국화, 백합)을 대상으로 컨조인트 분석 결과, 장미의 경우 가격과 절화수명이 가장 높게 나타났으며, 국화는 절화수명과 화색, 백합은 화형과 절화수명으로 나타났다. 주요 절화 모두 공통적으로 절화수명의 중요도가 높은 것으로 나타났다. 본 연구에서는 소비자 조사를 통해 주요 절화류에 대한 소비자의 선호 패턴을 분석하고 이를 근거로 소비자의 기호에 맞는 상품을 기획 생산하여 화훼류 소비 활성화 방안을 위한 기초조사 자료를 제시하고자 하였다. This study was conducted to improve the consumption of floriculture plants by researching preferences of consumers for the main types of cut flowers. We analyzed the results of surveys, carried out by a company, that were largely about roses, chrysanthemums, and lilies. After departmentalizing consumers into groups and analyzing the results through conjoint and cluster analysis, we found that consumers showed a higher rate of use based on price and vase life than on flower color and flower shape in roses. The groups of rose consumers preferred a price of 1000 won, spray type flower shape, vase life of 7-8 days, and red flower color. In chrysanthemums, consumers showed higher rate of use for flower color than for vase life, flower shape, and price. The groups of chrysanthemum consumers preferred a price of 1000 won, standard flower shape, 16-20 days vase life, and yellow flower color. In lilies, consumers showed higher use rate for flower shape than vase life, price, and flower color. Lily consumers preferred a price of 2000 won, large flower shape, 4-7 days vase life, and yellow flower color. Thus, the major cut flowers (rose, chrysanthemum, and lily) all showed highest use rates in for vase life. These results highlight the importance of understanding the characteristics of consumer interests. They also emphasize that we should plan and create market-oriented and consumer-oriented products to improve the consumption of floriculture plants.

국화 수출 확대를 위한 일본 소비자의 상품 선호도 분석

임진희(Jin Hee Lim),서지연(Ji Yeon Seo),심명선(Myung Syun Shim) 한국원예학회 2013 원예과학기술지 Vol.31 No.5

