제출문 농림수산식품부장관 농촌진흥청장 산림청장귀하 이보고서를 Golden Seed 프로젝트품목별상세기획 과제의보고서로제출합니다 년 4 월 15 일 주관연구기관명 : 농업회사법인 ( 주 ) 농우바이오 주관연구책임자 : 원동찬 세부연구책임자 : 원동찬 연 구 원

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1 < 붙임 > 최종보고서 ( 뒷면 ) IPET G ol 보안과제 ( ), 일반과제 ( ) 과제번호 IPET 발간등록번호 ( 앞면 ) d e n S ee Golden Seed 프로젝트품목별상세기획보고서 ( 토마토 ) 과제명 : 수입대체및수출용토마토종자개발세부연구계획수립을위한상세기획 d 프로젝트 품목별 상세기획 보고서 ( 토마토 ) 농업회사법인 ( 주 ) 농우바이오 주 의 농림수산식품부 농촌진흥청 산림청 농림수산식품부 농촌진흥청 산림청

2 제출문 농림수산식품부장관 농촌진흥청장 산림청장귀하 이보고서를 Golden Seed 프로젝트품목별상세기획 과제의보고서로제출합니다 년 4 월 15 일 주관연구기관명 : 농업회사법인 ( 주 ) 농우바이오 주관연구책임자 : 원동찬 세부연구책임자 : 원동찬 연 구 원 : 남석현이상직이재무임병환조화진홍동오허남한 협동연구기관명 : 토마토생명공학연구소 협동연구책임자 : 김명권 연 구 원 : 강원희김기준류제택박민우어백선최승국 협동연구기관명 : 한경대학교 협동연구책임자 : 강권규 연 구 원 : 박영훈이인혜정유진조성환최학순황수연

3 Golden Seed 프로젝트 품목별상세기획보고서 농업회사법인 농우바이오 원동찬 토마토품목상세기획보고서

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5 요약문 제 1 장개요 1. 상세기획필요성 세계각국은식량안보및산업경쟁력제고를위해유전자원수집 평가 이용등유전자원에대한주권을강화하고있는추세 우리나라의 UPOV 가입 ( 02) 과품종보호제도전면시행으로로열티지급의무발생품목이급증하고이에대응하는품종개발이미흡함 : 품종보호대상작물 27건 (`98) 113건 (`03) 223건 (`08) 국내의토마토재배면적및종자시장이크게증가되고있으나, 종자의많은부분을수입에의존하고있는실정임 토마토는고부가가치작물로우선적으로국내시장의수입품종을대체할수있는품종을개발하여달러의해외유출을막고농가에게소득증대뿐만아니라국내토마토산업의활성화를 GSP(Golden Seed Project) 를통하여기하여야함 세계토마토재배면적은약 470 만 ha (FAO, 2011) 이며, 이중 20% 인 98만 ha가중국, 18% 인 86만 ha가인도, 5% 인 26만 ha가터키, 4% 인 21만 ha가이집트에서재배되고있어한정적인국내시장뿐만아니라거대한규모의수출용토마토시장에도투자를하여야할시기임 제 2 장. 국내외동향및환경분석 1. 국내외시장 기술 정책현황분석 1.1 국내시장현황 토마토의국내재배면적은매년증가하여 6,344ha(2012) 전후이며, 과채류중에서농가소득, 농산물공급, 국민건강차원에서그중요성이매우큼 재배품종은국내육성품종이약 30% 이상차지하고있으며, 70% 정도가외국품종으로주로일본과유럽등지에서수입되고있음 국내의토마토의상업적품종육성은 1990 년대부터시작해서최근에는국내육성가가만든품종이시장에서많이보급되고있음 - 1 -

6 1.2 국외시장현황 세계토마토재배면적은약 470 만ha 에생산량은 15,900 만톤 (FAO, 2011) 에이르는대표적인글로벌채소작물임 - 재배면적순으로보면중국이 98만ha(20%) 로가장넓고인도 86만ha(18%), 터키26 만ha(5%), 이집트 21만ha (4%) 순으로나타남 - 생산량은중국이 4,857 만톤으로가장많으며인도 (1,682 만톤 ), 미국 (1,262 만톤 ), 터키 (1,100 만톤 ), 이집트 (810만톤 ) 순으로나타남 동북아서남아동남아중동 주요국가중국, 일본인도, 파키스탄인도네시아터키, 이집트, 이란 주요시장분류 무한생장형 Pink 토마토시장무한생장형 Red 토마토시장방울토마토시장 일반종 (General) 토마토시장 TYLCV 내병계토마토시장 Sour & Flat (PKM) 토마토시장청고병 (BW) 내병계토마토시장무한생장형 (ID type) 토마토시장 고지대용 ID type 토마토시장저지대용 D type 토마토시장 Beef 토마토 Cluster ( 화방수확형 ) 토마토 Cocktail 토마토노지재배토마토 1.3 기술동향분석 1) 국내기술동향 한국의토마토품종육성연한은 30여년에지나지않으며, 토마토육종에참여하고있는국내기업이극소수이며토마토육성의가장큰핵심요소인내병성육종의기술력및연구기반이선진국기술수준에비하여취약한편임 현재국내민간회사에서도한품종에 4 5 개이상의내병성인자를가지고있는복합내병계품종들이출시되어농가에보급되고있으나초기단계임 토마토육종에참여하고있는국내기업이적으며장기투자에대하여주저하고있고특히토마토육성가양성에소흘하여경력육성가가극소수에불과함 여교잡육종에필요한 MAB 분자마커는염색체를적절히구획하여 background - 2 -

7 selection 을실시하는기술임. 이를위해표준유전체정보를이용한물리적인거리단위로구획을나누거나유전지도를통한유전적거리단위로구획을나누어효과적인 background selection 조건을규명해야함 2) 국외기술동향분석 토마토는시장규모만큼이나종자시장도크며, 다른채소에비해선도적인육종기술이개발되었고유전자지도도가장먼저작성 2003 년부터시작된국제가지과유전체컨소시엄을통해토마토유전체해독이완료되었고, 2012 년 5월 Nature 에발표되어유전체정보공개 세계종자시장의다국적기업은자체연구소를가지고있으며학계와의공동연구를통하여기업을중심으로전통육종기술과더불어형질전환이나분자마커를이용한육종 (Marker-assisted breeding; MAB) 기술을적극적으로도입하여신품종을꾸준히개발하고있음 선진외국회사에서개발된대부분의토마토품종은병저항성유전자를최소한 5가지 (Mi, Cf, Tm2, Ve, I 등 ) 이상보유하고있으며, 토마토품종육성에생명공학기술을적극활용하여병저항성선발시 DNA marker 를이용하여선발효율을극대화시키고육종연한을단축하고있음 육종에있어분자표지의중요성이크게부각되어있으며, 다국적종자회사들을중심으로자체마커개발기술과 High-throughput(HT)-MAS system 확립에많은투자를하고있음 1.4 정책현황 UPOV 협약에근거하여모든식물을품종보호대상작물로확대하면서로열티부담이커질것이며우리나라고유품종의대내외지적재산권확보, 품질관리와불법유통종균의단속이요구되고있음 국내종자산업관련농림수산식품과관련된 R&D 정책의추진체계는농림수산식품부를중심으로구성됨 R&D 와관련된정책의기획및총괄조정을담당하는부서는크게농림수산식품부와농촌진흥청, 산림청으로구분됨 농림수산식품부는각부처간의견조율을하는총괄부서로역할을수행하며정책심의기구로농림수산식품과학기술위원회를산하에두고있음 각종자산업의 R&D 정책은농림수산식품부 ( 수산, 검역검사 ), 농촌진흥청 ( 농업, 식량, 원예특작, 축산등 ), 산림청 ( 산림 ) 이주관하고있음 - 3 -

8 종자산업과관련된연구수행은국책연구기관인각과학원과민간연구기관인대학, 출연 ( 연 ), 민간연구소등에서수행되고있음 농림수산식품기술기획평가원은종자산업에대한전반적인사업기획및평가관리를수행함 이외에관련 R&D조직은지방자치단체의농업기술원 ( 도 ) 과농업기술센터 ( 시군 ), 농촌진흥청의농업실용화재단등이존재함 2. 기술수준및연구개발인프라분석 2-1. 국내기술수준 세부기술 최고기술보유국 최고기술보유국대비기술수준 (%) 기술격차 ( 년 ) 유전자원 유전자원보유 미국 ( 몬산토, Seminis), 스위스 ( 신젠타 ) 유전자원기초미국 ( 몬산토, Seminis), 및안전성연구스위스 ( 신젠타 ) 품종육성 전통육종 미국 ( 몬산토, Seminis), 스위스 ( 신젠타 ) 분자육종 미국 ( 몬산토, Seminis), 스위스 ( 신젠타 생력화 미국 ( 몬산토, Seminis), 스위스 ( 신젠타 ) 품종평가 미국 ( 몬산토, Seminis), 스위스 ( 신젠타 ) 종자상용화 종자생산 미국 ( 몬산토, Seminis), 스위스 ( 신젠타 ) 종자가공처리 미국 ( 몬산토, Seminis), 스위스 ( 신젠타 ) 시장개척 현지시험 미국 ( 몬산토, Seminis), 스위스 ( 신젠타 ) 전체

9 2-2. 국내연구개발인프라분석 국내토마토연구인력현황 기관육종인력수 ( 명 ) 농우바이오토마토생명공학연구소몬산토 K 동부한농아시아부여토마토시험장경북농업기술원전남농업기술원국립원예특작원 국내토마토연구대학및관련기관 기관 한경대학교강원대학교세종대학교부산대학교충남농업기술원씨더스한국생명공학연구원대연육종부농종묘미푸코 분야 분자육종분자육종분자육종마커개발분자육종분자육종분자육종마케팅마케팅마케팅 지금까지토마토품종육성에대한정부지원과제는극소수에불과하였고지원규모나과제기간도너무짧음 최소품종육성에대한지원과제는 5-7년이상이어야함 지원사업의대부분이관중심으로이루어져산업화에한계가있었음 토마토유전자원은국립유전자원센타, 원예특작연구소, 민간종묘회사등에서많이확보되어있으나이를정확하게평가하여유용한계통으로만드는작업이미흡함 선진국에비하여육성에필수적인육성재료가절대적으로부족하고특히특정내병성소재와고품질에관여하는유전자원이부족함 유전체정보를이용한분자육종기술이부족하여육성연한을단축시키는기술이제한적이며또한고기능성토마토육성을위한각종성분분석시스템확립이미흡함 거대시장인해외시장개발에대한시장정보미흡과동기부족이투자를주저 - 5 -

10 3. 주요이슈및전략방향 1) 주요이슈 UPOV 가입에따른품종보호제도적용품목의확대로해외수입종자에대한농가의로열티지출부담을경감시키기위한기술개발필요 우리나라는 2002 년에국제식물신품종보호동맹 (UPOV) 에가입함에따라 2012 년부터는신품종보호대상작물이전작물로확대되어무한경쟁시작 -품종보호대상작물 : 27건 ( 98) 113( 03) 223( 08) 전작물확대 ( 12) 중국채소시장의거대화로미래황금시장으로떠오르고있음 토마토의품질및기능성관련분자마커의개발을통하여고품질및고기능성신품종육성의효율성을증진할수있는분자육종체계를확립하여다국적종자회사에대한경쟁력을확보해야함 국내농업은자유무역협정 (FTA) 추진에따른시장개방의가속화에대응하기위하여종자산업의국제경쟁력강화, 글로벌브랜드수준의품종개발및정부의실용적정책추진이요구되고있음 세계종자시장의 50% 이상을차지하고있는몬산토, 듀폰, 신젠타등글로벌종자회사는막대한 R&D 투자를통하여세계종자시장에대한지배력을강화하고있음. 국내기업의 R&D 투자여력이아직매우미흡한실정인바, 국내종자기업의글로벌종자기업으로의규모화를유도하여다국적종자회사와경쟁할수있도록하는정책적지원이절실함 - 6 -

11 제 3 장목표설정및프로젝트도출 1. 목표설정 1) 최종목표 GSP 토마토연구개발사업의최종목표는국내수입대체국내시장 70% 이상점유, 국외국제적수준품종육성 1,000 만불이상수출로설정 2) 연차별목표및단계별목표 1 단계목표 2 단계목표 1. 핵심육성소재확보및응용 2. 분자시스템구축및계통육성 3. 목표시장분석완료 1. 분자육종시스템응용및대량 생산기술확립 2. 목표경쟁력품종개발및상업화 3) 목표설정근거 우리나라의 UPOV 가입 ( 02) 과품종보호제도전면시행으로로열티지급의무발생품목이급증하고이에대응하는품종개발이미흡함 : 품종보호대상작물 27건 (`98) 113 건 (`03) 223건 (`08) 국내의토마토재배면적및종자시장이크게증가되고있으나, 종자의대부분을수입에의존하고있는실정임 - 면적 : ( 95) 3,927 ( 01) 3,348 ( 06) 6,613 ( 10) 5,270 ha ( 12) 6,344 ha - 생산량 : ( 95) 177 ( 01) 206 ( 06) 433 ( 10) 330 ( 12) 393천톤 - 종자시장규모 ( 대목제외 ): ( 01) 35 ( 06) 92 ( 10) 134 ( 12) 150억원 - 7 -

12 2. 프로젝트구성 1) 후보과제도출배경및과정 2. 프로젝트구성및내용 구분 No. 후보과제명내용비고 1. 수입대체 복합내병성대과종 토마토품종육성 1 2 내재해성복합내병계대과종토마토품종육성 SNP 분석을통한세대단축기술및우량육종소재개발 - 저온기용복합내병계대과종토마토 5 품종이상육성 - 고온기용복합내병계대과종토마토 5 품종이상육성 -SNP 분석을통한세대단축기술및우량육종소재개발 ( 레드및핑크대과종순계계통각 10점, 원형및대추형방울토마토순계계통각 10점 ) 우선추진우선추진 2. 수입대체복합내병성방울토마토품종육성및대목개발 1 2 고식미계복합내병성방울토마토품종육성복합내병성중장기재배용토마토대목품종육성 - 수입대체용방울토마토 7 품종이상개발 ( 원형 3 품종이상, 대추형 4 품종이상 ) - 개발품종에당도 10 브릭스이상, 저장성우수, 식후과피해결, 중장기재배가능 - 저온신장성이강한복합내병계토마토대목품종육성 (3 품종상품화 ) - 접목친화성이우수한내서성복합내병계토마 우선추진우선추진 - 8 -

13 토대목품종육성 (3 품종상품화 ) 3. 동북아수출용 토마토품종개발 1 무한생장형 LSL 대과및중장기재배용 방울토마토품종육성 - 하남성, 요령성, 동북 3 성등의내한성이강한하우스재배무한생장형중만생대과종 4 품종개발 - 광서성, 광동성, 운남성등의내서성이강한노지재배전용 LSL 대과종 4 품종개발 - 산동성의하우스와광서성의노지전용방울토마토 4 품종개발 - 최종수출목표 400 만불이상 우선 추진 4. 동서남아수출용 노지재배형토마토 품종개발 1 2 서남아유한생장형 Saladette 및 Sour & Flat 토마토품종육성동남아청고병및 TYLCV 복합내병계토마토품종육성 시교사업 (20 조합 ) 및 10 품종이상품종화 최종수출목표 250 만불이상 조합작성 (100 조합 ) 및지역적응성 (10 곳 ) 채종시험 (10 조합 ) 및 5 품종이상상업화 - 최종수출목표 150 만불이상달성 우선추진우선추진 5. 중동수출용 토마토품종개발 1 무한생장형하우스및유한생장형노지 재배토마토품종육성 - 고부가가치무한생장형중대과종터키수출용토마토 3 품종육성 - 노지재배용이란, 이집트, 수출용유한생장형토마토 4 품종육성 2015 년시작 (7년과제 ) 6. 토마토품종육성을위한내병성및원예형질분자표지개발 1 2 국내용토마토청고병 / 흰가루병및과색관련분자표지개발수출용토마토 TYLCV/ 역병 / 겹무늬병및저장성관련분자표지개발 - 기존 TSWV, 잎곰팡이 (Cf-9), 역병 (Ph-3), 고구마뿌리혹선충 (Mi1,2,3) 분자표지 4 점 MAS 실용화 - 청고병, 흰가루병저항성 QTL 분석및신규분자표지 6 점이상개발 목표형질관련신규분자표지개발 기존에개발된분자표지검정 효율적인 MAS/MAB 체계확립 최종신규마커 6 점이상개발 우선추진우선추진 7. 중국수출용대과및미니토마토품종육성 1 중국수출용대과및미니토마토품종육성 - 중국의산동성, 하북성시설재배에적합한 조생대과종및북경, 상해에맞는미니토마토품 종육성으로, 현재 3 년차진행 ( , 5 년과제 ) 이관과제 1 약 / 소포체배양을통한신규유전자원발굴 - 상업용 F1 품종을이용한약 / 소포자배양을통한 homozygote 계통다량육성하여신규유전자원 발굴 후보과제 2 요리전용토마토품종육성 - 요리전용장동형 F1 3 품종육성 - 과육이단단하고, 수분함량이적은품종개발 3 고색소의수출용가공토마토품종육성 - 고색소수출용토마토 3 품종육성 4 중남미수출용토마토품종육성 조합작성 (100 조합 ) 및지역적응성 (10 곳 ) 채종시험 (10 조합 ) 및 5 품종이상상업화 - 9 -

14 제 4 장품목별프로젝트추진체계및추진전략 1. 연구추진체계

15 2. 성과지표 ( 전체 ) 예상성과항목 1 단계 2 단계총계 국내논문국외논문 SCI 등재학술지 SCI 비SCI 공통지표 국내특허출원 국내매출액 ( 억원 ) 국내점유율 (%) 종자수출액 ( 만달러 ) 450 1,000 1,000 품종개발 품종보호등록출원 기술이전 유전자원수집및평가 마커개발 생명자원등록 특성지표 기능성물질규명 교배모본선발 적응성시험 언론홍보 교육및지도

16 3. 연구개발소요예산 세부프로젝트명내재해성복합내병계대과종토마토품종육성 SNP 분석을통한세대단축기술및우량육종소재개발고식미계복합내병성방울토마토품종육성복합내병성중장기재배용토마토대목품종육성무한생장형 LSL 대과및중장기재배용방울토마토품종육성서남아유한생장형 Saladette 및 Sour&Flat 토마토품종육성동남아청고병및 TYLCV 복합내병계토마토품종육성무한생장형하우스및유한생장형노지재배토마토품종육성국내용토마토청고병 / 흰가루병및과색관련분자표지개발수출용토마토 TYLCV/ 역병 / 겹무늬병및저장성관련분자표지개발중국수출용대과및미니토마토품종육성총합 구분 1 단계 2 단계 연구 기간정부 ( 억원 ) 민간 ( 억원 ) 총계 ( 억원 ) 합계 정부 ( 억원 ) 민간 ( 억원 ) 합계 정부 ( 억원 ) 민간 ( 억원 ) 합계 정부 ( 억원 ) 민간 ( 억원 ) 합계 정부 ( 억원 ) 민간 ( 억원 ) 합계 정부 ( 억원 ) 민간 ( 억원 ) 합계 정부 ( 억원 ) 민간 ( 억원 ) 합계 정부 ( 억원 ) 민간 ( 억원 ) 합계 정부 ( 억원 ) 민간 ( 억원 ) 합계 정부 ( 억원 ) 민간 ( 억원 ) 합계 정부 ( 억원 ) 민간 ( 억원 ) 합계 정부 ( 억원 ) 민간 ( 억원 ) 합계

