오작교마늘 신품종 육성

마늘의 신품종은 어떻게 육성될까...?

 

 

마늘은 유전적 불임성으로 인해 교배 육종을 통한 신품종 육성이 곤란하다. 따
라서 우리나라에서는 외국 마늘 품종을 수집하여 우리 환경에 재배하여, 적합한
품종을 선발해 신품종으로 보급해 왔다. 대표적 예로 난지형 마늘로 많이 심겨지
는 대서, 남도 등이 이에 해당한다. 하지만 마늘의 원산지로 알려진 우즈베키스
탄, 카자흐스탄 등에 자생하는 마늘 중에서 가임성 유전자원이 있음을 확인 후,
이러한 자원들을 교배 모본으로 활용해 새로운 품종을 육성하고 있다. 이렇게 개
발된 신품종은 지역적응성 평가를 수행 중이며, 재배 안정성, 수량성 등을 고려
해 지역 별로 적합 품종을 선정, 보급할 계획으로 있다. 이번 차시에서는 이러한
마늘의 신품종 육성 방법과 현황에 대해 학습한다.

1. 우리나라에서의 마늘 품종 육성
가. 도입 육종

1) 남도 마늘
1976년 홍콩에서 가정백을 도입하여 1977∼1980년에 남해, 해남, 제주 등 3개
지역에서 생산력 검정을 하고, 1981∼1983년 우량품종으로 선발, 증식하여 1983
년부터 남도마늘로 명명하여 보급되었다. 남도마늘은 겨울을 나기 전에 잎이 자
라 올라와 겨울을 경과한 후 봄에 추대한다. 재배지역은 제주도, 전남 및 경남 해
안지역의 따뜻한 지역 그리고 충남 태안, 서산 지역에서 재배되고 있다. 주로 풋
마늘 및 조기 햇마늘용으로 재배한다. 지역에 따라 약간의 차이는 있으나 파종기
는 9월 하순이며 수확기는 익년 6월하순경이다. 생구중은 30∼50g정도이며 10a
당 수량은 1,450∼1,600kg이다. 재배상의 유의점은 얕게 심으면 열구가 많이 생
기므로 6cm 깊이로 파종하고 적기에 수확하는 것이 좋다.

2) 대서 마늘
1983년 스페인 마늘을 경남 창녕지역의 농민들이 재배하던 것을 1985∼1986
년에 경남농업기술원에서 품종 비교 시험결과 그 성능이 우수하여 1986년 극조생
종 대서마늘로 명명하고 1987∼1988년 시범사업을 거쳐 보급된 품종이다. 대서
마늘은 월동하기 전에 자라 올라와 겨울을 경과하며 봄에 추대를 하는 극난지형
으로 생구중이 50∼60g정도로 매우 크며, 남부지역 일부 동해안 해안지대에 재
배되고 있다. 단경기 출하용으로 재배되며 파종기는 9월중순경이고 수확기는 익
년 5월 중순경이다. 10a당 수량은 2,200∼2,300kg이며 최근에는 깐마늘로 소비
자들이 선호하여 재배면적이 늘고 있다. 대서마늘은 2차 생장이나 열구가 전혀
발생하지 않으나 조직은 치밀하지 않고 저장성이 떨어진다.

3) 자봉 마늘
1976년에 인도네시아에서 재배되고 있는 조생종 마늘을 도입하여 1976∼1977
년에 품종 특성 조사 결과, 그 성적이 제주재래보다 우수하여 1977∼1983년 제주
에서 지역 적응성 검정시험을 거쳐 1983년 극조생 자봉마늘로 명명하여 보급된
품종이다. 월동하기 전에 잎이 자라 겨울을 경과하며 불완전 추대성인 극조생종
이다. 재배지역은 제주지역에 적합하나 재배면적이 점차 줄어드는 추세이다. 파
종기는 8월하순경이며, 수확기는 4월중순경으로 주로 겨울 출하용 풋마늘 또는 4
월 생산 햇마늘용으로 재배되고 있다. 10a당 수량은 1,700∼1,800kg정도이며,
숙기는 아주 빠르나 구모양이 불균일하다.