본 연구의 목적은 일본 소비자들의 국화 구매 특성을 조사하여 기호에 맞는 국화 제품을 생산하고 한국산 국화의 수출을 확대하는데 있다. 2차례에 걸친 설문 조사를 일본에 소재한 전문 리서치 기관에 대행하여 실시하였고, 불단용 국화와 캐주얼 플라워를 대상으로 조사를 하여 컨조인트 및 군집분석을 하였다. 설문조사결과, 캐주얼 플라워의 경우 화색, 화형, 포장형태 순으로 높은 효용치를 보여주었고, 흰색겹꽃 형태의 국화로만 포장된 상품을 가장 선호하는 것으로 나타났다. 군집분석 결과, 캐주얼 플라워는 모든 군집에 대하여 화색과 화형이 상대적으로 높은 효용치를 보여주었다. 다만 60대 전업주부, 고졸, 연소득 300만엔, 소도시에 거주하는 군집1과 40대 전업주부, 고졸, 연소득 300만엔, 소도시에 거주하는 군집2의 고객인 경우에는 화색보다 화형에 높은 효용치를 보여주었고, 50대 전업주부, 고졸, 600만엔대연소득, 소도시에 거주하는 군집3의 고객은 화형보다 화색에 높은 효용치를 보여주었다. 따라서 군집별로 고객군을 구분하여 신상품 개발전략을 수립하는 것이 필요하다. 구매 특성을 연령대별로 분석한 결과, 40대 및 50대는 홑꽃에 다른 품목(또는 품종)의 꽃과 함께 포장한 것, 60대는 겹꽃의 국화 단일품목으로만 포장한 상품을 선호하였다. 화색의 경우 50대 및 60대는 흰색과 노란색 국화, 40대는 분홍색과 노란색 국화를 선호하는 것으로 나타났다. 따라서, 캐주얼 플라워의 경우 소비자 연령대별로 화형과 화색 등의 속성에서 뚜렷한 구매차이가 보여졌으며, 이를 고려한 국화수출상품 개발 전략이 필요한 것으로 사료되었다. 불단용 국화는 화형, 화색, 가격 순으로 높은 효용치를 보여주었으며 298엔의 노란색 폼폰 형태 상품을 가장 선호하는 것으로 나타났다. 불단용 국화를 군집 분석한 결과 모든 군집이 화형에 대해 상대적으로 높은 효용치를 보여주었다. 구매특성 분석에 의하면 30-40대 전업주부, 고졸, 연소득 300만엔 미만, 소도시에 거주하는 군집1과 20대 전업주부, 대졸, 연소득 300만엔 미만, 소도시에서 생활하는 군집2의 고객은 가격에 매우 민감한 반면에 50대 전업주부,고졸, 연소득 300만엔 미만, 소도시에 거주하는 군집3은 가격에 둔감한 특성을 보였다. 구매특성을 연령대별로 분석한 결과, 30-50대는 흰색과 분홍색의 꽃, 20대는 노란색과 분홍색의 꽃을 선호하는 것으로 나타났다. 화형은 연령대별로 50대는 아네모네, 30-40대는 겹꽃, 20대는 폼폰형을 선호하였다. 따라서, 30-40대가 선호하는 흰색의 겹꽃과 20대가 선호하는 노란색의 폼폰형 상품에 대해서는 저가의 전략이 필요한 반면 50대가 선호하는 흰색 아네모네형 상품에 대해서는 고가의 전략을 수립하는 것이 필요한 것으로 판단되었다. 이와 같은 연구 결과를 바탕으로 지속적인 수출시장 조사를 통한 맞춤형 상품 개발과 홍보 강화가 무엇보다 필요할 것으로 사료되었다. This study was conducted to provide exportation strategy by surveying on preference of Japanese consumers on cut chrysanthemum exported. The survey was conducted two times by a local survey company in Japan, and the surveys were conducted largely on chrysanthemums for casual flowers and the altar. After departmentalizing Japanese consumers per groups the result were analyzed through conjoint and cluster methods, flower colors and shape were used relatively higher rate for selection criteria of flowers in every group in the case of casual flowers. Group 1 comprised of 60 year-old housewives who reside in a small city with high school diploma and annual income less than 300 million yen, and group 2 of 40 year-old housewives who are small city residents with high school diplomas and annual income of 300 million yen show higher rate of use in flower shape than colors. Another group 3 whose members are 50 year-old housewives, small city residents with high school diplomas and annual income of 600 million yen showed higher rate of use colors than the shape for selection criteria of flowers. The consumption characteristics according to the ages of the consumers showed a pronounced tendency. The 40-50 year-old housewives preferred single flowers packed with other flowers, and the 60 year-old housewives double flowers packed with only chrysanthemums. In flower color, the 50-60 year-old housewives preferred white and yellow flowers, and the 40 year-old housewives pink and yellow flowers. Therefore, there are needs for development strategy of new products considering the consumption characteristics of flower shape and color according to the ages of consumer. After analyzing the chrysanthemums for altar by departmentalization of Japanese consumers, every group showed relative higher rate of use for flower shape for selection criteria of flowers. According to the analysis on the consumption characteristics, group 1 which is comprised of 30-40 year-old housewives who reside in small city with high school diplomas and income less than 300 million yen, and the group 2 of 20 year-old housewives who reside in small city with college diplomas and annual income less than 300 million yen. They are very sensitive to the price of the products while the group 3 of 50 year-old housewives who reside in small city with high school diplomas and annual income less than 300 million yen are insensitive to the price. The 30-50 year-old housewives preferred white and pink flowers, and the 20 year-old housewives yellow and pink flowers. In flower shape, the 50 year-old housewives preferred anemone shape, the 30-40 year-old housewives double shape, and the 20 year-old housewives pompon shapes. Therefore, the white, double flowers for the 30-40 year-old housewives and the yellow, pompon flowers for the 20 year-old housewives are needed to be created at the lowest cost, while the white, anemone flowers are needed to created at higher cost with high quality. In light of these results, it is considered that we should understand the types of purchasing products through consumption characteristics of Japanese consumers. Also we should plan, create market-oriented and consumer-oriented products, and should export them in order to expand more exportation.