17 4. 품목총괄로드맵 단계별목표 1 단계 2 단계최종목표 핵심육성소재확보및응용, 분자시스템구축및계통육성, 목표시장분석완료 분자육종시스템응용및대량생산기술확립, 목표경쟁력품종개발및상업화 국내수입대체국내시장 70% 이상점유, 국외국제적수준품종육성 1,000 만불이상수출 중점연구영역 프로젝트목표 복합내병계소재수집및계통육성 수입대체복합내병성대과종토마토품종육성 내재해성복합내병계대과종토마토품종육성 SNP 분석을통한 세대단축기술및 우량육종소재개발 소재탐색및우수계통선발 예비조합작성 성능검정및조합선발 농가적응성검정및생산 수입대체 70% 이상가능한품종개발및품종보호출원, 상업화 유용인자여교잡후세대단축기술개발 Elite line 육종소재개발민간회사에유용계통제공 - 고온기대과 5품종개발 - 저온기대과 5품종개발레드및핑크대과종순계계통각 10점 - 원형및대추형방울토마토순계계통각 10점 SNP 마커를이용한토마토육성재료인자분석 고식미계방울토마토소재수집및계통육성 수입대체복합내병성방울토마토품종육성및대목개발 고식미계복합내병성방울토마토품종육성 복합내병성중장기재배용토마토대목품종육성 제웅및 GMS 예비조합작성 성능검정및조합선발 농가적응성검정및생산력시험 수입대체 85% 이상가능한품종개발및품종보호출원, 상업화 복합내병성대목소재수집 계통육성, 마커분석및생물검정병행 성능검정및조합선발 농가적응성검정및생산 수입대체 70% 이상가능한품종개발및보호출원, 상업화 -원형 3품종개발 -대추형 4품종개발 - 저온신장성이강한복합내병계토마토대목 3 품종개발 - 접목친화성이우수한내서성복합내병계토마토대목 3품종개발 동북아수출용토마토품종개발 무한생장형 LSL 대과및중장기재배용방울토마토품종육성 시장분석및소재탐색 계통육성및유용인자기보유계통여교배 예비조합작성및성능검정 조합선발, 현지농가적응성시험및생산력검정 복합내병성품종육성및상업화 - 하남성, 요령성, 동북 3 성등의내한성이강한하우스재배무한생장형중만생대과종 4 품종개발 - 광서성, 광동성, 운남성등의내서성이강한노지재배전용 LSL 대과종 4 품종개발 - 산동성의하우스와광서성의노지전용방울토마토 4 품종개발 - 최종수출목표 400 만불이상

18 소재수집및현지계통육성 - 서남아토마토 동서남아수출용노지재배형토마토품종개발 서남아유한생장형 Saladette 및 Sour & Flat 토마토품종육성 동남아청고병및 TYLCV 복합내병계토마토품종육성 계통내병화작업및유용인자기보유계통여교배 예비조합작성및성능검정 조합선발, 현지농가적응성검정및대규모시험사업 현지계통육성및고정화 현지국가품종등록및상업화 마커분석및생물검정병행 예비조합작성및성능검정 조합선발, 현지농가내병성검정 국가별복합내병성품종등록및상업화 250 만불이상수출 - 노지전용유한생장형 Saladette 토마토건기용 & 우기용토마토 5품종개발 - Sour & Flat 토마토 5품종개발 - 동남아토마토 150만불이상수출 - TYLCV 복합내병계토마토동남아품종 5품종개발 중동수출용토마토품종개발 무한생장형하우스및유한생장형노지재배토마토품종육성 계통육성 현지계통육성병행 예비조합작성및성능검정 조합선발, 국가별농가적응성검정및대규모시험사업 국가별복합내병성품종등록및상업화 - 중동토마토 200 만불 이상수출 - 이란생과용 2 품종개발 - 이집트유한생장형 TYLCV+Nematode+ 내 서성 2 품종개발 - 터키하우스재배용 무한생장형 Beef, Cluster, Cocktail 3 품종 개발 토마토품종육성을위한내병성및원예형질분자표지개발 국내용토마토 청고병 / 흰가루병및 과색관련분자표지개발 수출용토마토 TYLCV/ 역병 / 겹무늬병 및저장성관련 분자표지개발 청고병 / 흰가루병, 과색마커개발 내병소재및마커정보수집 병리검정및계통내병화작업 마커를이용한토마토육성재료인자분석 민간회사에내병계통제공 신규마커개발및생물검정대조시험 마커를이용한토마토육성재료인자분석 민간회사에내병계통제공하여국가별품종육성및상업화연계 - 청고병, 흰가루병저항 성 QTL 분석및신규분 자표지 6 점이상개발 TYLCV, 역병, 겹무늬병저항성에 대한신규분자표지를 3 개이상개발 저장성 (LSL) 관련 3 개의신규분자표지 개발 중국 수출용대과및미니토마토품종육성 중국수출용대과및미니토마토품종육성 이관과제 2015 년과제종료 - 산동, 하북형대과종개발 - 북경, 상해형미니개발

19 제 5 장프로젝트별세부기획 제 1 절. 수입대체복합내병성대과종토마토품종육성 1. 연구개발목표 핑크계대과종 5 품종, 레드계대과종 5 품종, 새로운육종소재 20 계통등을개발하고자 함 국내토마토종자시장에외국품종이점유하고있는비율을 2021 년까지 30% 이내로 줄여, 국산화 70% 을달성하고자함 2. 연구개발필요성 국내토마토종자시장에외국품종이점유하고있는비율을높아비싼외국산품종재배 에따른농가경영비부담증가 토마토연작에따른병해충의발생과최근잦아진기후환경변화는안정적인토마토생 산에위협요소임. 내재해성품종육성이필요함 3. 기존연구와의중복성및연계방안 기존의연구가종료되었거나, 민간회사에서상업계통육성하기때문에용도가다름 4. 프로젝트추진체계및추진전략 세대진전으로빠른유전적순화및고정화, 시교생산 분자마커를활용하여유전적초기세대선발및확인 다국적기업및선진국연구기관의마커기술벤치마킹과모델링 국내외주요토마토병의생물검정기술활용현황분석및프로토콜개발

20 5. 프로젝트 Micro 로드맵 1 단계 2 단계최종목표 단계별목표 수입대체용토마토품종의기반구축및신품종개발및상용화 복합내병성, 내재해성품종개발및상품화, 종자생산기반구축 토마토국내종자 70% 점유 중점연구영역 프로젝트목표 수입대체복합내병성대과종토마토품종육성 내재해성 복합내병계 대과종 토마토 품종육성 SNP 분석을통 한세대단축기 술및우량육 종소재개발 TYLCV, TSWV, 잎곰팡이병, 근부위조병, 흰가루병등복합내병계소재수집및계통육성 계통선발, 내병성검정및예비조합작성 소재탐색, 우수계통선발 성능검정및조합선발 농가적응성검정및생산 품종생산판매신고, 품종보호출원, 상업화 우량유전자집적한계통선발및고정 Elite line 육종소재개발, 민간회사에유용계통제공양적형질유전자들의집적된순계계통간조합선발 SNP 마커를이용한토마토육성재료인자분석 - 고온기대과 5품종개발 - 저온기대과 5품종개발 - 레드및핑크대과종순계계통각 10점 - 원형및대추형방울토마토순계계통각 10 점 제 2 절. 수입대체복합내병성방울토마토품종육성및대목개발 1. 연구개발목표 이를통해원형계방울토마토 3품종, 타원형계방울토마토 4품종, 저온기용대목토마토 3품종, 고온기용대목토마토 3품종, 등을개발하고자함 이에따라국내토마토종자시장에외국품종이점유하고있는비율을 2021 년까지 30% 이내로줄여, 방울토마토국산화 85%, 대목토마토국산화 70% 를달성하고자함 2. 연구개발필요성 최근건강에대한관심이고조되면서기능성채소의소비량이지속적으로증가하고있 으며그중에서도라이코핀, 카로틴, 비타민함유량이높은토마토소비는날로증가 하고있는추세임

21 토마토연작에따른병해충발생증가와최근잦아진저온, 고온, 집중호우등기후변화에따른토마토안정생산이위협받고있음. 따라서풋마름병, 선충및 TYLCV 등에복합내병성이면서환경 ( 내한, 내서, 내습등 ) 에적응성이우수한수입대체용토마토신품종의개발이시급한실정임 지속적인연작으로인해토양병이증가하고있어대목에대한필요성역시증가하고있음 3. 기존연구와의중복성및연계방안 기존의연구가종료되었거나, 민간회사에서상업계통육성하기때문에용도가다름 4. 프로젝트추진체계및추진전략 5. 프로젝트 Micro 로드맵 수입대체복합내병성방울토마토품종육성및대목개발 단계별목표 1 단계 2 단계최종목표 수입대체용토마토품종의기반구축및신품종개발및상용화 복합내병성, 내재해성품종개발및상품화, 종자생산기반구축 토마토국내종자 70% 점유 중점연구영역 프로젝트목표 고식미계복합 내병성 방울토 마토품종육성 복합내병성중 장기 토마토 품종육성 재배용 대목 고식미계방울토마토소재수집, 우수자원선발및계통육성 GMS 를활용한종자생산체계구축, 계통내병성검정및예비조합작성성능검정및조합선발농가적응성검정및제웅, GMS 를활용한생산력시험품종생산판매신고, 품종보호출원, 상업화연작지토양전염성병피해조사및복합내병성대목소재수집 계통육성, 마커분석및생물검정병행 성능검정및조합선발 토양전염성병유묘검정법개선및농가내병성검정, 시험재배 품종생산판매신고, 품종보호출원, 상업화 - 원형 3 품종 개발 - 대추형 4 품종 개발 - 저온신장성 토마토대목 3 품종개발 - 복합내병계 내서성 토마토 대목 3 품종개 발

22 제 3 절. 동북아수출용토마토품종개발 1. 연구개발목표 품종개발의최종목표는무한생장형 LSL 대과토마토 8품종, 중장기재배용방울토마토 4품종개발하여동북아수출용토마토총 12품종개발 이를기반으로 2021 년토마토종자수출액 400만불이상목표를달설하고자함 2. 연구개발필요성 세계최대의채소재배국으로부상한중국의채소종자시장규모는 2002 년 78억위안에서 2006 년 98억위안으로지속적으로증가하고있으며 2010 년중국채소생산면적 1,870 만 ha, 채소종자소비량은 4만톤, 시장규모가 120 억위안으로중국전체종자시장의 30% 이상을차지하고있음 년중국채소종자시장규모는 200 억위안을넘을것으로예측됨 중국채소의주요품종가운데상품화율이높은품종으로는토마토, 오이, 가지, 고추, 양배추, 배추, 무, 파등으로채소전체파종면적의 50% 내외차지 - 채소종자가전체채소종자의 55% 정도를차지하고있는데, 특히오이와토마토의비중이 23% 인것으로나타남 3. 기존연구와의중복성및연계방안 과제제목 : 중국수출용대과및미니토마토품종개발 (ipet 과제 ) 본과제로이관 4. 프로젝트추진체계및추진전략 -MAS 를이용한고품질토마토육종소재개발후신품종개발을위해제공 소재수집, 육성, 교배조합검정 신품종토마토지역적응성시험 품종등록, 상용화 - 복합내병성및고기능성토마토품종육성을위한 MAS 용분자표지개발 - 다양한유전자원수집평가및신소재개발로우수한육종소재확보 - 축적된기술과경험을토대로우량양친계통선발 - 예측가능한조합작성, F1 조합선발시험 - 세대진전으로빠른유전적순화및고정화 - 분자마커를활용하여유전적초기세대선발및확인 - 지역별, 작형별적응성시험으로시장현장에서평가선발 - 전문영업, 마케팅회사와연계해개발, 홍보, 판매 - 하남성, 요령성, 동북 3 성등의내한성이강한하우스재배무한생장형중만생대과종 4 품종개발 - 광서성, 광동성, 운남성등의내서성이강한노지재배전용 LSL 대과종 4 품종개발 - 산동성의하우스와광서성의노지전용방울토마토 4 품종개발 - 최종수출목표 400 만불이상

23 5. 프로젝트 Micro 로드맵 1 단계 2 단계최종목표 단계별목표 수출용품종개발을위한기반구축및육종소재개발 수출용품종개발종자생산기반구축수출시장개척 토마토종자수출 400 만불달성 중점연구영역 프로젝트목표 동북아수출용토마토품종개발 무한생장형 LSL 대과및중장기재배형방울토마토품종육성 시장분석및신규유전자원발굴 계통육성및유용인자기보유계통여교배 예비조합작성및현지성능검정 조합선발, 현지농가적응성시험및생산력검정 복합내병성품종육성및상업화 - 하남성, 요령성, 동북 3 성등의내한성이강한하우스재배무한생장형중만생대과종 4 품종개발 - 광서성, 광동성, 운남성등의내서성이강한노지재배전용 LSL 대과종 4 품종개발 - 산동성의하우스와광서성의노지전용방울토마토 4 품종개발 - 최종수출목표 400 만불이상 제 4 절. 동서남아수출용노지재배형토마토품종개발 1. 연구개발목표 품종개발의최종목표는서남아수출용 10품종개발, 동남아수출용품종 5품종개발하여동서남아수출용노지재배형토마토총 15품종을육성하고자함 이를기반으로 2021 년토마토종자수출액 400 만불이상목표를달설하고자함 2. 연구개발필요성 토마토는당면한국내의수입대체뿐만아니라한정된국내토마토시장 (6,344ha, 2012 년 ) 에서벗어나해외거대시장인동서남아 ( 인도86.5 만ha, 인도네시아 5.7만 ha, 2011 년 FAO) 지역에수출타겟을설정하고지역에맞는수출맞춤형품종을개발하여수출타겟지역과주변지역까지제2차수출파급효과를기대할수있음

24 동남아의토마토종자시장의규모는 500 억원수준으로인도네시아, 미얀마, 필 리핀등지에서재배가많이되고있으며재배면적의증가에따른연평균 5% 의 종자시장이성장하고있음 인도의토마토종자시장규모는약 400 억원규모이며중국다음으로넓은토마토재배국가이며잠재력이매우큰시장임 3. 기존연구와의중복성및연계방안 기존연구과제와중복성없음 4. 프로젝트추진체계및추진전략 -MAS 를이용한고품질토마토육종소재개발후신품종개발을위해제공 소재수집, 육성, 교배조합검정 신품종토마토지역적응성시험 품종등록, 상용화 -복합내병성및고기능성토마토품종육성을위한 MAS 용분자표지개발 - 다양한유전자원수집평가및신소재개발로우수한육종소재확보 - 축적된기술과경험을토대로우량양친계통선발 - 예측가능한조합작성, F1 조합선발시험 - 세대진전으로빠른유전적순화및고정화 - 노지전용유한생장형 Saladette 및 Sour & Flat 토마토서남아품종육성 - 열대노지재배용청고병및 TYLCV 복합내병계, 토마토동남아품종육성 5. 프로젝트 Micro 로드맵 동서남아수출용노지재배형토마토품종개발 1단계 2단계최종목표수출용품종개발단계별목표수출용품종개발을위한토마토종자수출종자생산기반구축기반구축및육종소재개발 400만불달성수출시장개척중점연구영역 프로젝트목표유용유전자원수집및현지계통육성 만불수출 서남아유한생장형 Saladette 및 Sour & Flat 토마토품종육성 동남아청고병및 TYLCV 복합내병계토마토품종육성 계통내병화작업및유용인자기보유계통여교배 예비조합작성및현지성능검정 조합선발, 현지농가적응성검정및대규모시험사업 현지국가품종등록및상업화 현지계통육성및고정화, GMS 계통육성 TYLCV, 청고병검정시스템구축및마커분석, 생물검정병행예비조합작성및성능검정조합선발, 현지농가내병성검정국가별복합내병성품종등록및상업화 - 건기용 & 우 기용토마토 5 품 종개발 - Sour & Flat 토마토 5 품종개 발 만불수출 - TYLCV 복합내 병계토마토 5 품 종개발

25 제 5 절. 중동수출용토마토품종개발 1. 연구개발목표 이란남부지역의 Fresh 토마토 2품종, 이집트 TYLCV + Nematode+ 내서성 2품종등노지재배용유한생장형토마토를 4품종을개발하고자하며, 또한터키 Beef, Cluster, Cocktail 무한생장형토마토를 3품종총 7품종을개발하고자함 중동인근타겟국가의토마토품종을육성하여 200만불을수출하여고부가가치를창출하고자함 2. 연구개발필요성 2011 년 FAO 추산터키 (27만 ha), 이란 (18만 ha), 이집트 (21만 ha) 의총토마토재배면적은 66만 ha로세계토마토재배면적약 470만 ha(fao, 2011) 의 14% 를차지하고있으며고부가가치의신흥토마토시장임 터키, 이란, 이집트의중동토마토시장규모와현황등을분석했을때국내의종자시장규모보다현저히큼. 현지국가에서재배되고있는선도품종, 내병성, 내서성등을갖춘유전자원을수집하고국내의육성인력과시설증대에투자를한다면우수한품종을육성하여고부가가치를창출할수있는시장임 3. 기존연구와의중복성및연계방안 기존연구과제와중복성없음 4. 프로젝트추진체계및추진전략 소재수집, 육성, 교배조합검정 신품종토마토지역적응성시험 신규유전자원조사및우수계통육성 -다양한유전자원수집평가및신소재개발로우수한육종소재확보 - 축적된기술과경험을토대로우량양친계통선발 조합작성및선발 - 예측가능한조합작성, F1 조합선발시험 - 세대진전으로빠른유전적순화및고정화 - 분자마커를활용하여유전적초기세대선발및확인 현지적응성검정및상품화 - 지역별, 작형별적응성시험으로시장현장에서평가선발 전문영업, 마케팅회사와연계해개발, 홍보, 판매 대학, 연구소, 국가기관과연계해서협동으로연구진행 품종등록, 상용화 - 무한생장형하우스와유한생장형노지재배중동수출용토마 토품종육성하여 200 만불수출달성