나. 교잡 육종
1) 꽃피는 마늘의 수집 경위
1985년 일본과 서독에서 가임마늘을 수집하고 불임의 원인을 구명한 연구 결
과가 발표되었는데, 그 중 하나는 일본 가고시마 대학의 에또 타께오미(衛勝威臣)
박사의 논문이고 다른 하나는 서독 뮌헨대학의 Konvicka 박사의 논문 이다. 일
본 가고시마 대학의 조교수로 있는 에또 박사가 “Studies on the sterility in
garlic, Allium sativum L.” 이라는 영문 논문을 가고시마 대학 논문집 21권
(1985)에 게재하였는데, 에또 박사는 구 소비에트 연방의 우즈베키스탄과 카자흐
스탄의 주요 5개 도시, 알마아타(Alma Ata), 프룬제(Frunze), 타쉬켄트(Tashkent),
사마라칸트(Samar Kand), 부하라(Bukhara)에서 75점의 마늘을 수집하여 연구
하였는데 그 중 36점이 가임마늘이었다.
한편 서독 뮌헨대학의 Konvicka 박사가 마늘의 임성에 관한 논문을 발표하였
는데, 그는 야생 마늘인 Allium longicuspis(마늘의 학명은 Allium sativum)가
가임이라는 것과 (일본의 에또 박사는 불임이라고 하였음) 대체로 Mycorriza 같
은 미생물의 감염 때문에 불임성이 되었으며 이 미생물만 잘 구제하면 불임 마늘
도 가임화될 수 있다고 하였다.
가임 마늘과 불임 마늘의 차이는 감수분열과정의 염색체 대합상의 차이이며,
가임 마늘은 감수분열 중기 때 8쌍의 2가 염색체가 형성되지만(마늘의 염색체수
는 2n=16) 불임마늘은 최소한 3개 이상의 4가 염색체, 1개의 6가 염색체와 1개의
4가 염색체, 또는 1개의 8가 염색체 등을 갖고 있다는 것이다. 이들 논문을 근거로
농촌진흥청에서 가임 마늘 수집을 위하여 노력한 끝에 1986년 말 마늘통이 3∼5개
씩 든 4개의 계통을 확보할 수 있었으며, 이들 중 2계통이 가임 마늘이었다. 이
후 지속적으로 가임 마늘을 수집하여 마늘 육성 모본으로 활용하고 있다.
꽃피는 마늘을 이용한 마늘 품종 육성에 이용되고 있는 계통들의 특성을 살펴
보면 자웅성 가임 계통 8661 등 17계통, 자성가임 웅성불임계통 8614 등 11계통
이며, 우즈베키스탄에서 수집한 마늘 야생종(Allium longicuspis)의 모본 가능성
을 조사하고 있다.

2) 꽃피는 마늘을 이용한 마늘 품종 육성
가) 임성 검정
마늘의 불임원인은 염색체 전좌에 의해 일어난다는 보고(Etoh, 1980)에 의해
몇몇 국가에서 유전자원의 염색체를 검경하여 정상적인 화분모세포 감수분열이
진행되는 계통을 선발하여 교배육종을 수행하게 되었다.
국립원예특작과학원에서는 마늘 품종 육성을 위하여 국내 재배 품종, 도입유
전자원들에 대하여 꽃을 피우고 염색체 감수분열 현상을 성공적으로 관찰하였으
며, 그 결과 꽃 피는 마늘(가임 마늘)을 선발하였으며 이중에는 자웅성 가임이 17
점, 화분 임성은 없지만 자방이 가임인 웅성불임성 마늘 10점을 선방하였다. 이
들 계통들을 이용하여 자식 종자와 교잡 종자를 획득할 수 있게 되었다. 국내에
서 재배되고 있는 마늘들은 감수분열시 염색체 대합 이상으로 모두 불임으로 나
타났다(그림 1). 국내에서도 가임 마늘을 이용한 교배육종을 수행하는 과정에서
우선 국내외의 유전자원에 대한 염색체 검경을 실시하였다. 분석 결과 국내 대부
분의 재래종 마늘은 염색체 전좌에 의해 생식세포 분열시 정상적인 염색체 대합
이 이루어지지 않는 것으로 나타났다. 총 130여점을 검색한 결과 120여점은 세
번의 전좌가 일어난 계통들이며(4II + VIII), 10여점은 두 번의 전좌가 일어난 계
통(5II + VI)이어서 모두 완전 불임을 나타냈다. 반면에 우즈베키스탄 등지에서
도입한 계통들은 정상적인 염색체 대합을 하였고 21점의 정상 염색체 계통 중 6
점이 임성이 있는 것으로 나타났으며 이를 이용하여 교배육종을 수행하고 있다
(그림 2).

