Phenological Progression of Guava Genotypes in Gangetic West Bengal Conditions

기술 요약: 벵골 지역의 기후 조건 하에서 구아바 유전자형의 표현형 진행

문제 제기
구아바(Psidium guajava L.)의 효과적인 작물 관리를 위해서는 영양 성장, 꽃눈 분화, 개화, 결실 및 성숙을 포함한 표현형 단계(phenophases)의 시기에 미치는 기상 영향에 대한 정밀한 이해가 필요하다. 구아바는 강인한 작물이자 인도의 주요 과수 생산 기여 품목이지만, 서뱅골의 강가 충적토 조건에서 서로 다른 유전자형이 보이는 구체적인 표현형 진행 특성은 충분히 규명되지 않았다. 상세한 표현형 달력(phenological calendar)이 없으면 재배자들은 수확량 증대와 우수한 과실 품질을 보장하기 위해 비료 살포, 성장 호르몬 적용, 병해충 방제와 같은 핵심 관리 작업을 최적의 시기에 수행하는 데 필요한 데이터를 확보하기 어렵다.

연구 방법
본 연구는 2020년부터 2021년까지 서뱅골 나디아(Nadia)의 몬두리(Mondouri)에 위치한 비단 차크라 크리시 비스와뱌칼라야(Bidhan Chandra Krishi Viswavidyalaya) 원예 연구소에서 2년간 수행되었다. 강가 충적 지역에 위치한 실험 지점은 연평균 강수량 1250–1400 mm, 최저 기온 6.5°C에서 최고 기온 39.0°C의 범위를 나타낸다.

본 실험에서는 4종의 잡종과 9종의 품종을 포함한 13종의 구아바 유전자형을 평가하기 위해 난괴법(Randomised Block Design, RBD)을 활용하였다. 여기에는 5종의 적색/분홍색 과실 품종(Taiwan Red, SRD 1, Kohir Red, Kohir Round, Arka Kiran)과 8종의 백색/크림색 과실 품종(Khaja, Dudh Khaja, Baruipur Local, Md Khaja, Kafri, Arka Mridula, Hisar Safeda, Hissar Surkha)이 포함되었다. 실험에는 5 m × 5 m 간격으로 식재된 8년생 나무를 사용하였으며, 각 유전자형당 3반복을 실시하고 균일한 재배 관행을 적용하였다.

관찰은 수정된 BBCH 일반 척도 및 Fleckinger 코드를 사용하여 코딩된 16가지의 뚜렷한 표현형 단계에 대해 기록되었다. 이 단계들은 영양 생장 눈의 출현(A:00)부터 과실 성숙(K:89)까지 이어진다. 각 단계의 시작은 태그가 붙은 가지(tagged shoots)에서 최소 10개의 특정 형태학적 표지(예: 영양 생장 출현을 위한 10개의 녹갈색 뾰족한 눈 모양 돌기)가 나타나는 것을 기준으로 정의되었다.

달력 일수 외에도, 본 연구는 적산온도(Growing Degree Days, GDD)를 통한 표현형 발달을 평가하였다. GDD는 $GDD = \sum [(T_{max} + T_{min}) / 2] - T_{base}$ 공식을 사용하여 매일 계산되었으며, 구아바의 기준 온도($T_{base}$)는 16°C로 설정되었다. 데이터는 Panse와 Sukhatme(1967)의 절차에 따라 통계적으로 분석되었으며, 지속 기간, 변이 계수(C.V.), 표준 오차(SE)를 산출하였다.

주요 결과
조사 결과, 유전자형에 따라 표현형 단계의 시기와 지속 기간에서 유의미한 변이가 있음이 밝혀졌다:

• 표현형 시기: 'Taiwan Red'는 16개 모든 표현형 단계에서 영양 생장 눈의 출현(2021년 1월 5일)부터 과실 성숙(2021년 5월 9일)까지 일관되게 가장 빠른 시작을 보였다. 반면, 'Baruipur Local'은 영양 생장 단계의 시작이 가장 늦었으며, 'Md Khaja'와 'Hissar Safeda'는 각각 생식 및 결실 단계에서 가장 늦은 모습을 보였다.
• 지속 기간: 모든 표현형 단계를 완료하는 총 지속 기간은 유전자형에 따라 크게 달랐다. 'Taiwan Red'는 가장 짧은 기간(132.17일)이 소요된 반면, 'Hissar Safeda'는 가장 긴 기간(168.83일)이 소요되었다. 지속 기간에 따른 유전자형 순위에서 'Hissar Safeda'는 가장 긴 쪽, 'Taiwan Red'는 가장 짧은 쪽에 위치했다.
• 변이성: 표현형 단계 지속 기간에 대한 변이 계수(C.V.)는 1.67%에서 18.18% 사이였다. 초기 영양 단계인 영양 생장 눈의 부풀음(18.18%)과 출현(17.59%)에서 높은 변이가 관찰되었는데, 이는 초기 성장 리듬에서 유전자형 간의 상당한 분화를 나타낸다.
• 열 요구량 (GDD): 누적 GDD 요구량은 'Taiwan Red'의 1151.05 GDD부터 'Kohir Round'의 1697.85 GDD까지 폭넓게 나타났다. 특정 단계의 평균 GDD는 영양 생장 눈의 출현에 필요한 열 시간이 가장 적은 4.82 GDD였고, 과실 성장의 최종 80% 단계에 필요한 열 시간이 가장 많은 910.90 GDD였다.

의의 및 주장
저자들은 서뱅골 강가 지역에서 구아바 유전자형의 표현형 진행이 유전자형에 따라 매우 크게 달라진다고 결론지었다. 본 연구는 BBCH 척도와 GDD 요구량을 결합하여 사용하는 것이 달력 일수만을 사용하는 것보다 표현형 단계의 전이를 더 정확하게 예측할 수 있게 해준다고 주장한다.

본 연구 결과의 주요 의의는 관리 작업의 시기를 조절할 수 있는 잠재력에 있다. 서로 다른 유전자형의 특정 열적 및 시간적 요구 사항을 이해함으로써, 재배자는 관수, 양분 공급, 병해충 방제 및 수확 일정을 최적화할 수 있다. 논문은 'Taiwan Red' 및 'Kohir Red'와 같은 조기 성숙 유전자형이 조기 수확 또는 다기수 재배를 목표로 하는 지역에 적합하며, 'Hissar Safeda'와 같은 만기 성숙 유전자형은 연장된 수확 기간 또는 순차적인 시장 수요에 더 잘 부합할 수 있다고 제안한다. 또한, 저자들은 이러한 GDD 프로파일이 서뱅골 및 유사한 농업 기후 지역의 구아바 농민들을 위한 의사 결정 지원 모델에 통합될 수 있다고 제안한다.