26 5. 프로젝트 Micro 로드맵 단계별목표 1 단계 2 단계최종목표 고부가가치창출수출용토마토의품종육성을위한육성소재개발및기반구축 고부가가치토마토품종개발및상품화, 종자생산기반구축 토마토종자수출 200 만불달성 프로젝트중점연구영역 목표신규유전자원도입, 우수계통 -200 만불선발및계통육성수출 TYLCV, N, FCRR 저항성연관무한생장형하우 DNA 마커활용시스템구축및 -이란 2품종중동수출용스와유한생장형현지계통육성병행개발토마토품종개발노지재배토마토예비조합작성및성능검정 -이집트 2품종품종육성조합선발, 국가별농가적응성개발검정및대규모시험사업국가별복합내병성품종등록 - 터키3 품종및상업화개발 제 6 절. 토마토품종육성을위한내병성및원예형질분자표지개발 1. 연구개발목표 TSWV, 잎곰팡이 (Cf-9), 역병 (Ph-3), 고구마뿌리혹선충병 (Mi1,2,3) 분자표지 4점 MAS 실용화 청고병, 흰가루병등저항성과과색관련유전자 QTL 분석및신규분자표지 6 점이상개발 내병성과원예형질관련신규마커 6점이상개발 TYLCV, 역병, 겹무늬병등에대한신규분자표지를 3점이상개발 LSL 관련 3점이상의신규분자표지개발을목표로함 2. 연구개발필요성 토마토연작에따른병해충발생증가와최근잦아진저온, 고온, 집중호우등기후변화에따른토마토안정생산이위협받고있음. 따라서풋마름병, 선충및 TYLCV 등에복합내병성이면서환경 ( 내한, 내서, 내습등 ) 에적응성이우수한수입대체용토마토신품종의개발이시급한실정임 또한단기간내에선진국의품종육성수준으로도달하기위해서는분자마커이용선발 (Marker-assisted selection, MAS) 기술을이용한품종개발연한단축및우량개체선발효율의극대화를통해경쟁력을확보하여야함 전세계적으로기후변화와토마토연작에따른병해충의증가와새로운병원균의출현

27 으로이에대한대비책이요구되며다양한기능성과저장성관련분자표지의개발도요구됨 3. 기존연구와의중복성및연계방안 기존연구과제와중복성없음 4. 프로젝트추진체계및추진전략 5. 프로젝트 Micro 로드맵 토마토품종육성을위한내병성및원예형질분자표지개발 단계별목표 1 단계 2 단계최종목표 수입대체용토마토품종의기반구축및신품종개발및상용화 복합내병성, 내재해성품종개발및상품화, 종자생산기반구축 토마토국내종자 70% 점유 중점연구영역 프로젝트목표 국내용토마토청고병 / 흰가루병및과색관 련분자표지개발 수출용토마토 TYLCV/ 역병 / 겹무늬병 및저장성관련 분자표지개발 청고병 / 흰가루병, 과색마커개발용분리집단, 유전자지도작성및마커개발 내병성및저장성관련유전자원선발 병리검정, 계통내병화작업, QTL 분석 마커를이용한토마토육성재료인자분석및대량샘플자동화분석시스템구축 민간회사에내병계통제공 분리집단작성, 신규분자표지개발및생물검정대조시험 마커를이용한토마토육성재료인자분석 효율적인 MAS/MAB 체계확립, 민간회사에내병계통제공하여국가별품종육성및상업화연계 - 신규분자표 지 6 점이상개 발 TYLCV, 역 병, 겹무늬 병등저항 성분자마커 3 점개발 저장성 (LSL) 관련 분자마커 3 점개발

28 제 6 장기대효과 1. 정책적기대효과 국내우수한품종개발을계기로외국에수출할수있는역량강화 정부과제사업을통하여민간기업이함께참여하여공감대형성및정보교류확대 본프로젝트의수행을통해수입대체및수출용토마토품종이개발되고유통및마케팅전략산업이활성화될것으로기대됨 GSP 토마토사업이육성되면종자산업을둘러싼환경변화에능동적으로대응할수있어종자산업의발전이예상됨 수출용우수품종의개발로자국품종보호및글로벌화에대응 종자산업육성으로국가이미지제고및국가경쟁력강화가기대됨 종자산업의기술및인프라의구축을통한국가경쟁력강화 2. 기술적기대효과 국내외우수품종, 유전자원에대한형태적, 재배적, 유전적특성정보를제공할수있는통합데이터베이스개발하여토마토육성기반마련 분자표지이용효율극대화를위한 MAS 체계개발후민간기업이전하여토마토육성활성화기여 토마토품종육성관련전문가육성및네트워크형성으로품종개발기반구축 국내외우수품종, 유전자원에대한형태적, 재배적, 유전적특성및내병성정보를 D/B화하여토마토육종소재확대 토마토리코펜등이보강된기능성품종육성기초마련 3. 경제적기대효과 국내시설과기후에적합한신품종을개발하여안정적이면서도고품질의토마토를다수확할수있도록하여수입대체효과를높임 국내육종능력향상및우수품종개발로국내재배품종의국산화율을높일뿐만아니라농가소득에도기여 토마토종자의국산화율 35% 70% 이상달성 토마토종자 1000 만불수출로종자강국실현의초석을다짐

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30 목 차 제1장개요 1 1. 상세기획필요성 1 2. 상세기획내용 3 3. 상세기획참여인력정보 5 제2장국내외동향및환경분석 7 1. 국내외시장현황및전망 7 2. 국내외기술동향분석 국내외정책동향분석 기술수준및연구개발인프라분석 주요이슈및전략방향 87 제3장목표설정및프로젝트도출 95 제1절. 목표설정 최종목표 연차별목표및단계별목표 목표설정근거 96 제2절. 프로젝트구성 후보과제도출배경및과정 프로젝트구성및내용 프로젝트간연관관계 110 제 4 장품목별추진체계및추진전략 연구추진체계 i -

31 2. 연구추진전략 성과지표설정방안 연구개발소요예산 품목총괄로드맵 성과확산방안 사업화및수출확대전략 124 제5장프로젝트별세부기획 126 제1절. 수입대체복합내병성대과종토마토품종육성 연구개발목표 연구개발필요성 기존연구와의중복성및연계방안 프로젝트추진체계및추진전략 프로젝트 Micro 로드맵 세부프로젝트추진계획 134 제2절. 수입대체복합내병성방울토마토품종육성및대목개발 연구개발목표 연구개발필요성 기존연구와의중복성및연계방안 프로젝트추진체계및추진전략 프로젝트 Micro 로드맵 세부프로젝트추진계획 157 제 3 절. 동북아수출용토마토품종개발 연구개발목표 연구개발필요성 ii -

32 3. 기존연구와의중복성및연계방안 프로젝트추진체계및추진전략 프로젝트 Micro 로드맵 세부프로젝트추진계획 180 제4절. 동서남아수출용노지재배형토마토품종개발 연구개발목표 연구개발필요성 기존연구와의중복성및연계방안 프로젝트추진체계및추진전략 프로젝트 Micro 로드맵 세부프로젝트추진계획 194 제5절. 중동수출용토마토품종개발 연구개발목표 연구개발필요성 기존연구와의중복성및연계방안 프로젝트추진체계및추진전략 프로젝트 Micro 로드맵 세부프로젝트추진계획 216 제6절. 토마토품종육성을위한내병성및원예형질분자표지개발 연구개발목표 연구개발필요성 기존연구와의중복성및연계방안 프로젝트추진체계및추진전략 프로젝트 Micro 로드맵 iii -

33 6. 세부프로젝트추진계획 229 제6장기대효과 정책적기대효과 기술적기대효과 경제적기대효과 245 ( 참고문헌 ) iv -

34 그림차례 < 그림 1-1> 토마토 GSP 상세기획을위한추진체계 4 < 그림 2-1> 국내토마토재배면적추이 7 < 그림 2-2 > 2011 년지역별토마토재배면적비교 9 < 그림 2-3> 국내토마토년도별매출액변화추이 11 < 그림 2-4 > 년도별토마토소비량전망 12 < 그림 2-5> 일반토마토월별가격추이 13 < 그림 2-5-1> 방울토마토월별가격추이 13 < 그림 2-6> 국내토마토과일의유통경로분석 14 < 그림 2-7> 연도별중국토마토재배면적추이 20 < 그림 2-8> 중국에서재배되는토마토의지역별재배단지와품종현황 22 < 그림 2-9> 중국토마토재배과정에서 TYLCV 발병및피해지역 23 < 그림 2-10> 중국의주요토마토재배품종 24 < 그림 2-11 > 이집트주요농업생산지역 39 < 그림 2-12> 이란의주요농업지역 42 < 그림 2-13> 연도별특허출원및등록수동향 56 < 그림 2-14> 토마토기술별특허출원점유율 56 < 그림 2-15> 주요국가및국제특허출원및등록현황 58 < 그림 2-16> 연도별국가별특허출원및등록동향 59 < 그림 2-17> 연도별 WO 특허출원현황 61 < 그림 2-18> 토마토의육종에관련된 WO 특허의우선권국가현황 61 < 그림 2-19> 토마토의육종에관련된 WO 특허의패밀리특허의문헌수현황 62 < 그림 2-20> 토마토육종에관련된지난 10년간기술별특허동향 62 < 그림 2-21> 토마토육종에관련된지난 10년간주요출원인현황 63 < 그림 2-22> 토마토육종에관련된지난 10년간국가별주요출원인현황 64 < 그림 2-23> 지난 10년간의토마토육종분야의논문게제현황연도별논문현황 64 - v -

35 < 그림 2-24> 지난 10년간의토마토육종분야의논문현황 65 < 그림 2-25> 토마토육종기술별게제논문현황 65 < 그림 2-26> 토마토육종분야논문게제현황 66 < 그림 2-27> 토마토연구분야들중세계수순과의기술수준 85 < 그림 2-28> 기본추진방향도출 94 < 그림 3-1> 토마토 GSP 프로젝트도출과정 100 < 그림 3-2> GSP 토마토개발조직체계 vi -

36 표차례 < 표 2-1 > 국내토마토재배면적및생산량 7 < 표 2-2> 2011 년지역별토마토재배면적및생산량 8 < 표 2-3> 2012 년국내토마토시장현황 9 < 표 2-4> 국내토마토품목별분석 10 < 표 2-5> 국내토마토국내육성과외국육성비율 10 < 표 2-6> 국내토마토년도별총매출 10 < 표 2-7 > 국내토마토종자의타입별종자유통구조 11 < 표 2-8> 년도별국내토마토수급전망 12 < 표 2-9> 국내중대과토마토주요재배품종 15 < 표 2-10> 국내방울, 대목과기타주요재배품종 16 < 표 2-11> 국내토마토품종등록현황 16 < 표 > 국내토마토회사 / 기관별품종등록현황 17 < 표 > 국내토마토시장요구도 17 < 표 2-12> 전세계국가별토마토재배면적및생산량현황 18 < 표 2-13 > 토마토의분류방법 19 < 표 2-14 > 중국 2008 년토마토재배면적상위 6성현황 21 < 표 2-15 > 중국토마토의주요작형별파종시기, 수확시기, 재배단수및비율 22 < 표 2-16> 일본의토마토작형별재배면적및종자량 25 < 표 2-17 > 러시아토마토의주요현황 28 < 표 2-18> 년도별인도토마토재배면적, 생산량및수량성추이 29 < 표 2-19> 인도주요토마토재배단지별생산량및생산성추이 30 < 표 2-20> 인도토마토품종별선호품종및시장요구도 32 < 표 2-21 > 파키스탄토마토주요시장규모, 시장점유품종및주재배지역 33 < 표 2-22> 인도네시아토마토재배면적, 종자요구량, 시장규모등재배현황 34 - vii -

37 < 표 2-23 > 인도네시아토마토주요재배지역 34 < 표 2-24 > 인도네시아토마토주요품종및시장요구도 35 < 표 2-25 > 터키주요지역별하우스재배와노지재배비율및특성 37 < 표 2-26 > 이집트토마토주요재배지역별품종현황 40 < 표 2-27> 이란의토마토재배면적, 형태, 종자량, 파종시기및주재배품종 43 < 표 2-28> 분자마커검정개발과서비스현황 46 < 표 2-29> 토마토게놈의 ReSequencing 프로젝트 50 < 표 2-30> 토마토육종에사용하고있는 MAS 분자마커 52 < 표 > 국내외시장및기술동향분석 55 < 표 2-31> 국가별특허출원및등록현황 57 < 표 2-32> 국가별 / 연도별출원및등록현황 59 < 표 2-33> 주요국가기술별 / 국가별출원및등록현황 60 < 표 2-34> 주요연구소의연도별특허현황 67 < 표 2-35> 주요연구소별논문리스트 68 < 표 2-36> 10회이상인용된최근 3년간논문현황 73 < 표 2-37> 토마토세부분야별기술수준조사 86 < 표 > 토마토연구인력현황및관련기관 86 < 표 2-38> 주요이슈및전략방향 88 < 표 3-1> GSP 목표설정근거 96 < 표 3-1-1> GSP 토마토프로젝트도출을위한주요회의 101 < 표 4-1> 수입대체및수출확대전략 124 < 표 4-2> 수입대체시장지원및마케팅을위한전략 125 < 표 4-3> 수출시장지원및마케팅을위한전략 viii -

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39 제 1 장개요 1. 상세기획필요성 미래농업의초석인종자산업의가치증대 고생산성종자개발로농업부문의생산성을획기적으로향상시키고기능성농작물용고품질종자개발을통해고부가가치창출 세계각국은식량안보및산업경쟁력제고를위해유전자원수집 평가 이용등유전자원에대한주권을강화하고있는추세 선진국의유용자원에대한광범위한채취및특허 독점권행사행위와이에반발한개도국의자국유용자원보호의대립이첨예함 국내 외종자산업현황 우리나라의 UPOV 가입 ( 02) 과품종보호제도전면시행으로로열티지급의무발생품목이급증하고이에대응하는품종개발이미흡함 : 품종보호대상작물 27건 (`98) 113건 (`03) 223건 (`08) 민간은유전자원을활용하여종자개발 생산 유통 수출입등을주도 - 유전자원보유현황 : 미국 466천점, 중국 362 천점, 인도 256천점, 러시아 320 천점, 한국 154천점으로추정 ( 채소종자수출배가를위한육종의방향과전망, 2011) 세계시장의 50% 이상을점유하고있는글로벌종자기업은인수합병을통한외형확대등지속적인집중화와대형화추세 세계시장규모는 693 억불내외로추정되며분자마커, GM기술등첨단생명공학기법접목으로지속성장전망 국내 외토마토종자산업현황 국내의토마토재배면적및종자시장이크게증가되고있으나, 종자의많은부분을수입에의존하고있는실정임 - 면적 : ( 95) 3,927 ( 01) 3,348 ( 06) 6,613 ( 10) 5,270 ( 12) 6,344 ha - 생산량 : ( 95) 177 ( 01) 206 ( 06) 433 ( 10) 324 ( 12) 393천톤 - 종자시장규모 ( 대목제외 ): ( 01) 35 ( 06) 92 ( 10) 134 ( 12) 150억원 - 1 -

40 토마토는고부가가치작물로우선적으로국내시장의수입품종을대체할수있는품종을개발하여달러의해외유출을막고농가에게소득증대뿐만아니라국내토마토산업의활성화를 GSP(Golden Seed Project) 를통하여기하여야함 세계토마토재배면적은약 470만 ha (FAO, 2011) 이며, 이중 20% 인 98만 ha가중국, 18% 인 86만 ha가인도, 5% 인 26만 ha가터키, 4% 인 21만 ha가이집트에서재배되고있어한정적인국내시장뿐만아니라거대한규모의수출용토마토시장에도투자를하여야할시기임 미국 Cornell 의연구진이 2,000여개의 RFLP, SCAR, CAPS marker 를개발하여공유할수있는여건을조성하였으므로토마토의분자육종을실현하기위한기초기반은조성되어있으나토마토의국내분자육종에대한관심과투자가저조한실정임 다국적기업에서는이미토마토한품종에내병성유전자 5-6점이상마커를이용하여고정되고있으며국내에상주하고있는몬산토, 신젠타등외국기업에서는자국에서개발된마커를이용한토마토육성을하고있으며, 이에대한대비책을마련하려면국내에서도마커를이용한토마토육성인프라를구축해야함 네델란드의 Keygene 회사는여러유럽종자회사들과일본의다끼이종묘등이출자하여육종에필요한분자표지를개발하여출자회사에공급하고있으며, 개발한표지마커들은첨단마커로서향후신품종육성에지대한영향을미치는바국내에서도경쟁력있는마커개발이절실히요구됨 토마토종자산업육성을위한정책적현황 토마토종자는육성에필요한내병성과원예적형질에연관된 DNA 마커개발등이최다수준이므로 GSP를통하여자본과통합된연구인력을투입할필요가있음 토마토품종육성에대한정부지원과제는극소수에불과하였고지원규모나과제기간도너무짧아실질적으로도움이크지않았으며, 지원사업의대부분이관중심으로이루어져산업화에한계가있음 - 최소품종육성에대한지원과제는 5-7년이상이어야함 - 민, 관, 학통합운영하여결과물이도출시민간중심으로산업화가되어야함 국내토마토시장에대한민간기업의투자가극소수이며자본력이부재하며, 정부기관의기초연구부재및대민간기업에대한공유부족함 - 2 -

41 - 대단위정부과제의지원사업으로민간기업의투자동기부여 - 정부과제사업을통하여민간기업이함께참여하여공감대형성및정보교류확대 2. 상세기획내용 2.1 주요기획내용 품목을우선적으로선정한이후, 국내용토마토품종개발, 해외수출용토마토품종개발, 고부가가치토마토육종소재개발, 분자마커을이용한 MAS 의도입및실용화등세부연구추진계획을수립함 국내 외기술및시장분석과전문가들의의견을수렴하여대상품목을선정하였음 토마토분야의경우, 새로운품종의개발은종자수출에의한직접적파급효과가크므로, 이를고려하여연구기획대상범위를정함 연구목표, 기술개발내용, 추진방법및전략수립 연구목표, 연구내용, 소요예산등도출함 세부기술개발내용에대한추진방법, 추진체계및추진전략등을구체적으로도출함 3개월의기간동안동향조사와과제기획을병행하는방식으로과제를수행함 국내외토마토관련시장현황, 기술동향, 정책등분석 특허분석등추가적인기술동향조사는향후기획되는본과제의근거자료로활용될수있도록별도수행함 - 특허동향주요분석항목 : 연도별 / 국가별출원비중, 세부기술별특허출원동향, 주요출원인 / 기관분석 RFP에서제시되는과업을수행하기위해다음과같이토마토 GSP 상세기획팀을구성함 제1세부과제 : 수출용토마토종자산업현황파악및품종개발을위한시장분석 - 국외정책및시장분석, 국외기술개발동향분석, 기술수준분석, 기대성과분석 제1협동과제 : 수입대체토마토품종개발을위한국내종자산업현황및시장분석 - 국내정책및시장분석, 국내기술개발동향분석, 기술수준분석, 기대성과분석 제2협동과제 : 수입대체와수출용종자개발을위한 GSP 토마토 Micro 로드맵작성 - 3 -