 

                                               <그림 1> 마늘 화분 개약 및 화분 입자

 

                                                 <그림 2> 마늘 임성 검정

나) 개화기시 조절
수집된 꽃피는 마늘 계통들은 개화시기가 달라는데, 자웅성 가임 계통과 자성
가임 웅성불임 계통간의 교배 종자를 얻기 위해서는 이들 계통의 개화기를 맞추
어야 한다. 일반적으로 자웅성 가임 마늘이 자성가임웅성불임 마늘보다 개화기가
20일정도 늦다. 따라서 개화기 일치를 위해서 자웅성가임 계통들을 10월에 파종
하고 익년 2월부터 3월까지 15℃로 가온하고 4월 한 달간은 암중단하였다. 이렇
게 하면 자웅성 가임 계통과 자성가임 웅성불임 계통간에 개화기가 거의 일치하
여 이들 계통들간의 교배 조합을 작성하여 종자를 얻을 수 있었으며, 자식 종자
획득도 가능하였다.
다) 주아제거
마늘은 일반적으로 총포내에 화기와 주아가 혼생한다. 따라서 적기에 주아를
제거하지 않으면 주아에 눌려 화기가 발달하지 못하고 고사하게 되거나 꽃이 피
더라도 종자 성숙기에 양분 경합에 의하여 충실한 종자를 얻을 수 없다. 만일 주
아를 어릴 때에 따주면 꽃눈이 잘 발달하여 수십 개의 꽃이 화두 상에 피게 된다
(그림 3). 꽃가루가 나오는 경우는 자가수분을 시키고 때로는 타가수분도 시키는
데 이렇게 꽃이 필 무렵이면 마늘은 거의 모든 잎이 고사하고 꽃대만 녹색으로
남아있는 상태가 된다. 따라서 종자가 충실한 발육을 못하고 결국 수확된 종자도
발아율과 발아세가 나쁘게 되는 것 같다.

 

                                                     <그림 3> 주아 제거 전(좌), 후(우)

주아를 제거해 주어야 꽃이 피는데 주아를 제거하는데 너무나 많은 시간이 소
요되며, 주아 제거 시 사용하는 핀셋에 의해서 화기에 상처가 발생하여 화기 전
체가 병에 감염되기도 한다. 주아를 제거한 후 7∼10일이면 꽃이 피는데, 자식 및
타식을 위하여 미리 교배조합을 작성하였다가 교배조합별로 모기장에 놓고 매개
충(금파리)을 이용하여 모기장당 60∼70 마리씩 방사하였으며, 매일 30∼40마리
씩 보충해 주었다(그림 4).
매개충인 금파리는 교배하기 1개월 전부터 소 허파를 이용하여 사육하였다. 금
파리 사육은 비닐하우스 안에서 2.5 x 1.5 x 1.5m 망을 설치하고(소 허파 등에 고
양이, 쥐가 접근하지 못하도록) 그 안에 소 허파, 수박 껍질 등을 놓고 금파리가
번식할 수 있도록 하였으며, 소 허파는 1주일에 한번씩 공급하였다(4주간 공급).
이렇게 하면 교배가 시작되는 7월 초부터 교배하는데 충분한 금파리를 얻을 수
있었다. 그러나 지금은 금파리를 사육하는 곳에서 구입하여 사용하고 있다.