Chrysanthemums morifolium의 유전적 다양성 분석과 표현형질의 평가

인병천,심성철,임진희 한국화훼학회 2015 화훼연구 Vol.23 No.4

국화(Chrysanthemum morifolium)는 다양한 화색과 화 형 때문에 세계에서 가장 인기 있는 관상식물 중 하나 로서 절화, 분화 및 화단용 등 다양한 형태의 국화에 대 한 요구가 증가하고 있다. 본 연구는 SSR 마커를 이용하 여 국화 60 품종에 대한 유전적 유연관계를 조사하고, 군 집분석결과와 표현형간의 상관관계를 조사하기 위하여 수 행하였다. 표현형질 38개를 이용한 군집분석 결과, 대부 분의 국화 품종들이 화형과 화색에 따라 8개의 그룹으 로 분류되는 것으로 나타났다. 본 연구에서 사용된 150 개의 SSR 프라이머는 기존연구에서 보고된 62개와 C. nankingense의 unigene 염기서열 및 C. morifolium의 EST 염기서열로부터 디자인한 88개로 구성되었다. 국화 8품종에 대한 다형성 및 banding pattern 결과를 토대로 하여 국화 60 품종의 DNA 증폭에 사용할 13개의 SSR 마커를 최종 선발하였다. SSR 마커를 이용하여 군집분석을 행한 결과, phylogenetic tree에서 국화 60 품종 전 부가 화색에 따라서 6개의 그룹으로 분류되는 것을 확 인할 수 있었다. Phylogenetic tree와 화색간의 상관관계 를 조사하기 위하여 화색을 종속변수, SSR 마커를 독립 변수로 설정한 다중회귀분석(MRA)을 행하였다. MRA 결 과는 화색과 SSR 마커간에 통계적 유의성이 높은 상관 관계(r2 = 0.903, P < 0.05)를 나타냈다. 본 연구결과는 경 쟁력 있는 국화 신품종 육종을 위한 데이터로 활용될 수 있을 것으로 생각된다. Chrysanthemum (Chrysanthemum morifolium) is one of the most popular ornamental species in the world due to the great diversity of flower color and flower head type. There has been increasing demands for various types of chrysanthemums, such as cut flowers, potted plants and bedding plants. In this work, we investigated genetic diversity in 60 commercial chrysanthemum cultivars using simple sequence repeats (SSRs) and examined the relationship between clustering data and the phenotypic characteristics of chrysanthemum flowers. Cluster analysis based on 38 phenotypic traits showed that most of the chrysanthemum cultivars were separated into 8 groups according to flower color and flower head type. Of the 150 SSR primer pairs tested in this study, 62 primers were obtained from previous studies, while 88 primers were designed using the unigene sequences of C. nankingense and the Expressed Sequence Tag (EST) sequences of C. morifolium in the NCBI database. Thirteen SSR primers were selected based on polymorphism and banding patterns in a subset of 8 cultivars and used to amplify the DNA of 60 chrysanthemum cultivars. A cluster analysis based on these 13 SSR markers showed that all 60 chrysanthemum cultivars were divided into six clusters according to their flower color. To determine the relationship between the phylogenetic tree and flower color, multiple regression analysis (MRA) was performed with flower color as the dependent variable and SSR markers as the independent variables. The MRA results revealed a highly significant relationship (r2 = 0.903, P < 0.05) between the flower color and the SSR markers. These results will benefit chrysanthemum research community to develop elite cultivars.