42 - 기술개발추진방향정립, 품목별목표설정, 중점추진영역설정, 세부추진과제후보 도출, Micro 기술로드맵작성, 연구추진체계및연구팀구성계획수립, RFP 작성 2.2 추진체계및추진전략 본과제의효과적이고성공적인추진을위해다양한이해관계자들의유기적협력이요 구되었음 < 그림 1-1> 토마토 GSP 상세기획을위한추진체계 원예특작과학원및국가연구기관은본과제수행과관련하여지속적으로니즈를제시했으며, 기존기획결과물과연구개발동향등에대한자료제공과개선방향에대한의견제시, 본연구결과에대한검토의견제시등의역할을담당하였음 민간연구소및대학에서는본과제수행에대한니즈제시와함께관련자료제공및전문가위원회구성에협조하고참여하였으며, 본프로젝트의수행관리를담당하였음 주관연구기관인 ( 주 ) 농우바이오는프로젝트수행을총괄하면서자료조사와분석및전문가위원회운영과가이드역할을담당하였음 전문가위원회는기획위원회를중심으로수출분과위원회와수입대체분과위원회로구성되었음 - 기획위원회는상세기획방향을제시하고내용검토를담당 - 분과위원회는연구개발과제의기획과 RFP작성에참여하고토마토육종분야의전문지식을지원 - 4 -

43 연구개발의추진전략 수입대체및수출용토마토품종군평가기준설정 중점및세부연구개발과제선정기준설정 중점및세부연구개발과제추진체계수립 연구개발의방법 수입대체와수출용종자개발을위한 GSP 토마토 Micro 로드맵작성 GSP 의 Micro 로드맵에대한학계, 육성가, 유통전문가, 가공업자, 수출업자등각계의전문가의견수렴후수정보완하여최종 Micro 로드맵작성 국내외기술및시장분석을통한수입대체및수출타켓품종군후보선정 - 타겟대상품종의평가기준설정 - 평가결과를토대로수입대체및수출타겟품종선정 연차별연구목표, 프로젝트설정, 세부연구내용및소요예산, 최적연구진등도출방법 - 자문단구성및운영하여세부계획수립 ( 안 ) 마련 3. 상세기획참여인력정보 3.1 토마토 GSP 상세기획을위해참여한자문위원 분류 성명 소 속 분류 성명 소 속 재배 김영식 상명대학교 분석 이해익 강원대학교 육종 김일용 몬산토코리아 재배 이환구 부여토마토시험장 육종 백남권 삼성종묘 육종 서종분 전남농업기술원 생산 채영 국립원예특작과학원 육종 이문중 경북농업기술원 마커개발 김현정 농우바이오 대사물질 염인화 안동대학교 분석 / 개발 함인기 충남농업기술원 마케팅 함문헌 N. S. I. 병리 김병섭 강릉대학교 마케팅 강항구 농우바이오 마케팅 표만문 북경세농 마케팅 오성호 북경세농 육종 김회태 대연육종 마케팅 유재희 K. S. I. 마케팅 임영빈 동부한농 마케팅 최민 스카이종묘 - 5 -

44 3.2 토마토 GSP 상세기획팀참여연구원 No. 과제구분소속직위성명 1 농우바이오육종연구소 책임급 원동찬 2 농우바이오인도법인 책임급 임병환 3 농우바이오육종연구소 선임급 홍동오 4 농우바이오제1세부육종연구소 원급 이재무 5 ( 주관 ) 농우바이오생명공학연구소 책임급 이상직 6 농우바이오생명공학연구소 책임급 조화진 7 농우바이오생명공학연구소 책임급 남석현 8 농우바이오생명공학연구소 책임급 허남한 9 토마토생명과학연구소 책임급 김명권 10 토마토생명과학연구소 연구원 어백선 11 제1협동 현대종묘 연구원 박민우 12 부농종묘 연구원 류제택 13 아시아종묘 선임급 김기준 14 국립원예특작과학원 연구사 최승국 15 강원대학교 책임급 강원희 16 한경대학교 교수 강권규 17 국립원예특작과학원연구사최학순 18 부여토마토시험장연구사황수연 19 제2협동부산대학교교수박영훈 20 클론 연구원 정유진 21 한경대학교 연구원 이인혜 22 씨더스 소장 조성환 연락처 ( 이메일 ) - 6 -

45 제 2 장국내외동향및환경분석 1. 국내외시장현황및전망 1.1 국내시장현황 1) 국내토마토재배현황 토마토의국내재배면적은매년증가하여 6,344ha(2012) 전후이며, 과채류중에서농가소득, 농산물공급, 국민건강차원에서그중요성이매우큼 국내에재배되고있는토마토품종은대과토마토와방울토마토가주를이루며, 송이토마토, 흑토마토등이있음 대과토마토와방울토마토의재배면적비율이 65:45 정도로추산되며, 대과토마토는핑크계 : 레드계 90 : 10, 방울토마토는원형계 : 타원형계 ( 대추형 ) 50 : 50 정도로재배되고있음 국내토마토종자시장규모가급격히증가하여 2012 년도에 170 억정도로추산되며, 과채류중에서고추다음으로큰비중을차지하고있음 재배품종은국내육성품종이약 30% 이상차지하고있으며, 70% 정도가외국품종으로주로일본과유럽등지에서수입되고있음 국내토마토종자시장에외국품종들이무분별하게들어오고있으며, 종자가격도비싸토마토재배농가의부담을가중시키고있음 따라서국내재배환경과여건에맞는품종의개발과농가지도가필요하며, 토마토종자의국산화율을높이는것이시급하다고할수있음 < 표 2-1 > 국내토마토재배면적및생산량 ( 자료 : 한국농촌경제연구원자료인용 ) 년도 재배면적 (ha) 생산량 ( 천 ton) 4,102 5,883 6,749 6,613 7,353 6,144 6,188 5,270 5,850 6,

46 2) 지역별토마토재배현황 토마토재배면적은충남이제일많고그다음이전남, 강원, 경남, 경북순으로 전국적으로연중재배되고있음 < 그림 2-1> 국내토마토재배면적추이 ( 단위 ha) 각지역별로보면, 강원 : 춘천 > 철원 > 횡성 > 홍천 > 화천, 경기 : 광주 > 인천 > 이천 > 평택 > 안산, 충북 : 청원 > 청주 > 충주 > 괴산 > 음성, 충남 : 부여 > 논산 > 청양 > 공주 > 예산, 전북 : 익산 > 장수 > 정읍 > 김제 > 고창, 전남 : 광주 > 담양 > 나주 > 보성 > 화순, 경북 : 경주 > 군위 > 대구 > 김천 > 포항, 경남 : 부산 > 김해 > 고성 > 울산 > 함안순으로재배면적의분포를보이고있음 < 표 2-2> 2011 년지역별토마토재배면적및생산량 ( 자료 : 한국농촌경제연구원자료인용 ) 지역 충남 전남 강원 경남 경북 경기 부산 전북 충북 광주 대구 인천 울산 대전 제주 서울 재배면적 (ha) 생산량 ( 천 ton) 1,

47 < 그림 2-2 > 2011 년지역별토마토재배면적비교 ( 단위 ha) 3) 국내토마토종자시장분석 종자소요량 2012 년도재배면적 6,344ha 를기준으로계산해보면, 국내토마토종자총소요량은 570kg 정도이며, 시장규모는약 170억원으로추산됨 토마토종자의무게는방울토마토 1봉 (1000립 ) 당 2~2.5g, 대과토마토는 3~4g 정도의무게가나감 종자가격이품종별로차이가있으며분홍대과와방울토마토는 1봉 (1000 립 ) 당 8 만 ~20만원, 레드대과는 30만 ~50만원, 송이와흑토마토는 100만원, 대목은 2만 ~5 만원정도에거래되고있음 < 표 2-3> 2012 년국내토마토시장현황 ( 자료 : 전문가분석자료 ) 재배면적 (2012 년 ) 종자소요량 봉수 (1000 립 ) 금액 ( 출고가 / 원 ) 비고 6,344ha 570kg (1ha-90g) 190,000 봉 (1ha-30 봉 ) 약 170 억 (1 봉 -9 만 ) 1 봉 - 평균 3g 품목별분석 Segment 별로보면, 핑크대과 (pink large) 가 50%, 방울 (cherry) 45%, 레드대과 (red large) 4%, 기타 1% 정도로추정됨 - 9 -

48 < 표 2-4> 국내토마토품목별분석 ( 자료 : 전문가분석자료 ) Segment 분홍대과레드대과방울송이, 흑토마토대목계 면적비율 (%) (50) 100 시장규모 ( 억 ) 국내에재배되고있는토마토품종들은국내육성품종 ( 한국육종가 ) 이 30%, 일본품종이 50%, 유럽품종이 10%, 기타 5% 정도차지하고있음 < 표 2-5> 국내토마토국내육성과외국육성비율 ( 자료 : 전문가분석자료 ) 구분국내육성외국육성계 비율 (%) 종자비용 ( 억 ) 토마토종자매출액 토마토종자매출액 ( 국내 + 수출 ) 추이를보면 2008 년도 99 억에서 2010 년 144 억, 2012 년 186 억으로매년시장규모와수출액이증가하고있음 ( 대목제외 ) < 표 2-6> 국내토마토년도별총매출 ( 자료 : 한국종자협회통계자료 ) ( 단위 : 백만원 ) 연도 총매출 국내 수출 ( 대목 ) ,610 15,032 3,578 2, ,088 14,927 1,161 1, ,467 13,405 1,062 1, , ,984 10,311 9, , ,

49 < 그림 2-3> 국내토마토년도별매출액변화추이 토마토종자의유통 핑크대과, 방울, 대목은종자회사에서영업지점 -> 육묘장 -> 농가의경로가대부분이 고, 레드대과토마토는종자회사에서직접농가에종자를판매하는경우가많음 < 표 2-7 > 국내토마토종자의타입별종자유통구조 ( 자료 : 전문가제공 ) 타입 종자유통경로 분홍대과 레드대과 방울 종자회사 --> 영업지점 --> 육묘장 --> 농가 ( 가장많음 ) 종자회사 --> 영업지점 --> 종묘상 --> 육묘장 --> 농가종자회사 --> 영업지점 --> 농가종자회사 --> 농가 ( 가장많음 ) 종자회사 --> 육묘장 --> 농가종자회사 --> 영업지점 --> 육묘장 --> 농가종자회사 --> 영업지점 --> 육묘장 --> 농가 ( 가장많음 ) 종자회사 --> 영업지점 --> 농가 대목 회사 --> 영업지점 --> 육묘장 --> 농가 기타 수입회사 --> 농가

50 토마토과일의유통및수급전망 2012년도에 393,000 톤, 2017년에 420,000 톤, 2022년에 455,000 톤정도로생산될것으로보이며, 1인당소비량도 2012 년 7.6kg 에서 2022 년 8.5kg 으로증가할것으로예측됨 < 표 2-8> 년도별국내토마토수급전망 ( 자료 : 한국농촌경제연구원자료인용 ) 구분 재배면적 (ha) 6,344 6,570 6,906 단수 (kg) 6,198 6,391 6,591 생산량 ( 천톤 ) 인당소비량 (kg) 년 < 그림 2-4 > 년도별토마토소비량전망 ( 단위 kg) 토마토과일생산액 국내토마토과일의생산액은연간약 7,000 억정도로추산됨 일반토마토및방울토마토과일유통가격을월별로보면, 2월, 3월, 4월이높게형성되고 6월, 7월은유통가격이매우낮음

51 < 그림 2-5> 일반토마토월별가격추이 ( 단위 :10kg, 원 ) ( 한국농촌경제연구원통계자료 ) < 그림 2-5> 방울토마토월별가격추이 ( 단위 :5kg, 원 ) ( 한국농촌경제연구원통계자료 ) 토마토과일의유통경로 - 생산농가로부터시작하여생산자단체 ( 작목반 )-> 도매상 -> 소매상 -> 소비자의경로가일반적이고, 생산자 ( 생산자단체 )-> 대형유통업체 -> 소비자의경로, 생산자 -> 소비자로직접연결되는경우도있음

52 < 그림 2-6> 국내토마토과일의유통경로분석 ( 자료 : 전문가제공 ) 토마토재배작형 제주도부터강원도에걸쳐전국적으로작형별로연중재배되고있음 남부지방은촉성, 반촉성작형이많고, 중부지방은반촉성, 조숙작형, 고냉지나강원도에는비가림, 억제작형이많으며, 양액재배로장기재배하는농가도있음 토마토품종개발동향 국내토마토육종의역사가짧으며, 종묘회사에서본격적인상업육종을시작한것은 1990 년대초반부터이며육종인력의양성도타작물에비해적은편임 토마토유전자원은민간종묘회사, 국립유전자원센터, 원예특작연구소, 부여토마토시험장등에서확보되어있으나유용한계통화는미진한수준임 최근에는국내종묘회사에서육종한품종들이농가에많이보급되고있으며점차국내육성품종에대한인식이높아지고있음 국내에도토마토여러병에대한분자마커가개발되어육종효율이높아지고있음 핑크 (pink) 토마토와방울토마토품종육종기술은한국과일본이앞서간다고할수있음

53 국내토마토주요품종 국내의토마토의상업적품종육성은 1990 년대부터시작해서최근에는국내육성가가만든품종이시장에서많이보급되고있음 토마토육종기술도많이발전하여국내육성가가만든품종의비율이점차높아지고있으며, 방울토마토의경우한국육종가만든품종의비율이 70% 를넘음 대과토마토주요품종들의특성은핑크토마토는생리장해에둔감하고재배안정성이좋으며, 과균일성, 수량성, 저장성, 내병성등이주요품종결정요인임 레드토마토는착과균일성, 경도, 수송성이우수하고, 수분함량이적어야하며, 장기장단양액재배가가능한뿌리와초세유지가되어야함 방울토마토는화방발달이좋아착과가잘되고수량이높아야하며, 당도가높아식미가좋으며, 열과저항성, 저장성, 내병성등이주요품질요인이됨 대목의경우는뿌리의내병성 ( 위조병, 반신위조병, 선충, 근부위조병, 갈색근부병, 청고병 ) 등에복합내병성이있어야하며, 접목시대목과접수의접목친화성도중요함 최근에서황화위축바이러스 (TYLCV), 반점시들음바이러스 (TSWV) 등바이러스내병성이중요한품종형질임 < 표 2-9> 국내중대과토마토주요재배품종 ( 자료 : 전문가제공 )

54 < 표 2-10> 국내방울, 대목과기타주요재배품종 ( 자료 : 전문가제공 ) 국내토마토품종등록현황 국내토마토품종생산판매신고건수는 600품종이넘으며그중품종보호출원은 66품종임 보호현황은 F1품종보호건수는몬산토코리아가가장많고, 농우바이오, 신젠타코리아순이며, 농촌진흥청등국가기관에서계통을보호신청한것도있음 < 표 2-11> 국내토마토품종등록현황 ( 자료 : 종자협회통계자료 ) 연도별출원건수 2008 까지 등록

55 < 표 > 국내토마토회사 / 기관별품종등록현황 ( 자료 : 종자협회통계자료 ) < 표 > 국내토마토시장요구도 품목 선도품종 시장요구도 내병성 재배안정성 ( 내한성, 내서성 ) 슈퍼도태랑, 토사마, 과균일도, 수량성 F1.2,Fr,N.V.Tm,TY, 핑크대과라피도 저장성, 열과저항성 LM,GLS,TSWV 내병성, 색상, 맛 방울 수량성, 색상, 맛미니찰, 베타티니, F1.2,Fr,N.V.Tm,TY, 저장성, 열과저항성유니콘, 큐티 LM,GLS,TSWV 내병성 레드대과 메디슨, 대프니스, 다 과균일도, 수량성 F1.2,Fr,N.V.Tm,TY, 볼, 저장성, 수송성 LM,GLS,TSWV 트리오플러스 내병성, 색상, 내염성 ( 양액 ) 대목 B블로킹, 신청강, 내병성올라운드, 수호신, 바 접목친화성이킹 F1.2.3,Fr,N.V.Tm, B, K 1.2 국외시장현황 해외토마토품종개발동향 토마토는세계적인작물로미국, 유럽, 일본등선진국에서는오래전부터토마토품종개발을해오고있음 대표적으로미국, 네덜란드, 이스라엘, 일본의경우에는기업, 대학, 연구소에서토마토종자산업에적극적으로투자해전세계토마토종자시장을지배하고있음 유럽, 미국의회사들은주로레드 (red) 토마토품종을육성해왔으며, 핑크 (pink) 대과나미니토마토품종의개발은미진함

56 최근토마토게놈연구 (International Tomato Genome Sequencing Project, International Solanaceae Initiative) 의괄목할만한성과로방대한양의유전정보들이 공유되고있음 국외토마토종자시장현황 세계토마토재배면적은약 470 만ha 에생산량은 15,900 만톤 (FAO, 2011) 에이르는대표적인글로벌채소작물임 - 재배면적순으로보면중국이 98만ha(20%) 로가장넓고인도 86만ha(18%), 터키26 만ha(5%), 이집트 21만ha (4%) 순으로나타남 - 생산량은중국이 4,857 만톤으로가장많으며인도 (1,682 만톤 ), 미국 (1,262 만톤 ), 터키 (1,100 만톤 ), 이집트 (810만톤 ) 순으로나타남 < 표 2-12> 전세계국가별토마토재배면적및생산량현황 (2011, FAO) 순 위 국가 재배면적 (ha) 순 위 국가 생산량 (ton) 1 China 985,903 1 China 48,576,853 2 India 865,000 2 India 16,826,000 3 Turkey 269,584 3 USA 12,624,700 4 Nigeria 264,430 4 Turkey 11,003,400 5 Egypt 212,446 5 Egypt 8,105,260 6 Iran 183,931 6 Iran 6,824,300 7 Cameroon 150,000 7 Italy 5,950,220 8 USA 148,730 8 Brazil 4,416,650 9 Russia 117,000 9 Spain 3,821, Italy 103, Uzbekistan 2,585,000 Total 4,734,356 (69.7%) Total 159,023,383 (75.9%) * ( ) : 전세계토마토재배면적과생산량중에서상위 10 개국이차지하는비율