 

                                          <그림 4> 파리를 이용한 수분 및 마늘 종자

라) 종자 획득, 발아, 순화 및 단구형성
가임성이 확인된 재료를 이용하여 상호 교잡하여 얻은 진정종자를 이용 2∼3
년간의 구비대 과정을 통하여 유전적 특성이 완전히 발현된 재료들의 특성을 평
가한 결과 양친의 특성을 초월하는 잡종강세 현상이 뚜렷이 나타났다. 또한 가임
재료간의 교배후대에서도 웅성불임성이 분리되었으며 후대분석 결과 웅성불임성
은 보족유전자의 상호작용에 지배되는 것으로 추정하고 있다.
종자는 9월에 채종하여 조합별로 조제하였으며, 종자 발아율 및 발아세 향상을
위하여 1/2 MS 배지를 이용하여 11월에 파종하였다. 발아율은 연간 차이가 있었
으나 평균 20% 정도였고 발아한 종자들을 테스트 튜브에서 1월 20일경에 꺼내어
9cm 포트에 심어서 약 한 달간 순화시킨 후 구 형성을 위하여 5℃ 저온에서 4∼6
주 동안 저온처리 하였다(그림 5, 6). 저온처리는 무, 배추 등 저온을 받아야 화
아 분화하고 고온 장일에 추대하는 작물들이 저온 처리하는 춘화 처리실을 이용
하였다.

                                                    <그림 5> 종자 형성 및 기내 파종

 

                                                <그림 6> 저온처리에 의한 단구 형성

또한 9cm 포트에 심고 순화시킬 때는 충분한 수분이 유지될 수 있게 육묘상자
위에 비닐을 설치하여 습도가 90% 이상 되도록 10일간 설치하였다. 10일 후 비닐
228 농촌진흥청 사이버 농업기술 교육 마늘
을 걷어내고(1월 30일 경) 2월 20일까지 20℃ 온실에서 생육시킨 다음 4월 5일경
까지 춘화처리실에서 저온처리를 하였다. 저온처리 후 육묘상자를 하우스에 옮겨
서 바이러스병을 전염시키는 진딧물 등의 침입하지 못하도록 방충망을 씌워서 관
리하였으며, 단구 수확은 보통 7월 상순경에 하였다.
수확한 단구는 일반 마늘 파종기인 10월 하순경에 포장에 심어서 인편과 주아
를 동시에 수확하여, 인편과 주아로 가능한 빨리 증식할 수 있도록 하여 번식률
이 낮은 마늘의 계통별 특성 평가를 3∼4년 안에 할 수 있게 하였다.

 

 

                              <표 1> 마늘과 종자번식 채소작물과의 채종 관련 특성 비교

6) 육성 계통들의 특성
육성된 계통들의 특성을 보면 난지형 마늘인 남도 마늘의 10a 당 수량
1,572kg과 수량이 비슷하거나 높으며, 한지형 마늘인 의성 마늘의 1,243kg, 단
양 마늘의 1,075kg보다는 수량이 약 50% 이상 높아서 다수확 계통들이다. 또한
인편수에 있어서도 소비자들이 선호하는 6쪽 내외이다(표 2).

 

                                           <표 2> 육성 계통의 원예적 특성

우리나라 마늘은 가을에 인편이나 주아를 파종하여 겨울을 나는 2년생 작물로
지역에 따라 월동 전 또는 월동 후 싹이 나와 봄에 줄기와 잎이 왕성하게 생장하
여 고온장일 조건에서 지상부의 생장이 정지되면서 구가 비대 발육하여 초여름에
수확하게 되는 생활환을 가지고 있다.
난지형 마늘과 한지형 마늘의 휴면성, 저온 요구도 및 숙기가 다르므로 육성
계통들이 어느 형에 속하는지 알아보기 위하여 여러 지역에 지역적응성 시험을 거
쳐 그 지역에 알맞은 계통을 선발하여 보급하고자 현재 제주, 남해, 목포, 단양,
수원 등 5개 지역에서 지역 적응성 시험 수행 중이다.

오작교 마늘 구매는 아래 그림을 크릭하세요