Chrysanthemums morifolium의 유전적 다양성 분석과 표현형질의 평가

인병천,심성철,임진희 한국화훼학회 2015 화훼연구 Vol.23 No.4

Chrysanthemum (Chrysanthemum morifolium) is one of the most popular ornamental species in the world due to the great diversity of flower color and flower head type. There has been increasing demands for various types of chrysanthemums, such as cut flowers, potted plants and bedding plants. In this work, we investigated genetic diversity in 60 commercial chrysanthemum cultivars using simple sequence repeats (SSRs) and examined the relationship between clustering data and the phenotypic characteristics of chrysanthemum flowers. Cluster analysis based on 38 phenotypic traits showed that most of the chrysanthemum cultivars were separated into 8 groups according to flower color and flower head type. Of the 150 SSR primer pairs tested in this study, 62 primers were obtained from previous studies, while 88 primers were designed using the unigene sequences of C. nankingense and the Expressed Sequence Tag (EST) sequences of C. morifolium in the NCBI database. Thirteen SSR primers were selected based on polymorphism and banding patterns in a subset of 8 cultivars and used to amplify the DNA of 60 chrysanthemum cultivars. A cluster analysis based on these 13 SSR markers showed that all 60 chrysanthemum cultivars were divided into six clusters according to their flower color. To determine the relationship between the phylogenetic tree and flower color, multiple regression analysis (MRA) was performed with flower color as the dependent variable and SSR markers as the independent variables. The MRA results revealed a highly significant relationship (r2 = 0.903, P < 0.05) between the flower color and the SSR markers. These results will benefit chrysanthemum research community to develop elite cultivars. 국화(Chrysanthemum morifolium)는 다양한 화색과 화형 때문에 세계에서 가장 인기 있는 관상식물 중 하나로서 절화, 분화 및 화단용 등 다양한 형태의 국화에 대한 요구가 증가하고 있다. 본 연구는 SSR 마커를 이용하여 국화 60 품종에 대한 유전적 유연관계를 조사하고, 군집분석결과와 표현형간의 상관관계를 조사하기 위하여 수행하였다. 표현형질 38개를 이용한 군집분석 결과, 대부분의 국화 품종들이 화형과 화색에 따라 8개의 그룹으로 분류되는 것으로 나타났다. 본 연구에서 사용된 150 개의 SSR 프라이머는 기존연구에서 보고된 62개와 C.nankingense의 unigene 염기서열 및 C. morifolium의EST 염기서열로부터 디자인한 88개로 구성되었다. 국화8품종에 대한 다형성 및 banding pattern 결과를 토대로하여 국화 60 품종의 DNA 증폭에 사용할 13개의 SSR 마커를 최종 선발하였다. SSR 마커를 이용하여 군집분석을 행한 결과, phylogenetic tree에서 국화 60 품종 전부가 화색에 따라서 6개의 그룹으로 분류되는 것을 확인할 수 있었다. Phylogenetic tree와 화색간의 상관관계를 조사하기 위하여 화색을 종속변수, SSR 마커를 독립변수로 설정한 다중회귀분석(MRA)을 행하였다. MRA 결과는 화색과 SSR 마커간에 통계적 유의성이 높은 상관관계(r2 = 0.903, P < 0.05)를 나타냈다. 본 연구결과는 경쟁력 있는 국화 신품종 육종을 위한 데이터로 활용될 수있을 것으로 생각된다.