57 토마토시장의국제현황은일반적으로 Red계통과 Pink 계통을중심으로구분되어있으며대과와중과가시장의대부분을차지하고있음 - 과실크기에따른분류로는대과 (200g 이상 ), 중과 (150~200g), 송이형 (50~100g), 칵테일 (40g), 방울 (20g) 등으로구분 - 과색에따른분류로는 Red, Pink, Yellow, Orange, Purple, Green 등으로구분 < 표 2-13 > 토마토의분류방법 생장형 과크기 용도 무한생장형유한생장형대과종중대과종중과종중소과종소과종미니생과용가공용요리용 Indeterminate type(id type) Determinate type(d type) 200g~ 이상 : Beef 150~250g : Standard 100~150g : Round 60~100g : 가공용, Truss 30~60g : Cocktail, Truss, Cluster 30g 이하 : Cherry, Grape 생과용, Fresh, Slice 케첩, 잼, 쥬스, 캔닝햄버거, 샐러드, 퓨레, 파스타, 피자 색상 분홍 (pink), 홍색 (red), 주황 (orange), 노랑 (yellow), 자주색 (purple) 녹색 (green), 갈색 (brown), 흑색 (black) 과형 납작한형 (flat), 편구형 (oblate), 고구형 (deep oblate), 원형 (round), 타원형 (oval-saladette), 계란형 (egg shape), 사각형 (square), 표주박형 (pear shape) 토마토시장의주도권을갖고있는국가 ( 종묘회사 ) 로는아시아는중국과인도 ( 신젠 타 ), 미주는브라질 ( 세미니스, 신젠타 ), 아프리카는이집트 ( 신젠타 ), 유럽은스페인 ( 신젠타, 누넴 ) 임 토마토종자시장은전세계적으로 F1 품종을중심으로시장이형성되어있음 생명공학을활용한기술이활발하게사용되고있으며그중에서도특히분자마커를

58 활용한기술이많이사용됨 - MAS 개발이거의완료되어활용되는수준이며주로내병성과원예적특성에대한분자마커가대부분발견됨 - 생명공학기법의도입에따라빠르고대량분석이가능하며기존전통육종방식에의한신품종개발기간이 5-7년이상에서 3~4년으로크게단축되고있음 국가별토마토시장현황 중국시장 중국토마토재배면적은 2000 년이후 86만 ha로꾸준히증가하다가 2006 년 140 만 ha를기점으로공급과잉으로인해면적이줄었으나다시조금씩증가추세로 2011 년 98만 ha(2011, FAO) 로세계최대토마토재배면적임 < 그림 2-7 > 연도별중국토마토재배면적추이 (FAO 자료 ) 중국의 2008 년주요토마토재배지역으로는 Hebei, Jiangsu, Shandong, Henan, Hubei, Xinjiang 등으로각각약 5 만, 10 만, 12.3 만, 4.5 만, 6.6 만 ha 의재배면적을 지니고있고, 전국재배면적의약 52% 를차지함

59 < 표 2-14 > 중국 2008 년토마토재배면적상위 6성현황 (2008, 농진청 ) 재배지역 ( 성 ) 재배면적 ( 천 ha) 비율 (%) Henan Shandong Hebei Xinjiang Jiansu Hubei 45 5 기타 총재배면적 상용종자의비율은농가에서자가채종을않고시판종자를구입하는비율이며 2002 년 51.2% 에서 2008 년에는 61.9% 수준으로증가함, 또한토마토종자비역시 2002 년이후꾸준히증가하였는데, 2002년 923위안 /ha이었지만, 2008년에는거의 50% 이상증가한 1,386 위안 /ha 임 중국토마토의평균종자가격수준은약 500~1,000 불 /kg 수준이지만저가형품종이주를이루고있으며점진적인품질개선으로인해종자가격이상승하고있으며, 중국내고가시장은주로유럽과미국기업의종자를중심으로형성이되어있고종자의가격은많게는 10,000~20,000 불 /kg수준까지차이를나타냄 재배면적, 종자비, 상용화비율등은모두종자시장의규모를결정하는중요한인자임. 최근토마토의재배면적이크게변하지는않았으나상용화비율과종자비는꾸준히증가, 2002 년약 3.7억위안에서 2008 년에는약 7.8억위안까지증가하였고, 특히 2005 년이후급격한증가가이루어짐 중국토마토재배지역에따라산동성, 하남성, 하북성등중국내륙북부지역에서주 로시설재배가이루어지며핑크토마토, 레드토마토, 방울토마토순으로재배가됨 광동성을중심으로한남부지역에서는노지재배가주를이루며레드와방울토마토가 재배됨. 신강성, 감숙성등중국서부지방은노지가공용토마토재배가주를이룸

60 시설재배의경우가을작형, 봄작형, 월동작형으로크게 3가지의재배작형이주를이루며, 가을작형은 7~8 월에파종을하여 11월 ~ 이듬해 1월에수확을하며산동성은 5~8 단재배, 동북지역은 3~5 단재배가전체작형중 40~50% 차지. 봄작형은 11~12 월파종을하여이듬해 5월 ~7월에수확을하며 30~40% 의비율을나타냄. 월동작형은 9월 ~10월파종하여이듬해 1월 ~3월까지수확하는작형이며중기재배용은 5~8 단재배, 장기재배용은 10~15 단재배로비율은 10~20% 차지 < 그림 2-8> 중국에서재배되는토마토의지역별재배단지와품종현황 ( 종자업체자료 ) < 표 2-15 > 중국토마토의주요작형별파종시기, 수확시기, 재배단수및비율 ( 종자업체자료 )

61 중국시설재배의주요특성으로는재배기간중극고온과극저온의환경조건하에놓임. 가을작형은 ( 고온-> 저온 ), 봄작형 ( 저온-> 고온 ), 월동작형 ( 고온 -> 저온 -> 고온 ) 저온기최저온도는 3~10 도로저온착과성및과생리장해내성이중요함. 고온기최고온도는 30~45 도로고온착과성이중요하며바이러스내성이중요 2008 년부터산동성일부하우스에서발병이관측된이후 2009 년산동성전체재배농가중 50~60% 가 TYLCV (Tomato Yellow Leaf Curl Virus) 에감염, 2010 년산동성전체 90% 이상농가가감염되어저항성품종이재배되기시작 년 ~12년산서성, 하남성, 하북성, 요령성등주변지역까지확대감염되어 TYLCV 내병성이매우중요시됨 < 그림 2-9> 중국토마토재배과정에서 TYLCV 발병및피해지역 로컬기업이시장의 90% 이상을차지하고있으며주요품종은대과 (90%), 미니 (5% 이내 ) 로나타나며과색은 Pink 계통 (50%) 과 Red계통 (50%) 이고, 유럽과미국기업이고가품종을대상으로시장의약 10% 정도를차지하고있음. 중국토마토시장은무한생장형 Pink 계, 무한생장형 Red 계, 방울토마토, 유한생장형 Red 계, 가공용토마토로크게 5종류로분류됨. 종자단가측면에서핑크, 레드무한생장형시장과방울토마토시장이종자가격이높게형성되어있음 무한생장형 Pink 토마토시장 - 교배종이재배가되며재배면적은 36 만 ha 이상으로가장넓고종자시장의크기가

62 가장큼 - 수많은중국현지회사와다국적기업들이진출하여경쟁을벌이고있고앞으로잠재력가치가큰시장임. 주요품종으로는중국현지회사품종인 Baoguan, Jinpeng 과몬산토의 Provence, Oudun, Ouguan, 신젠타의 Difenni, Fito사의 Ruxing No.5 등이있음 무한생장형 Red 토마토시장 - 시설재배와노지재배로이루어지며재배면적은핑크무한생장형시장의 1/10 수준인 3.4만ha( 시설재배 14,386ha, 노지재배 19,839ha) 로적으나종자단가는거의비슷하게형성되어있음 - 시설재배가 kg당 9,000 불이상, 노지재배도 2,000 불이상으로높게형성되어있으며신젠타의 Qidali, 몬산토의 DRW7728, 하제라의 Feitian 등의다국적기업의품종들이많이재배가되고있어가격이높게형성됨 - 총종자시장크기는 4.6톤으로시설 1.7톤, 노지 2.9톤시장임 방울토마토시장 - 재배면적이 1.2만 ha로국내와달리재배비율이전체면적에서 5% 이내에불과하나종자가격이 3,800~5,300 불 /kg으로높게형성되어있음 - 총종자시장크기는 1.4톤시장임 - 주요품종으로는대만농우의 Qianxi, Fumei 등이널리재배되고있음핑크무한생장형레드무한생장형방울토마토 Baoguan( 중국현지회사 ) Jinpeng( 중국현지회사 ) Zhuofen225(Good time) Zhuofen226(Good time) Provence( 몬산토 ) Oudun( 몬산토 ) Ouguan( 몬산토 ) Difenni( 신젠타 ) Ruixing No.5(Fito) Qidali( 신젠타 ) DRW7728( 몬산토 ) Feitian( 하제라 ) 많은중국현지품종 Qianxi( 대만농우 ) Fumei( 대만농우 ) 내한성, 내서성, 저장성, 내병성, 상품성요구 중장기재배, 저장성, 내병성, 수량성요구 저장성, 내열과성, 내병성, 고식미요구 < 그림 2-10> 중국의주요토마토재배품종 ( 종자업체자료 )

63 일본시장 일본의채소종자생산액은 1991 년 9억 1,400 만달러에서 2000 년 12억 8,600 만달러, 2005 년 15억 7,900 만달러로지속적으로증가하였으며, 2009 년에는 18억 8,600 만달러로 1991 년대비 2배이상증가 년대초반까지는곡물과원예종자의생산액이많았으나, 사카타와다끼이종묘회사등글로벌기업의채소종자생산이증대되면서이후채소및원예종자중심의생산구조로변화되었음 - 채소종자는 2015 년 8억 6,100 만달러로 2009 년에비해 45.1% 나증가할것으로예상되는가운데전체종자생산액에서차지하는비중도동년대비 31.5% 에서 34.4% 로확대될것으로전망 < 표 2-16> 일본의토마토작형별재배면적및종자량 ( 종자업체자료 ) 품목별작형별재배면적 (ha) 수량 (kg) 토마토 월동봄 3,970 1,191 월동봄 ( 미니토마토 ) 여름, 가을 8,340 2,502 여름, 가을 ( 미니토마토 ) 여름, 가을 ( 가공용 ) 1, 대형토마토합계 12,223 3,668 미니토마토합계 1, 토마토는 2010 년기준일본국내생산량 ( 수확량 ) 약 69만톤, 산출액은약 2,195 억엔으로채소작물중 1위이며경제적으로도중요한작물중하나임 토마토재배면적은총 13,620ha 로대과종토마토 12,223ha, 방울토마토 1,397ha 로 9:1의비율로재배되고있음 - 재배작형별로는여름, 가을작형이 8,340ha, 월동, 봄작형이 3,970ha 로재배되고있음 - 일본의토마토주요생산지로는쿠마모토 (15%), 훗카이도 (7%), 아이치 (7%), 이바라키 (7%), 치바 (6%) 순으로생산량의 42% 차지

64 일본의토마토종자시장규모는약 4-5 백억원수준임 - 중단기재배가특징인 Pink 대과종토마토가대부분을차지함 - 종자가격은 kg 당 94,000 불이상으로높게형성 러시아시장 농경지와목초지가국토의 12% 에불과하지만러시아의영토를감안할때엄청난크기이며전체 2억1703 만ha 중농경지는 1억 3393 만 ha 차지하고있음 - 곡물, 감자생산량은세계최대규모로자리잡았으며옥수수, 사탕무등세계 5위권순위에포함 - 농업노동력은러지아전체노동력중약 15% 가농업에종사하고있음 채소작물은대도시주변평야, 평원산림지역에서재배가되며 2007 년채소작물생 산량은총 15,511 만톤이며 2020 년에는 16,665 만톤에이를것으로전망 토마토재배면적은총 11 만 7,000ha(2011, FAO) 로생산량은한국의생산량의약 7 배 수준으로 2011 년생산량이 220 만톤에이름 토마토종자시장은 Syngenta, De Ruiter, Seminis, Sakata 등의글로벌기업들이진 출하여경쟁중 토마토재배유형은 ID-Beef, D-Beef, D-Fresh & Processing, D-Pink, ID-PInk 로 크게 5 개의시장으로구분되며종자시장총액은 4,380 만불에이름 ID-Red (Beef) 토마토 - 재배면적은 4,000ha 로종자거래량은 533kg, 거래총액은 2,480 만불로가장큼 - 주요선도품종으로는 Syngenta 사의 Zarin, Enza 사의 Belle, De Ruiter 사의 Matias 등이재배됨 - 종자가격은 Kg당 2,000~6,000$ 로거래되고있음 - 파종은 1월중순에서하순까지, 정식 2월말 ~ 3월초, 수확은 4월말 /5월초 ~6월까지 4~5 단까지수확하는작형으로주로하우스지주재배를하며조생품종선호

65 D-Red (Beef) 토마토 - 재배면적은 14~15,000ha 로가장넓게재배되고있음 - 종자는 100% F1 종자가유통되고있으며거래량은 2,000kg 으로시장총액은 1,000 만불임 - 파종은시설재배에서는 1~2월파종 (10%), 노지재배에서는 3월초파종하여 40~45 일육묘후 5월에정식을하고, 노지포복재배를하여 6월중순에서 7월중순까지수확함 - 주요재배품종은 De Ruiter 사의 Magnus, Syngenta 사의 Bobcat 등이있으며종자가격은 Kg당 5,000 불내외로거래됨 - 품종요구사항으로는과크기는 200~300g 정도의대과, 과형은 Round~Oblate 형으로어깨색 (Green Shoulder) 이없어야하며, 내병성은 V, F1.2, Alternaria 필요 D-Fresh & Processing 토마토 - 재배면적은 25~40,000ha 이며 F1 종자가 25%, OP종자가 75% 로나누어지며종자거래량은 F1 417kg, OP 2,000kg 정도임 - 시장규모는 114 만불로 F1시장은재배면적은작지만종자가격이좋아 OP의 14만불에비해 7배이상많은시장을형성하고있음 - 재배작형은 5월중순에파종하여 8월중 ~ 하순에수확하는작형으로직파를하고노지포복재배를함 - 주요 F1 재배품종은 Nunhems 사의 Classic, Solerosso 등이있으며 OP품종은후작으로육묘과정이필요없는품종이재배가되며 Riogrande OP가재배되고있음 D-Pink (Beef) 토마토 - D-pink 의시장은 F1 품종이 90%, OP종이 10% 의비율로재배되며, 재배면적은 F1이 500~600ha, OP종이 4,500~5,400ha 정도재배됨 - 종자거래액은 30만불이고종자거래량은 F1품종이 50kg, OP종이 720kg 임 - 주요재배품종은 Bejo 사의 Torbej, Nunhems 사의 Tarpan 등이재배가됨 - 주요품종특성은 300g 이상의대과종을선호하며, 어깨색이없어야하고열과에둔감한품종선호 - 종자가격은 kg당 3,000-10,000 불까지거래됨 - 재배는 3월에파종을하여 4월에정식후노지포복재배를하고 6월중 ~7월중순까지수확하는작형

66 < 표 2-17 > 러시아토마토의주요현황 작물 토마토 형태 ID-Beef 100% F1 D-Beef 100%F1 D-Fresh& Processing 25% F1 /75%OP D-Pink 90%F1 /10%OP 주요품종명회사명 파종시기 Zarin Syngenta 파종 :1월중 ~ 하정식 :2월말 ~3월초 Belle Enza 수확 :4월말/5월초 ~6 Matias De Ruiter 월중 (4~5단수확) Pablo Sakata ( 하우스, 지주재배 ) Magnus De Ruiter *Indoor(10%) Bobcat Syngenta 파종 :1~2월 Calisti Syngenta Tanya Seminis *Outdoor(90%) 파종 :3월초 Linda Sakata (40~45일육묘) Bella 정식 :5월 Rosa Sakata 수확 :6월중 ~7월중 Skiff Nunhems Polbig Bejo ( 노지포복재배 ) Classic Nunhems Solerosso Nunhems Donald Nunhems Asterix Syngenta 파종 :5월중수확 :8월중 ~ 하 Benito Bejo Diabolic Sakata ( 직파, 노지포복재배 ) Jampakt Sakata Riogrande OP Torbej Bejo 파종 :3월 Tarpan Nunhems 정식 :4월수확 :6월중 ~7월중 ( 노지포복재배 ) 요구도 조생계선호 200~300g Round~Oblate Firm NoGreen Shoulder V,F1,2,Alternaria * 특별한요 구사항없음 * 과중 40~120g 으로다양함. BigSize300g No Green Shoulder, Cracking ID-Pink 90%F1 /10%OP Pink Paradise Pink Unicom Sakata Seminis 파종 :1 월중 ~ 하정식 :2 월말 ~3 월초수확 :4 월말 /5 월초 ~6 월중 (4~5 단수확 ) ( 하우스, 지주재배 ) BigSize400g No Green Shoulder, Cracking ID-Pink(Beef) 토마토 - ID-Pink 시장은 F1이 90%, OP종이 10% 재배되며재배면적은 F1품종이 200~300ha, OP종이 1,800~2,700ha 재배됨 - 종자거래량은 F1이 25kg, OP종이 360kg 으로종자단가는 kg당 30,000 불정도로러시아토마토품목중에가장고가이며총액은 600 만불에이름 - 주요재배품종은 Sakata 사의 Pink Paradise 와 Seminis 사의 Pink Unicom 이재배됨 - 품종요구도는 400g 이상의극대과종이선호되며 D-Pink 시장과같이어깨색이없고열과에둔감한품종선호 - 파종은 1월중 ~ 하순에이루어지며, 2월말 ~ 3월초하우스에정식하여지주재배를하며수확은 4월말 /5월초 ~6월중순까지 4~5단수확함

67 인도시장 토마토종자시장규모는약 400 억원 ( 36M$ ) 으로인도채소작물중제일큰비중을차지하고있음. 세계적으로는중국다음으로넓은토마토재배면적 (86만 ha, 2011) 과생산량 (1,700 만 ton, 2011 FAO) 을차지하고있음 토마토재배면적은 1981 년 19 만 ha 에서 2001 년도에는 46 만 ha, 2010 년도에는 62 만 ha, 2011 년도에는 86 만 ha 로계속해서증가추세임 < 표 2-18> 년도별인도토마토재배면적, 생산량및수량성추이 (2012, FAO) 년도 재배면적생산량수량성 ( ha ) ( Tonnes ) kg/ha , ,000 92, ,000 1,800,000 94, ,077 4,244, , ,000 7,240, , ,100 7,462, , ,800 7,616, , ,800 8,125, , ,400 8,825, , ,100 9,820, , ,000 10,055, , ,000 10,303, , ,100 11,148, , ,800 11,979, , ,000 16,826, ,520 토마토종자총소요량은교배종종자 85 톤, OP 종자약 250 톤등약 335 톤으로추 정하며, 매년교배종점유율이증가하고있는실정임 TYLCV (Tomato Yellow Leaf Curl Virus) 발생의확대로 TYLCV 내병계품종의개 발및보급이절실히요구되고있으며, 일부회사에서 TYLCV 내병계품종이출하되 면서재배폭이넓어지고수량이증가하면서토마토교배종시장이빠르게성장하였음

