근적외선 분광분석법을 이용한 벼 유전자원의 아밀로스 함량과 단백질 함량 정량분석

• Published in: Korean journal of crop science Vol. 53; no. 2; pp. 217 - 223
• Main Authors: 김정순(Jeong-Soon Kim), 조양희(Yang-Hee Cho), 곽재균(Jae-Gyun Gwag), 마경호(Kyung-Ho Ma), 최유미(Yu-Mi Choi), 김정봉(Jung-Bong Kim), 이정희(Jeong-Heui Lee), 김태산(Tae-San Kim), 조종구(Jong-Ku Cho), 이석영(Sok-Young Lee)
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: Korean Society Of Crop Science 30.06.2008; 한국작물학회
• Subjects: 농학; amylose; germplasm evaluation; NIR spectrum; MPLS; protein
• ISSN: 0252-9777; 2287-8432

본 시험은 종자은행이 보유하고 있는 다양한 벼 유전자원의 활용을 촉진하기 위하여 비파괴적인 분석방법의 하나인 근적외선 분광분석법을 이용한 유용유전자원의 대량 선발체계 구축을 위해 실시하였다. 1. NIR스펙트럼은 700 nm 이하의 가시광선 범위에서 다양한 범위의 spectrum을 보였으며, 700 nm에서 2500 nm의 근적외선 파장에서도 spectrum의 차이가 크게 나타났고, 1400 nm에서 전체 spectrum의 정점을 나타냈으며 그 이상의 spectrum에서는 포화현상을 나타내었다. 2. NIR 검량식 작성에 이용된 144점의 선발자원이 가지는 단백질함량의 범위는 6.5~9.5% 였으며, 134점의 선발자원이 가지는 아밀로스함량의 범위는 18.1~21.7% 이었다. 3. 단백질함량과 아밀로스함량의 실험치(Lab data)와 NIR 데이터의 모집단 분포의 해석과 상관관계에 관한 통계분석 결과, 단백질함량과 아밀로스함량의 R2 (RSQ) 값은 각각 0.786과 0.865로 높게 보였으며, 검량식 표준오차(SEC)는 각각 0.442와 2.078로 유의한 값을 보였고, 또한 검량식 검정 표준오차(SECV)도 각각 0.541과 3.106으로 유의한 값을 보였지만 검증시 상관정도(1-VR)는 0.68과 0.70로 검량식 작성시보다 낮은 유의성을 보였다. Amylose and protein contents are important traits determining the edible quality of rice, especially in East Asian countries. Near-Infrared Reflectance Spectroscopy (NIRS) has become a powerful tool for rapid and nondestructive quantification of natural compounds in agricultural products. To test the practically of using NIRS for estimation of brown rice amylose and protein contents, the spectral reflectances (400~2500~;nm ) of total 9,483 accessions of rice germplasm in Rural development Administration (RDA) Genebank ere obtained and compared to chemically determined amylose and protein content. The protein content of tested 119 accessions ranged from 6.5 to 8.0% and 25 accessions exhibited protein contents between 8.5 to 9.5%. In case of amylose content, all tested accessions ranged from 18.1 to 21.7% and the grade from 18.1 to 19.9% includes most number of accessions as 152 and 4 accessions exhibited amylose content between 20.5 to 21.7%. The optimal performance calibration model could be obtained from original spectra of brown rice using MPLS (Modified Partial Least Squares) with the correlation coefficients (r2 ) for amylose and protein content were 0.865 and 0.786, respectively. The standard errors of calibration (SEC) exhibited good statistic values: 2.078 and 0.442 for amylose and protein contents, respectively. All these results suggest that NIR spectroscopy may serve as reputable and rapid method for quantification of brown rice protein and amylose contents in large numbers of rice germplasm.