Breeding of Cut Spray Chrysanthemum ‘ Yes Ruby ’ with Thermotolerance

Ha Seung Pak,Hyun Gu Choi,Dong Chan Kim,Kuk Seong Son,Tae Sung Kim,Jong Jin Choi,Ji Hee Kim,Jeong Ok Kim 한국화훼학회 2019 화훼연구 Vol.27 No.1

고온기 화색발현이 우수하고 연중생산이 가능한 수출용 스프레이국화 신품종을 육성하기 위하여 충남농업기술원 화훼 연구소에서 2010년 분홍색의 모본 ‘Borami’를 방임수분하였다. 2011년에 종자를 파종하였고, 이중 화형과 화색이 우수한 개체를 선발하여 ‘SP11-148-01’로 계통명을 부여하였다. 2011년부터 2013년까지 주년 생산성을 위해 전조, 자연, 차광재배로 특성을 각각 검정하였고, 생육 및 개화특성은 화형과 화색이 비슷한 자주색 스프레이국화인 ‘Kingfisher’를 대조품종으로 조사하였으며, 2013년 ‘Yes Ruby’로 품종등록 출원하였다. ‘Yes Ruby’는 자주색의 설상화와 연녹색의 통상화로 가을 작형 개화기는 10월 24일로, ‘Kingfisher’의 10월 29일에 비해 빨랐다. ‘Yes Ruby’의 초장과 줄기굵기는 각각 94.9cm와 7.7mm로 ‘Kingfisher’의 89.2cm와 6.4mm보다 컸다. ‘Yes Ruby’의 꽃 직경은 6.2cm로 ‘Kingfisher’의 5.0cm보다 컸으며, 꽃잎수도 ‘Yes Ruby’가 25.7개로 ‘Kingfisher’의 23.3개보다 많았다. 착화수는 두 품종 모두 비슷하였으며, 흰녹병 저항성은 ‘Yes Ruby’가 2단계, ‘Kingfisher’는 3단계의 감염 정도를 나타내어 흰녹병에 대한 저항성이 높은 것으로 나타났다. 재배상 유의사항은 ‘Yes Ruby’는 겨울철 균일한 개화가 이뤄지지 않아 겨울철 야간온도를 18℃ 이상으로 관리해줌으로써 균일개화를 유도할 수 있다. 또한 생장억제제인 Daminozide을 처리함으로써 설상화수를 늘려 볼륨감 높은 꽃봉오리를 형성할 수 있어 고온기에도 화색발현이 우수하고 연중생산이 가능하여 안정적 수출을 통한 농가소득 증대에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. A spray chrysanthemum cultivar `Yes Ruby` was developed for its year-round production ability and control of summer discoloration by the Flower Research Institute of Chungcheongnam-do Agricultural Research and Extension Services, Korea. In 2010, the female parent ‘Borami’ with its pink flowers was open-pollinated, and the first selection was made the following year, resulting in ‘SP11-148-01’. Adaptation trials were conducted for 3 years for the candidate line on various characteristics, including the floral qualities of the light, natural, and shade cultures from 2011 to 2013, by comparing with the ‘Kingfisher’ cultivar as the control. ‘Yesan SP-44’ was created in 2013 and registered as the spray chrysanthemum cultivar ‘Yes Ruby’ same year. The ‘Yes Ruby’ ray flowers were red-purple and its disk flowers were yellow-green. The natural flowering time of ‘Yes Ruby’ on October 24, earlier than that for ‘Kingfisher’ (October 29). Its height and stem diameter of 94.9 cm and 7.7 mm, respectively, which are higher and thicker than those of ‘Kingfisher’ (89.2 cm and 6.4 mm respectively). The ‘Yes Ruby’ flower size and number of petals increased to 6.2 cm with 25.7 petals each, which is significantly larger and with more petals than ‘Kingfisher’ (5.0 cm with 23.3 petals each). Although the flower number of ‘Yes Ruby’ was similar to that of the control, it is more resistance to white rust, showing an infection degree of 2, which is lower than that of ‘Kingfisher’ (infection degree, 3). However, careful temperature controls are required (> 18℃) during winter to standardize flowering. The number of petals on the ‘Yes’ of these many attributes, including the year-round production and stable flower color in summer, the new chrysanthemum cultivar ‘Yes Ruby’ is expected to contribute to increasing crop yields as well as to strong consumer preferences for this plant.