68 재래종토마토와유사한 Sour & Flat(PKM) 형태의품종이 AP주를시작으로전국적으로확대재배되고있으며 TYLCV 내병계토마토보다저렴한종자를공급하면서농민이천수답인지역까지 Sour & Flat(PKM) 토마토를재배하여면적도급격하게증가하고있으며농가소득증대에도큰기여를하고있음 Orissa 주는토마토재배면적이 천 ha 에이를정도로인도에서제일큰토마토재 배지역이며그뒤로 Andhara Pradesh 주 87 천 ha, West Bengal 주 53.5 천 ha 순으로 재배되고있음 < 표 2-19> 인도주요토마토재배단지별생산량및생산성추이 (2011, 농진청 ) 주명 재배면적 ('000'ha.) % 생산량 ('000'MT.) 생산성 Orissa % Andhra Pradesh % West Bengal % Maharastra % Karnataka % Bihar % Chhattisgarh % Gujarat % Tamil Nadu % Madhya Pradesh % Haryana % Jharkhand % Assam % Rajasthan % Himachal Pradesh % Others % TOTAL 토마토시장은크게건기와우기로구분되어재배되고있으며, 유한생장형 (D) 으로 일반종타입, TYLCV 저항성타입, 청고병저항성타입, Sour & Flat(PKM) 타입, 무한 생장형타입 (ID) 5 가지로구분되고각기 OP 시장과 F1 시장으로나누어짐 과형으로구분하면 Saladette (Oval type) 와 Flat 한형태의중과종 Beef 형이주종이 며, 대과보다는 g 사이의중과종을선호함

69 일반종 (General) 토마토시장 - 우기가시작되는 6-8월사이에주로파종되어재배되며가장일반적인재배법이고무난한작황을보임 - 6-8월에파종하여 월사이에수확이진행됨 - 품종의시장요구도는중도의 TYLCV 내병성, 수송성, 내습성, 과균일성, 경도요구 - 과형이정연한 Saladette(oval 형 ) 의중과종으로 80-90g 내외를선호하며초세가강하고중장기수확가능한품종으로다수확이되고착색이짙은품종선호하며 Early blight 내병성중요 - 선도품종은 Namdhari 사의 Samrat, Shaktiman, Syngenta 사의 To-1389 임 TYLCV 내병계토마토시장 - 건기에주로재배되며파종은 12-2 월에실시하고 3-6월까지수확하는작형 - 시기적으로비가거의오지않는시기에재배되므로내서성이제일중요한요소 - 내서성과건기에충이만연되므로담배가루이가매개하여발생되는 TYLCV 의피해가가장심하게발생되므로이시기의재배품종은반드시고도의 TYLCV 내병성이필요 - 주요특성으로는내서성, TYLCV 내병성, 수송성, 과균일성이요구됨 - 내서성과고도의 TYLCV 내병성이요구되므로이시기에재배되는품종의종자가격은높게형성됨 - 선도품종은 Syngenta 사의 Abhinav Sour & Flat (PKM) 토마토시장 - 인도재래종타입이며재배면적이가장크고 F1 품종이도입되면서종자시장이급격하게증가하고있음 - 시장은크게어깨색이있는 US 618(US Agri 사 ) 과어깨색이없는 Lakshmi (Nunhems 사 ) 형태로구분됨 - 주종은 Lakshmi 형태이며천수답에서단기간에재배하여끝나는방식임 - 재배지역은남인도이나인도전역으로확대되고있음. 과는납작하며신맛이있는것과신맛이없는품종으로구분됨 - 초세가강하고착색과경도가우수한중대과종으로중도의 TYLCV 내병성, 내서성, 내습성등을요구함 - 주요선도품종으로는 Nunhems 사의 Lakshmi 와 US Agri 사의 US1196 품종임

70 < 표 2-20> 인도토마토품종별선호품종및시장요구도 Heemsohna (S&G) 청고병 (BW) 내병계토마토시장 - 인도는지역특성상비가적어청고병의발생이적으나남인도와방글라데쉬가인접한동인도는청고병이우기에문제시됨 - 고도의청고병내병성보다는중도의청고병을요하며청고병과함께 TYLCV 내병성이필요함 - 주요특성으로는청고병과 TYLCV 내병성, 내서성, 수송성, 과균일성요구 - 선도품종은 Syngenta 사의 Anup, All rounder 무한생장형 (ID type) 토마토시장 - 북인도에서주로재배되며시장규모는작은편임 - 착색, 수송성, 과균일성, 경도가우수한중장기수확이가능한무한생장형의품종요구 - TYLCV 가국지적으로문제됨 - 주요선도품종은 Syngenta 사의 Heemsohna

71 파키스탄시장 토마토재배면적은 2011 년약 5,200ha 이며생산량은약 52만톤으로서남아에서는인도다음으로시장이크게형성되어있음 토마토주재배지역은북서부산악지대의 NWFP 주로전체재배면적의 42%, 남동부의 Sindh 지역 20%, 남서부 Balochistan 주 20%, 북동부 Punjob 18% 의비율로재배 < 표 2-21 > 파키스탄토마토주요시장규모, 시장점유품종및주재배지역 ( 종자업체자료 ) 시장 시장점유품종 주재배지역 작물 구분 규모 (kg) Type 품종명 회사명 수량 (kg) 주 (State) 지역명 토 마 토 DETERMINATE (F1) * State : NWFP-42% Balochistan 20% Sindh 20% Punjob-18% 800 Salade tte Tylcv Nomal YAQUI PETO 300 FMX1077 HARIS MORAN 100 AVINASH2 SYNGENTA 100 MEYNA SEMINIS 50 OTHERS 250 NWFP SINDH PUNJOB DETERMINATE (OP) 19,000 Salade tte RIOGRANDE HARIS MORAN 15,200 CHAV( 원형 ) 200 GALA HARIS MORAN 100 SINDH Hyderabad TOTAL 19,800 F1 종자시장현황 ,300-90% 이상이 Yaqui (Peto seed 사 ) 형태의과가큰대과종의 Saladette 토마토재배 - F1 시장규모는약 800kg, OP시장규모는약 19톤정도임 - Peto사의 Yaqui 와 Haris Moran 사의 FMX1077, 농우바이오사의 Xico 등이재배 - Syngenta 사의 TYLCV 품종 Avinash-2, T-1359 도 TYLCV 내병계품종으로고가로판매중 OP 종자시장현황 - Sindh 지역은 80% 이상 OP품종재배지역 - 주재배품종은 Riogande(Saladette type) 임 품종요구도는숙기가빠르고초기내한성, 후기내서성, TYLCV 내병성요구됨

72 인도네시아시장 인도네시아의토마토재배면적은 2011 년약 5만7 천ha, 생산량은 95만톤으로추산 토마토종자소요량은약 6톤내외로추정 자바섬및수마트라섬에서주로재배되며특히인구집중이많은서부자바지역에서가장많은면적이재배되고있음. 서부자바주중에서전체면적의약 30% 인 3,374ha 가가룻에서, 그다음은 Ban Dung 1,403ha, Cianjur 1,099ha 등서부자바면적의절반가량이서부자바의중남부지역에서재배됨 < 표 2-22> 인도네시아토마토재배면적, 종자요구량, 시장규모등재배현황 총재배면적 (ha) 종자소요량 (kg) 종자시장규모 (U$) 비고 (OP) 57,000 6,000 4,800,000 12,100ha, 21% 토마토는크게 ID와 D형으로구분되어재배되며무한생장형 (ID) 토마토는해발 700m 이상의중고냉지에서재배되며서부자바가주재배지이고, 유한생장형 (D) 토마토는 700m 이하의중저지대에서주로재배됨. ID 토마토가저지대에서재배되지못하는주된이유는청고병과내서성이떨어지기때문이며, D 토마토가고냉지에서재배되지못하는이유는중장기재배를할수없어수확량이떨어지기때문임 < 표 2-23 > 인도네시아토마토주요재배지역 지역재배면적 (ha) 생산량 ( 톤 ) 비고 서부자바주 10, ,653 중부자바주 4,236 61,303 동부자바주 4,044 56,626 북부수마트라주 4,662 90,147 서부수마트라주 1,569 33,842 남부수마트라주 1,966 17,041 벙꿀루주 4,932 36,083 람풍주 2,345 17,489 북부술라웨쉬 3,192 39,491 남부술라웨쉬 3,578 30,981 기타 14, ,405 합계 55, ,

73 저지대에서토마토를재배하기시작한것은 EW사의 Permata 품종의출현이후로, 이품종은소과종으로품질, 수량성은떨어지나내서성과청고병저항성이뛰어나동부자바에서시작되어중부, 서부자바를거쳐전국저지대어디에서나재배되고있음. 최근저지대에 Virus 만연으로농민들은청고병내병계보다 Virus 내병계를더선호하는실정이므로 Permata 품종은감소추세이며 EW사의 Lentana 품종이증가하고있음 대만농우의 Precious -> East West 사의 Arthaloka -> Marta 가인도네시아 ID 토마토의품종변천사이며 Marta 는비교적토양전염병에강해준고랭지까지재배지역이확산될수있었으며이품종이현재 ID 토마토지역에서 90% 이상재배됨. 1화방에 100g 의토마토를 6~8 개씩착과시키고과형은장동형 (oval) 으로과가정연하고저장성과상품성이우수하나 TYLCV 의내병성과내서성이떨어져중저지대로확산되지못하고있음. 5-6단재배가주종임 EW사의 D형토마토 Permata 는청고병과내서성이아주뛰어나중저지대의척박하고청고병의오염도가심한포장에서많이재배되나단기간에수확이완료되는형태임. 청고병과내서성이아주우수한특성을가지고있으나과가 60g 정도로작고수송성이약하여장거리수송에부적합하여근거리소비에이용됨. 최근에는이러한단점을보완한 EW사의 Lentana 품종이출시되어중저지대까지확산되는추세임. Lentana 의특성은과가 70-80g 정도로중과종이며저장성이개량됨 인도네시아의토마토품종요구도는청고병이제일중요시되며, 내서성과 TYLCV 내 병성, 저장성과수송성이요구됨 < 표 2-24 > 인도네시아토마토주요품종및시장요구도

74 터키시장 뛰어난지리적조건과기후로농업및관련산업분야에서선도적인국가로평가받고있으며농산물의수출량은 2002 년 17억불에서 2010 년 50억불로증가하였으며 2010 년기준으로터키 GDP 의농업부분점유율은 8.4% 를차지하며농업종사자는전노동력의 25% 를차지함 - 국토의약 40% 는경작이가능하며관개가능면적이 540만 ha에이름 세계적인토마토생산국가로서토마토재배면적이전세계면적의 5% 에해당하는 26 만ha 에이르고생산량도 1,100 만톤으로세계 4위임 - 터키국내에서도토마토는과일및채소작물중생산량 1위작물이며전작물로확대하면밀, 사탕수수에이은 3번째로생산량이많은중요한작물임 - 토마토재배는하우스재배와노지재배로나누어지는데노지재배는산재하여분포하고있으나하우스재배는남부의지중해연안의 Antalya, Mersin, Adana 가주재배지역임 - 해안가를따라하우스가밀집되어있고, 토양은점질이많은식양토이며기후조건은겨울오전 5~10 도, 낮 15도전후로겨울철에강우가집중됨 - 토마토재배는대부분일반토양에점적호스를이용하여관수및양액을공급하여재배하는형태이며단기재배시 9-10 단재배, 장기재배시 단재배를함 지역별하우스비율을보면 Antalya 지역은 1960 년대부터하우스재배를시작하여터 키에서주하우스재배단지임 - 재배면적은 25,000ha 로 Glass house 50%, Plastic house 50% 의비율 Mersin 지역은 1980 년부터하우스재배를시작하여하우스와노지재배가병행되고있 음. 하우스재배는 70% 로재배면적은 15,000ha 이고노지재배의비율은 30% 로재배 면적은 6,000ha 정도이며하우스재배가증가추세임 Adana 지역은노지가 90% 이상으로 8,000ha 이상재배되고있지만신규 Plastic house 재배단지로급부상중

75 < 표 2-25 > 터키주요지역별하우스재배와노지재배비율및특성 지 역 하우스 (ha) 노지 (ha) 비 고 Adana 100 8,000 신규하우스재배단지로부상, 아직주노지재배 Mersin 15,000 6, 년부터하우스재배시작, 하우스와노지재배 Antalya 25, 년부터하우스재배시작, 주하우스재배 기 타 3,900 16,000 계 44,000 30,000 작형별주요품종현황 - 하우스재배에서는무한생장형토마토를재배하며 Beef (Single 수확형 ) 토마토, Cluster 토마토, Cocktail 토마토가재배됨 - 대부분인근유럽국가로수출용으로재배되며, Tylcv, FCRR, N 등의내병성이중요하게요구됨 Beef 토마토 : - 봄재배의경우화방당 4~6과착과, 6~7 단수확, 과중 180~220g 으로경도가강하며, 착색및품질, 과균일성이있는품종선호, 주요품종으로는 Tybeef(Enza), Newton(S&G) 등이있으며종자단가는 30,000 불 /kg 내외로형성 - 가을재배의품종요구도는화방당 4~6 과착과, 6~8 단수확, 저온기착색, LSL, 과정연성중요하고어깨색이없어야하며과중은 160~180g, 초가을작형의경우생육초기내서성도요구됨. 주요품종으로는 Seval (Multi Tarim), Yeliz (Seminis), Lamia(Hazera) 등이있으며종자단가는 24,000~36,000 불 /kg 내외로형성 - 겨울재배는 20~25 단수확하는장기수확품종이요구되며내한성이좋고경도가강하며과중이 160~180g 선호하고주요재배품종은 Anit (Yuksel), Astona (Nunhems), Bestona (Nunhems) 등이있으며종자단가는 30,000~36,000 불 /kg 내외로형성

76 Cluster ( 화방수확형 ) 토마토 - 토양병인 FCRR 이만연하여대부분대목재배를하며, Cluster 품종군시장은지속적으로증가추세 - 주요품종요구도는 100~140g 의과중과, 일시착색, 화방출현이 Fish bone 형태, 절간이짧고경도가강하며생육후기에도착과력이좋아야함 - 주요품종으로는 Ikram(Syngenta), Petrus(Enza) 등이있으며종자단가는 45,000~66,000 불 /kg 내외로형성 Cocktail 토마토 - Cluster 와같이토양병인 FCRR 로인해대목재배가이루어지며과중은 40~50g 이고일시착색, 열과에둔감, 경도가강하며조생품종요구 - 주요품종으로는 TyTy(Syngenta), Multy(Multi Tarim) 등이재배되고종자단가는 60,000~70,000 불 /kg 내외로가장높게형성 노지재배토마토 - 무한생장형 Beef, 유한생장형 Beef, 유한생장형 Processing 토마토가재배되며 5~7 월파종하여 8~10 월수확하는작형으로주재배지역은 Adana 와일부 ID-Beef 토마토는 Mersin 지역에서재배됨 - 노지용품종은대부분유한생장형토마토가재배되며일부무한생장형 Beef 토마토가재배가되나노지재배용품종은하우스용품종보다종자단가가낮게형성되어있음 - 터키내수용과가공용토마토용도로재배가되며, Tylcv 와 TSWV 의내병성이중요 - 무한생장형 Beef 토마토는 5~7 월에정식하여 8~10 월에수확하는작형으로노지지주재배를하고년간거래종자량은 500~600kg 임. 종자단가는 20,000~30,000 불 /kg 으로하우스용품종과거의같은가격으로형성되어있으며품종요구도는과중 200g, 수량성, 경도우수등하우스용품종과거의선호도가유사함. TSWV, TYLCV 내병성이필요하며주요품종으로는 TSWV 내병계품종인 Alsamcak(Yuksel), 고지대품종인 Swanson(De Ruiter) 등이있음 - 유한생장형 Beef 토마토도 5~7 월에파종하여 8~10 월에수확을하며노지에서포복재배를하며년간종자거래량은 1,600kg 이고종자단가는지주재배품종보다낮은 6,000~15,000 불 /kg으로형성됨. 품종요구도는수송및저장성이좋아야하고과중은 180~200g, 어깨색이없어야하며내서성, 과정연성등이요구됨. TSWV 와 TYLCV

77 내병성이필요하며주요품종으로는조생계는 Dorit(De Ruiter), Impala(Vilmorin), 8354(Gil Seed) 등이있으며중, 만생계품종은 Joker(Vilmorin), 5656(Hazera) 등이있음 - 유한생장형가공용토마토는종자거래량은 5,500kg 으로많지만종자단가가 2,000불 /kg 내외로낮게형성되어있으며시장은감소추세임. 주요품종요구도는과중은 80~120g, 고당도, 경도강, 수량성이많은것을요구함 이집트시장 이집트의경지면적은 580 만 ha 로전국토의 5% 에불과하나최근들어사막에관수시설 을설치하여경지면적을획기적으로확대시키고있음 농업재배지역은수단국경에서카이로까지의나일강유역으로폭 1~20km 의평야지대 로비교적기후가온화한지역 지중해와델타지역으로카이로와알렉산드리아, 포트사이드등세도시축을잇는나일 텔타지방은연간강수량이 250mm 에이르며물이풍부한아열대성농업지대이며이집 트대부분의농산물이이지역에서생산됨 < 그림 2-11 > 이집트주요농업생산지역

78 기온은여름철은주간에는 37~38 도로매우더우나야간에는 20도정도까지내려감. 겨울에도낮에는 15~20 도정도로온화하나밤에는최저 0도까지내려가지도하지만평균 5도정도여서최소한의보온으로원예작물의생산이가능하여최근시설재배를이용한동계재배로유럽시장을겨냥한수출농업이발전중 밀, 쌀, 면화, 토마토, 사탕수수, 감자등이주요재배작물이며작물별주요재배면적은 하작의경우식량작물이 50%, 채소작물은 10% 정도차지, 동작의경우채소작물은 10% 에미치지못함 < 표 2-26 > 이집트토마토주요재배지역별품종현황 <Alexandria 지역 > 품종명 회사명 특 성 El otts(448) S&G 8-10 월주품종, 착과비대우수, TY 내병성, 과품질우수 <Ismailia 지역 > 품종명 회사명 특 성 Oriet Hazera 조생, bush type, TY, 내한성강, Beef 중과 Super Jakal S&G 초세강, 절간길음, 착과비대양호, 여름재배주품종, 내서성강, TY Baraka Turkey 회사 조생, bush type, TY, 세엽, 장동대과 Lojain Enza zaden bush type, TY, Beef 중대과 Enza zaden 초세강, 절간길음, 세엽, TY, Beef, 착색짙음 <Upper Egypt> 품종명 회사명 특 성 Tomyland S&G bush type, 엽 roll, 착과양호, TY, Beef 중대과 7029 Ferry Morse 초세강, 절간길음, 세엽, 장동대과, TY 721 Enza Zaden 초세강, 조생, 중광엽, 착과비대우수, Beef 중과 Farah Enza Zaden 초세강, 절간길음, Beef 중대과, PM, 착색우수, 경도강 Miral Asgrow 초세중, TY, Beef 중과, 경도강, 착색우수, 세엽 Nawar Ergon 세엽, TY, N, 장동극대과 Adora Sakata 내한성, TY, Beef 중대과, 중세엽, 착과중양 GSI bush type, TY, 내한성, 착색우수, 경도강, 화탁우수 Super Royal Royal Slius 초세강, 엽색짙음, TY, 원형중대과, 착색우수, 경도강

79 이집트의토마토재배면적은 21만 ha에년간생산량은 810 만톤에이름 - 토마토는유한생장형의토마토만재배가되며모두노지재배로이루어짐 - 주요재배지역을보면하계기온이 40도이상올라가는 Upper Egypt, 지중해성기후로온난한지역인 Alexandria, Ismailia 가있음 - 주요품종요구도를보면내병성 (Tylcv+Nematode), 내서성, 과 100~120g, 과형은 Round or Square Round, 어깨색이없으며이중내병성과내서성이가장중요 D-Normal 토마토 - 종자시장크기는 600kg 시장 - 주요재배품종으로는 Nunhems 사의 Alisa, Syngenta 사의 GS12 등이재배되고있으며종자단가는 1,000~2,000 불 /kg - 1월 ~4월정식하는작형으로품종의요구도는 N과 F의저항성을요구함 D-내서성토마토 - 하계기온이 40도이상인지역에서재배되는토마토로종자시장크기는년간 1,300kg 내외이며종자단가는 1,000 불 /kg 정도임 - 5~6월, 6~7월에정식하는작형으로내서성이요구됨 - Super Jakal (Syngenta), 1077 (Ferry Morse), Roma 888 (Sun Rise), Nema (Peto) 등이재배됨 D-TYLCV 토마토 - 종자시장크기는 600kg 으로종자단가는 3,300$/kg 으로높게형성되어있으며주로 8~11 월정식작형이며주요품종요구도는 Tylcv 내병성이요구됨 - El otts 448(Syngenta), 765(Zeraim), Miral(Asgrow) 등이재배됨 D-Beef 토마토 - 종자시장크기는 300kg 이며 12 월에정식작형으로주요품종요구도는 180~220g 의 대과종을선호. Oriet(Hazera), GS12(Syngenta) 등이재배됨 그외 OP 종이 11,400kg 정도시장을형성하고있음

80 이란시장 이란의기후는 4 계절기후의특징을보이며일부남부지역은아열대성기후임 일부지역에비옥한농토를보유하고있어각지방별농작물도다양한편임 - 연평균강우량은연간 240mm, 국토의약 90% 가건조지로구성 - 이란농업은 GDP 의 10-15% 를차지하며농업종사인구는전체인구의약 20%, 농산물수출은비석유분야수출의 22% 차지 - 토지염도및물부족문제로전체영토의약 12% 인 185 만km 2 가경작가능하며, 경작지중 3분의 1정도만관개 ( 灌漑 ) 가능 ( 나머지 2/3는건조지농법으로경작 ) - 서부, 북서부토양이가장비옥함 < 그림 2-12> 이란의주요농업지역 이란의토마토재배면적은 18 만 ha 로생산량은 680 만톤에이름 (2011, FAO) - 토마토의주재배지역은크게이란북부지역과남부해안지역을중심으로재배됨 북부지역의경우재배면적이 10만 ha로 F1품종이 15~20% 정도재배가됨 - 재배작형으로는봄재배를하며 2월 ~5월에파종을하여 5월 ~9월까지수확을하는작형임 - 생산된토마토의 60% 는케찹과 Paste 용도로쓰이는데여기에쓰이는품종은대부분 OP종임 - 나머지 40% 는 Fresh 용으로대부분 F1품종이재배되고있음

81 남부해안지역은재배면적이 3만ha 로 F1품종이 60% 정도재배가됨 - 재배작형은겨울재배로 8월 ~9월에파종을하여이듬해 1월중순에수확을하는작형으로대부분 Fresh 용도로사용되고품종요구도는경도가매우중요하고, 과형은 Blocky 형요구, LSL, 과중 120~130g, 숙기와착색이빠른것선호 < 표 2-27> 이란의토마토재배면적, 형태, 종자량, 파종시기및주재배품종 면적 (ha) 구분작형종자량 (kg) 재배지역파종시기주품종 9 월말 -10 월 ID-beef 하우스 35 초 11월-2 월, ES 1002(Ergon) 2277(Enza Zaden) 3 월 Pride 2,3,5,6(Peto) 180,000 D-F1 노지 2,000 D-OP 노지 45,000 Bushehr, Gorgan, Jiroft, Laklar, Kanju, Ahvaz, Caspi 연안 7월중 -8월중 (Bushehr) 3월 (Gorgan) 6108(Nunhems) Logyna(Clause) Super A(U.Genetics) Speedy(Peto) Early CH, Chef(Peto) Super Urbana, Super Queen(U.Genetics) Mobil(Royal Sluis) ID-Beef 토마토 - 하우스재배용으로년간종자거래량은 35kg 으로소량이나종자단가가 kg당 15,000~21,000 불로높게형성되어있음 - Ergon 사의 ES1002, Enza 사의 2277 품종이널리재배됨 - 주요품종요구도는숙기가빠른조생종이요구되며선충, Tylcv, 흰가루병에내병성이며과형은 Round Shape 형으로과중은 130~140g 선호

82 D-노지용토마토 - 노지재배용으로종자거래량은 F1품종이 2,000kg, OP종이 45,000kg 정도임 - 주재배지역은 Bushehr, Gorgan, Jiroft, Laklar, Kanju, Ahvaz, Caspi 연안 - 종자단가는 F1 품종이 kg당 600-1,000 불정도로형성 - 파종시기는 Busherhr 지역은 7월중순 ~8월중순에파종을하고 Gorgan 지역은 3월에파종 - 주요재배품종으로는 Peto사의 Pride2, Speedy, Asgrow 사의 Early Racer, Clause 사의 Logyna 등다양한품종들이재배되고있음 - 주요품종요구도는조생, 과중은 100~120g, LSL 또는경도강, 착색우수, Tylcv 와 Alternaria 내병성이필요함

83 2. 국내외기술동향분석 2.1 국내외기술동향분석 1) 국내기술동향 국제적수준의유전체해독기술보유 - 토마토, 고추, 감자, 담배등이속한가지과작물은채소작물중경제적으로가장큰가치를지니며, 우리나라의상대적인기술수준으로볼때국제적인경쟁력을확보할수있는매우중요한분야임 - 한국생명공학연구원을중심으로 2003 년부터시작된국제가지과유전체컨소시엄에참가하여, 6년간국제컨소시엄을구성하였고, 토마토유전체분석 (2번염색체담당 ) 을수행하여우수한성과를거둠 ( - 한국생명공학연구원에가지과유전체관련기초연구자중심으로데이터베이스구축. 토마토유전체분석과웹을통한분석결과를제공하는시스템을개발한경험이있음 ( 분자마커시장의지속적인확대 - 유전체해독기술은국제적수준임에도불구하고분자마커개발은문헌정보혹은개별유전자별로진행되는미비한상태임 - 경쟁력확보를위해유전체활용에대한요구는매우높은편이며대기업 농우바이오와 동부하이텍뿐만아니라, 고추와육종, 에프앤피, 바이오브리딩연구소등의벤처종묘회사도분자마커를개발및이용하고있음 - 내병성작물육종을위한병리검정지원사업단, 배추분자마커사업단, 고추분자마커사업단, 농촌진흥청실용화재단등정부기관주도의연구사업단에서도적극적으로개발및서비스를실시하고있어유전체정보를활용할경우분자마커시장확대및육종프로그램에빠르게적용될것으로예상됨 ( 표 2-28) - 이처럼유전체연구가진행되고시장의요구도가높으나현재까지생물정보를이용한육종가혹은분자마커개발에맞춰유전체를재해석이활성화되지못한상황임

84 < 표 2-28> 분자마커검정개발과서비스현황 수행기관작물식물병 / 특징병원균분자마커 고추 바이러스 Potyvirus Potyvirus Pvr1 얼룩시들음병 Tomato spotted wilt virus Tsw 담배모자익바이러스 Tobacco mosaic virus L3 L4 오이모자익바이러스 Cucumber mosaic virus Cmr1 작물육종지원사업단 ( 서울대 )/ 채소병리검정지원사업단 ( 한국화학연구원 ) 토마토 세균바이러스세균 세균성반점병 Xanthomonas campestris pv. vesicatoria Bs2 얼룩시들음병 Tomato spotted wilt virus Sw5 토마토모자이크병 Tomato mosaic virus Tm2a 황화잎말림바이러스 Tomato yellow leaf curl virus Ty1 세균성반점병 Pseudomonas syringae Pto 세균성점무늬병 Xanthomonas campestris Bs4 곰팡이 위조병 Fusarium oxsporum sp. Lycopersici 반신위조시들음병 Verticilium dahliae Ve4 I2 콩 비린내 다량뿌리혹형성 Lx2 GmNARK 배추분자마커사업단 배추 곰팡이 뿌리혹병 ( 무사마귀 ) Plasmodiophora brassicae 육종기술지원센타 ( 농촌진흥청 ) 토마토 바이러스세균 토마토모자이크병 얼룩시들음병 시들음병 Tomato mosaic virus (ToMV) Tomato spotted wilt virus (TSWV) Fusarium oxsporum sp. Lycopersici 고추분자마커사업단 ( 에프앤피 ) 고추 바이러스 오이모자이크바이러스 Cucumber mosaic virus (cmr v0) 고추와육종 고추 * 검사항목은계속변경됨 매운맛탄저병역병 (M3) 바이러스병 CGMS 회복 GMS, ms1, ms3 Pun1 Rf 토마토는세계적인채소작물로선진국의품종개발수준은매우우수한편 이나국내의토마토육종은초기단계로투자규모및참여종자회사가적음. 특히, 국내토마토육종인력이매우적어대외경쟁력이약함

85 한국의토마토품종육성연한은 30 여년에지나지않으며, 토마토육종에참여하고 있는국내기업이극소수이며토마토육성의가장큰핵심요소인내병성육종의기 술력및연구기반이선진국기술수준에비하여취약한편임 현재국내민간회사에서도한품종에 4 5 개이상의내병성인자를가지고있는복합 내병계품종들이출시되어농가에보급되고있으나초기단계임 국내에보급되고있는품종은일본회사와다국적기업에서육성한품종이많으나, 근래에국내토마토육종기술도짧은시간에많이발전하여국내육종가가만든품종의비율이점차높아지고있으며, 특히방울토마토의경우국내시장점유율이급상승하고있음 선진국에비하여육성에필수적인육성재료가절대적으로부족하고특히특정내병 성소재와고품질에관여하는유전자원이부족함 국내토마토유전자원은주로관련연구소, 종묘회사등에서자체적으로수집, 관리 되고있으며, 활용도가낮고국내육성품종중우수한품종도다수있으나시장점 유율면에서여전히미미함 TYLCV 등복합내병성이면서수량이많고당도가높은품종을주로육종목표로하 고있으며, 일부연구진에서기능성토마토 ( 흑색토마토 ) 를개발하고있음 국내진출한글로벌기업에서해외유전자원을바탕으로국내용토마토품종개발이이 루어지고있음 국가및지자체육종연구기관에서고정종방울토마토, 송이토마토, 완숙형토마토품종 을육성하고있으며 1990 년대초부터일부종묘회사에서유전자원수집과재료육성 등토마토품종개발을하고있음 국내에서보급되고있는품종도 4-5 가지병에대해서내병성을가지고있으나환경 적응성과원예적특성에있어서외국품종에비해경쟁력이떨어짐

86 토마토육종에참여하고있는국내기업이적으며장기투자에대하여주저하고있고 특히토마토육성가양성에소흘하여경력육성가가극소수에불과함 여교잡육종에필요한 MAB 분자마커는염색체를적절히구획하여 background selection 을실시하는기술임. 이를위해표준유전체정보를이용한물리적인거리단위로구획을나누거나유전지도를통한유전적거리단위로구획을나누어효과적인 background selection 조건을규명해야함 또한초고밀도유전지도는매우정교한 LD 분석이가능하여 linkage dragging 을유 발하는형질에대하여불필요한형질을분리할수있는자손의개체수를예측할수 있음 실제많은수의 QTL 이보고되었지만식물육종에적용된예가매우적음 (Young 1999; Heffner et al., 2009). 유전체정보와고밀도유전지도를함께이용할경우토마토의 QTL 형질조사및 mapping 을보다효율적으로할수있어육종에적용할수있는핵심유전자및분자마커개발이용이함 토마토지놈수준에서유전양상을면밀히이해하고형질관련분자마커를꾸준히확보 해나간다면원하는형질을고루갖춘맞춤설계육종이가능해지고월등한경쟁력 을확보할수있을것으로예상됨 또한, 초고밀도유전지도가작성될경우현재표준유전체에서확보하지못한유전체 의조각들을보완하여보다완성도높은표준유전체로개선할수있음 2) 국외기술동향분석 토마토는시장규모만큼이나종자시장도크며, 다른채소에비해선도적인육종기술 이개발되었고유전자지도도가장먼저작성 2003 년부터시작된국제가지과유전체컨소시엄을통해토마토유전체해독이완료되 었고, 2012 년 5 월 Nature 에발표되어유전체정보공개됨

87 국제가지과공동연구컨소시엄을통해매년회원국에서워크샵을개최하고정보및 연구재료를공유하여우수한협력체계구축함 SolCAP ( 은가지과작물유전체를실용화하기위하여토마토 와감자에집중하여 SNP 등육종에필요한마커및분석용 tool 로개발중임 Tomato Functional Genomics Database ( 는 microarray 를통해분석된유전자발현양상을분석한데이터베이스이며, 토마토열매관련하여 집중적으로연구중 Tomato QTL database ( 는토마토 IL 분석을통해확보된 QTL 정보를제공함 이밖에수많은문헌정보와데이터베이스가구축되어토마토연구에대한문헌정보 가축적되어있음 SNP 는유전체전반에걸쳐분포하며그수가방대하고특정유전자에서 allelic variation 구분이가능하여각종진단을위해사용되고있고, 육종에서형질연관마커뿐만아니라고밀도유전자지도작성용으로도주목받고있음 (Rafalski 2002; Snowdon and Friedt 2004; Rahman et al. 2007) Soybean 유전체연구에서고밀도유전자지도작성및 Scaffold 를연결하는데 SNP 마커를이용하였음 (Hyten et al. 2010) 염기서열분석기술이발달함에따라 SSR/SNP/Indel 등의다양한형태의마커가전체유전체영역을망라할수있을정도로다수의마커가개발가능해졌음. 이에따라많은수의유전적변이를탐지할수있게되었고대집단에서유전적변이를빠르고간편하게선별할수있는기술발달에의해 association mapping 이가능하게되었음 (Duran et al., 2010)

88 2005 년 Arabidopsis 의 95 accession 에대한 GWAS 분석결과이전에보고된각 accession 의 flowering time과 pathogen resistance gene의 locus가 SNP가일치하게나타나는것이보고되었고이후 2010 년이들각 accession 의 SNP chip 분석을통해 107개표현형에대한 SNP 분석을완료함 (Atwell et al., 2010) 2013 년현재 TTI Green Geentics 사등의후원으로네덜란드와겡닝겐대학과중 국의 BGI 가 150 Tomato Genome ReSequencing project 를활발하게진행중임 ( 표 2-29) < 표 2-29> 토마토게놈의 ReSequencing 프로젝트 (*ref. Nr Accession ID EUSOL accession ID Accession Name Reasons Genebank 1 PV several Moneymaker PBR 2 PV several Alisa Craig old cultivar PBR 3 PV EA06086 Garderners Delight old cultivar PBR 4 PV EA00465 Rutgers old cultivar Craig Lehoullier 5 EA00325 GALINA Hierloom, diversity Craig Lehoullier 6 EA00488 TAXI Hierloom, diversity 7 EA00375 Katinka Cherry Hierloom / phylogeny Craig Lehoullier 8 EA00371 John's big orange Hierloom / phylogeny Craig Lehoullier 11 LYC 1365 EA02617 All Round Agronomic traits IPK Gatersleben 12 LYC 1969 EA02724 Sonato Agronomic traits IPK Gatersleben 13 T 1662, LYC 1738 EA03701 Cross Country Agronomic traits IPK Gatersleben 14 T 1203 EA03362 Iidi Plant architecture IPK Gatersleben 15 TR00003 Momatero pink beef Rijk Zwaan 16 CGN15464 EA01965 Rote Beere brix TGRC 17 T 1039 EA03306 brix IPK Gatersleben 18 EA01155 DANA fruit size Sand Hill Preservation Center 19 EA01049 LARGE PINK fruit weight Sand Hill Preservation Center 20 T 825 EA03221 Lycopersicon esculentum. Mill. fruit weight IPK Gatersleben 21 T 828 EA03222 Bolivar' Lycopersicon esculentum. Mill. Convar. infiniens fruit weight IPK Gatersleben Lehm. Var. commune bail. 22 PI EA04710 fruit weight USDA, ARS, Geneva 23 PI EA05170 fruit weight USDA, ARS, Geneva 24 EA00990 JERSEY DEVIL fruit size Sand Hill Preservation Center 26 EA00157 Polish Joe fruit locule count 27 CGN20815 EA02054 Cal J TM VF fruit locule count TGRC

89 28 PI EA05581 The Dutchman fruit locule count GENEVA 29 EA00027 BLACK CHERRY 30 V EA01835 ANTO collection date 31 PC EA PI EA04243 WINTER TIPE (NOR) 'Chang Li' Lycopersicon esculentum 33 SG 16 EA00892 Belmonte 34 EA PI EA04939 TIFFEN MENNONITE Wheatley's Frost Resistant collection date collection date / collection iste phylogeny collection site USDA, ARS, Geneva Sand Hill Preservation Center USDA, ARS, Geneva 36 PI EA05701 collection site USDA, ARS, Geneva 37 PI EA05891 collection site USDA, ARS, Geneva 38 PI EA04828 Chih-Mu-Tao-Se 39 LA0113 EA EA PI EA04861 ES 58 Heinz' Lycopersicon esculentum Mill. Convar. infiniens Lehm. Var. pluriloculare Lehm. collection site / phylogeny collection site / germplasm status phylogeny collection date / phylogeny USDA, ARS, Geneva TGRC USDA, ARS, Geneva 77 TR00018 Large Red Cherry Totally Tomatoes 78 EA00940 Porter Tomato Growers Supply Company 88 TR00019 Bloody Butcher Totally Tomatoes 89 EA01019 Brandywine Tomato Growers Supply Company 90 TR00020 Dixy Golden Giant Tomato Growers Supply Company 91 EA01037 Giant Belgium Tomato Growers Supply Company 93 TR00021 Kentucky Beefsteak Tomato Growers Supply Company 94 TR00022 Marmande VFA Tomato Growers Supply Company 96 TR00023 Thessaloniki Tomato Growers Supply Company 97 EA01640 Watermelon Beefsteak Tomato Growers Supply Company 102 TR00026 TGRC 103 TR00027 TGRC 105 LA1479 TR00028 TGRC

90 세계종자시장의다국적기업은자체연구소를가지고있으며학계와의공동연구를통하여기업을중심으로전통육종기술과더불어형질전환이나분자마커를이용한육종 (Marker-assisted breeding; MAB) 기술을적극적으로도입하여신품종을꾸준히개발하고있음 < 표 2-30> 토마토육종에사용하고있는 MAS 분자마커 (*Ref. Majid R. Foolad, 2007, Genome Mapping and Molecular Breeding of Tomato, International Journal of Plant Genomics, p21-29) Trait Source species Gene/QTL(Q) Reference Bacterial canker L.peruvianum 3Q Seed companies L.hirsutum Rcm2.0,Rcm5.1( Q) [287] Bacterial speck L.pimpinellifolium Pto Seed companies,[447] Bacterial spot L. esculentum Rx-3(Q) [447] Bacterial wilt L.esculentum 2Q Seed companies Blackmold L. cheesmanii FewQ [288] Corky root rot L. peruvianum Py-1 Seed companies Fusarium wilt L. pimpinellifolium I-2C,I-3 Seed companies, public breeders Jointless L. cheesmanii Seed companies Late blight L.pimpinellifolium Ph-3 L.hirsutum 4Q [342] Seed companies, public breeders Lycopene L. esculentum Ogc,cr Seed companies Powdery mildew L.chilense,L.hirsutum Lv,Ol-1,Ol-2 Seed companies Ripening inhibitor L. cheesmanii rin Seed companies Root-knot nematode L.peruvianum Mi Self pruning L. esculentum sp Seed companies, public breeders Seed companies,public breeders Soluble solids Not known Q Seed companies Tomato spotted wild virus L. peruvianum Sw-5 Seed companies Tomato yellow leaf curl virus Different species FewQ Seed companies Tobacco mosaic virus L.peruvianum Tm-2a Seed companies Verticillium wilt L esculentum Ve Seed companies, public breeders

91 토마토육성역사를세대별로구분하면 1세대는수량성 (1970 년대잡종품종보급 ), 2세대는환경적응성 (1980 년대 ), 3세대는저장성및내병성 (1990 년대 ), 4세대는과품질위주의성분육종 (2000 년대 ) 으로나눌수있으며국내보다분야별로약 5-10 년이상앞서있는것으로파악되고있음 선진외국회사에서개발된대부분의토마토품종은병저항성유전자를최소한 5가지 (Mi, Cf, Tm2, Ve, I 등 ) 이상보유하고있으며, 토마토품종육성에생명공학기술을적극활용하여병저항성선발시 DNA marker 를이용하여선발효율을극대화시키고육종연한을단축하고있음 생식용소비형태에서벗어나다양한요리형태에적합한과색별, 과형별, 기능별맞춤 형품종들이개발되어소비자들에게선을보이고있음 일본및유럽에서는내병성품종의개발뿐만아니라알레르기, 생활습관병에효과가있는토마토의기능성성분인 naringenin chalcone(ngc) γ-아미노酪 (GABA) 등을다량생산하는토마토계통을개발하고있음 Marker-Assisted Breeding (MAB) 을통한품종육성을위하여기본적으로필요한 DNA 마커분석시스템은, 마커형태의발달 (Isozyme -> RFLP -> PCR-based DNA 마커 ) 과함께점차적으로대량화및자동화하는추세임 (Single Nucleotide Polymorphism (SNP) 마커의개발이중요한전환점 ) 토마토유전자연관지도는미국 Cornell 대학의 Steven Tansley 박사연구팀에의해많은연구가진행되었고, International Tomato Sequencing Project 를통하여토마토전체 genome 의염기서열을밝히는작업이세계 11개나라가 ( 아르헨티나 -미토콘드리아 genome 포함 ) 공동으로참여하여진행하고있음 SOL Genomics Network (SGN) 에따르면, S. lycopersicum LA925 와 S. pennellii LA716 type F 을양친으로한 Tomato-EXPEN 2000 map에는 2,506개의마커가 CAPS, RFLP, SNP, SSR 마커등의형태로올라가있으며 sequencing project 와함께 physical mapping 이완료되면토마토품종육성에필요한새로운 DNA 마커를개발하는데중요한정보를제공할수있을것으로기대하고있음

92 특히네덜란드의민간육종회사들은육종효율을극대화하기위하여 DNA marker 개발전문회사인 Keygene 을공동으로투자, 설립하여운영하였는데효과가매우높아지금은프랑스와일본의육종회사도공동투자하여프로젝트에따라개발된 DNA marker 를공동이용혹은독자적이용등각자의요구와필요에따라이용하고있음 현재까지 25여개의토마토 Inter-, Intra-specific cross linkage map 이발표되었으며과실특성및생리장해에관한유전자뿐만아니라 20여종의내병성관련유전자나 QTL 이분석되었거나클로닝되었음. 이들정보를토대로현재 19개이상의복합내병성, 기능성, 수량관련형질들에대한분자마커이용선발이종자회사나정부연구기관에의해크게활용되고있음. 그결과국내에수입되는토마토 F 1 품종의대부분이 4-5개이상의내병성을 package 로가지고있음 육종에있어분자표지의중요성이크게부각되어있으며, 다국적종자회사들을중심으 로자체마커개발기술과 High-throughput(HT)-MAS system 확립에많은투자를하 고있음 펜실베니아대학에서는야생종토마토 (S. pimpinellifolium) 중에서리코펜함량이높 은자원을선발하였으며, 이를이용하여리코펜과연관된 QTL 마커 (lyc12, lyc7) 를개 발하여실제육종에사용중 AVRDC 에서는토마토저장성뿐만아니라진한빨간색, 베타카로틴, 리코펜등이높은 토마토를개발중

93 < 표 > 국내외시장및기술동향분석

94 2. 2 국내외특허및논문동향분석 1) 국내외특허분석 가. 특허동향분석 < 그림 2-13> 연도별특허출원및등록수동향 토마토의육종분야의최근 10 년간특허출원동향을살펴보면, 전체 602 건의특허가 검색되었으며 ( 출원건수 : 602 건, 등록건수 : 194 건 ), 연도별로살펴보면, 2006 년을제 외하고, 90 년대후반부터계속특허출원수가증가한것으로나타남 < 그림 2-14> 토마토기술별특허출원점유율

95 토마토의육종에관한기술별점유율살펴보면, 원예적형질 ( 과색, 과피, 경도, 저장기간 등의원예적형질, 유전자기능분석및호르몬, 기타유용유전자원 ) 관련특허가 54%, 전통육종및분자표지관련된특허가각각 23% 로나타남 토마토의전통육종기술로는 Hybrid( 교배, F1) 가 65% 로가장높은비율을차지하였으며, 단위생식 ( 수정과정이없는것 ) 과관련된기술분야가 21%, 집단육종 ( 선발, 스크리닝 ) 이 10% 비율을차지하는것으로나타났으며, 그외, 웅성불임, 무핵, 접목, 자가불화합성등과같은기술이있음 < 표 2-31> 국가별특허출원및등록현황 토마토특허출원점유율로살펴본국가순위는미국 30%, 중국 21%, 유럽 9.9%, 한국 9.1%, 일본 8.9% 순으로나타남

96 나. 주요국가및국제특허동향 토마토의육종에관한국가별특허출원및등록현황을살펴보면, 미국, 중국, 유럽, 한국, 일본순으로나타났으며, 등록현황을살펴보면, 미국 (48%), 중국 (42%), 유럽 (23%), 한국 (49%), 일본 (24%) 로나타남 < 그림 2-15> 주요국가및국제특허출원및등록현황 토마토의육종에관한국가별특허출원및등록현황을살펴보면, 미국은 년, 년에가장많은특허를출원하였으며, 상대적으로 년의특허출원이저조한것으로나타났으며, 2009 년부터지속적으로특허등록건수가증가한것으로나타남 토마토의육종에관한국가별특허출원및등록현황을살펴보면, 중국은 2005 년부터 특허출원수가증가하였으며, 유럽과일본의경우연도별특허출원수에큰차이가없 으며, 한국은 년사이에특허출원수가증가한것으로나타남

97 < 표 2-32> 국가별 / 연도별출원및등록현황 토마토의육종에관한국가별특허출원및등록현황을 5년단위로살펴보면, 미국, 한국, WO, 중국의특허는구간별로지속적으로증가한것으로보이며, 일본, 및유럽특허는 년구간에서증가한후 년구간에서출원건수가전년 5년에비해다소감소한것으로나타남 < 그림 2-16> 연도별국가별특허출원및등록동향

98 토마토의육종에관한기술별 / 국가별특허건수를살펴보면, 원예적형질부분에서호르몬및기타유용형질 / 내병성에관련된기술에대한특허출원건수가가장높았으며, 전통육종의 Hybrid, F1에관련된기술, 분자표지의분자마커 / 형질전환에관련된기술의특허출원건수가높은것으로나타남 < 표 2-33> 주요국가기술별 / 국가별출원및등록현황

99 다. 패밀리특허동향 토마토의육종에관련된 WO 특허출원동향을살펴보면, 및 출원건수가증가한것으로나타남 (2006, 2011 제외 ) < 그림 2-17> 연도별 WO 특허출원현황 토마토의육종에관련된 WO 특허의우선권국가현황을살펴보면, 미국이 50% 로절반을차지하며, 다음으로, 유럽이 30% 를차지한것으로나타나며, 미국과유럽이토마토의주요시장으로분석됨 < 그림 2-18> 토마토의육종에관련된 WO 특허의우선권국가현황

100 < 그림 2-19> 토마토의육종에관련된 WO 특허의패밀리특허의문헌수현황 토마토의육종에관련된 WO 특허의패밀리특허의문헌수현황을살펴보면, 1 건에서 25 건으로특허를출원하였으며, 이중 10 건이하가전체의 71% 를차지한것으로나타 남 < 그림 2-20> 토마토육종에관련된지난 10 년간기술별특허동향 토마토육종에관련된지난 10 년간기술별특허동향을보면, 새로운식물또는그것들 을얻기위한육종처리 ; 조직배양기술에의한식물의증식 (A01H), 미생물또는효소 ; 미생물의보존, 유지, 증식 (C12N), 펩티드 (Peptides) (C07K), 식품또는식료품그들

101 의조제또는처리및효소또는미생물을함유한측정또는시험방법 (C12Q), 및원예 ; 채소, 화훼, 벼, 과수, 포도, 호프또는해초의재배 ; 임업 ; 관수 ( 과실, 채소, 호프또는 이에유사한것의따기 (A01G) 등으로나타남 라. 주요출원인특허동향분석 토마토육종에관련된지난 10 년간주요출원인은다국적종묘회사인세미니스, 신젠 타, De ruiter seeds R & D B.V, 몬산토순으로나타남 < 그림 2-21> 토마토육종에관련된지난 10 년간주요출원인현황 다국적종묘회사인세미니스, 신젠타, De ruiter seeds R & D B.V, 몬산토를주요출 원인으로분석하였으며, 각각전체출원건수의 10%, 5.1%, 4.3%, 4.15% 로나타남 국가별로주요출원인을살펴보면, 미국에서는세미니스, 신젠타, 몬산토순으로나타났으며, 중국은중국과학원 (CAS), Shanghai academy of agricultural science, Zhejang University 순으로나타났으며, 한국은한국생명공학연구원, 일본은세미니스, 유럽은신젠타, 몬산토순으로나타남

102 < 그림 2-22> 토마토육종에관련된지난 10 년간국가별주요출원인현황 2) 논문동향분석 가. 국가별 / 연도별논문동향 < 그림 2-23> 지난 10 년간의토마토육종분야의논문게제현황연도별논문현황 지난 10 년간의토마토육종분야의논문게제현황을살펴보면, 지속적으로매년증가한 것으로나타남

103 < 그림 2-24> 지난 10 년간의토마토육종분야의논문현황 지난 10 년간의토마토육종분야의논문건수는총 467 건으로추출되었으며, 국가별로 살펴보면미국이 113 건으로 24% 로 1 위를나타내고있으며, 중국과스페인이각각약 10% 를나타내고있는것으로나타남 나. 기술별논문동향 < 그림 2-25> 토마토육종기술별게제논문현황

104 토마토육종분야의기술로는원예적형질에관한유전자기능연구분야가 308 건으로 66% 를나타내고, 분자표지 ( 내병성, 내재해성등 ) 연구분야가 120 건으로 26% 를차지 하고있으며, 전통육종분야는약 8% 로나타남 < 그림 2-26> 토마토육종분야논문게제현황 토마토육종분야의논문은 TAG (Theoretical and applied genetics) 저널에가장많 은수의논문 (9.6%) 이게제되는것으로나타남

105 3) 주요연구소현황 가. 연도별논문동향 < 표 2-34> 주요연구소의연도별특허현황 토마토육종분야에지난 10년간주요연구소로는네덜란드의 Wageningen University, 미국의 Cornell University, 독일의 Max Planck Institutes and Research Groups, 미국의 University of California 이스라엘의 Hebrew University 미국의 University of California Davis 순으로나타남 토마토육종분야에연구는주로대학교에서주도하고있는것으로나타났으며, 주요대학으로는네덜란드의 Wageningen University, 미국의 Cornell University, California University 및 University of California Davis, 일본의 Tskuba 대학, 중국의 Zhejiang Univesity 및 Huazhong Agricultural University, 이탈리아의 University of Naples FedericoII, 이스라엘의 Hebrew University 스페인의 University of Granada 등이있음 토마토육종분야에연구는주요연구소로는독일의 Max Planck Institutes and Research Groups, 이스라엘의 The Volcani Center, 일본의 Kazusa DNA Research Institute 등이있음

106 나. 최근 3 년간주요논문현황 < 표 2-35> 주요연구소별논문리스트 연구소제목저널명 FISH applications for genomics and plant breeding strategies in tomato and other solanaceous crops. Development and evaluation of robust molecular markers linked to disease resistance in tomato for distinctness, uniformity and stability testing. Tomato Cf resistance proteins mediate recognition of cognate homologous effectors from fungi pathogenic on dicots and monocots. Chromosomal rearrangements between tomato and Solanum chilense hamper mapping and breeding of the TYLCV resistance gene Ty-1. Cytogenetic and genome esearch (2010) TAG. Theoretical and applied genetics. (2010) PNAS (2010) The Plant journal : for cell and molecular biology (2011) WageningenU niversity (Netherland) An avirulent tomato powdery mildew isolate induces localized acquired resistance to a virulent isolate in a spatiotemporal manner. M o l e c u l a r p l a n t -mi c r ob e interactions (2012) Complex genetics controls natural variation among seed quality phenotypes in a recombinant inbred population of an interspecific cross between Solanum lycopersicum Solanum pimpinellifolium. Plant, cell & environment (2012) Characterization of polygenic resistance to powdery mildew in tomato at cytological, biochemical and gene expression level. Chromosome evolution in Solanum traced by cross-species BAC-FISH. Molecular pathology (2012) The phytologist (2012) plant New Rapid tomato volatile profiling by using proton-transfer reaction mass spectrometry (PTR-MS). Journal of food science(2012) Defense activation triggers differential expression of Plant signaling &

107 phospholipase-c (PLC) genes and elevated temperature induces phosphatidic acid (PA) accumulation in tomato. behavior (2012) Comparison of the chromosome maps around a resistance hot spot on chromosome 5 of potato and tomato using BAC-FISH painting. Genome / National Research Council Canada (2010) MaxPlanckIns titutesandres earchgroups (Germany) Enzyme activity profiles during fruit development in tomato cultivars and Solanum pennellii. Interactions in the pollen-specific receptor-like kinases-containing signaling network. Tricarboxylic acid cycle activity regulates tomato root growth via effects on secondary cell wall production. The influence of fruit load on the tomato pericarp metabolome in a Solanum chmielewskii introgression line population. Identification of enzyme activity quantitative trait loci in a Solanum lycopersicum x Solanum pennellii introgression line population. Shoot branching and leaf dissection in tomato are regulated by homologous gene modules. Metabolic profiling of a mapping population exposes new insights in the regulation of seed metabolism and seed, fruit, and plant relations. Genomic organization, phylogenetic comparison and differential expression of the SBP-box family of transcription factors in tomato. Plant physiology (2010) European journal of cell biology(2010) Plant physiology (2010) Plant physiology (2010) Plant physiology (2011) The Plant cell (2011) PLoS genetics (2012) Planta (2012) Tissue specificity and differential expression of transcription factors in tomato provide hints of unique regulatory networks during fruit ripening. Plant signaling & behavior (2012) CornellUniver Chromosomal evolution in the plant family Solanaceae. BMC genomics

108 sity (USA) UniversityofC aliforniadavis (USA) University of Naples FedericoII (Italy) COSII genetic maps of two diploid Nicotiana species provide a detailed picture of synteny with tomato and insights into chromosome evolution in tetraploid N. tabacum. Genetic effects on the biomass partitioning and growth of Pisum and Lycopersicon. The tomato MADS-box transcription factor RIPENING INHIBITOR interacts with promoters involved in numerous ripening processes in a COLORLESS NONRIPENING-dependent manner. Tomato polyphenol oxidase B is spatially and temporally regulated during development and in response to ethylene. Over-expression of snakin-2 and extensin-like protein genes restricts pathogen invasiveness and enhances tolerance to Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis in transgenic tomato (Solanum lycopersicum). Quantitative disease resistance and quantitative resistance Loci in breeding. Genealogy and fine mapping of obscuravenosa, a gene affecting the distribution of chloroplasts in leaf veins, and evidence of selection during breeding of tomatoes (Lycopersicon esculentum; Solanaceae). Effects of suppressing the DNA mismatch repair system on homeologous recombination in tomato. A pollen factor linking inter- and intraspecific pollen rejection in tomato. Tomato (Solanum lycopersicum): A Model Fruit-Bearing Crop. The tomato genome: implications for plant breeding, genomics and evolution. Systemin-dependent salinity tolerance in tomato: evidence of specific convergence of abiotic and biotic stress responses. The ascorbic acid content of tomato fruits is associated with the expression of genes involved in pectin degradation. Dissection of genetic and environmental factors involved in tomato organoleptic quality. Comparative transcriptomic profiling of two tomato lines with different ascorbate content in the fruit. Quantitative trait loci pyramiding for fruit quality traits in tomato. (2010) TAG. Theoretical and applied genetics. (2010) American journal of botany (2011) Plant physiology (2011) Molecules (Basel, Switzerland) (2011) T r a n s g e n i c research (2012) Annual review of phytopathology (2010) American journal of botany (2011) TAG. Theoretical and applied genetics. (2011) Science (New York, N.Y.) (2011) CSH protocols (2011) Genome biology (2012) P h y s i o l o g i a plantarum (2010) BMC plant biology (2010) BMC plant biology (2011) B i o c h e m i c a l genetics (2012) M o l e c u l a r breeding : new strategies in plant improvement

109 H u a z h o n g Agricultural University (China) Kazusa DNA R e s e a r c h Institute (Japan) University of California (USA) Transcriptional profiles of drought-responsive genes in modulating transcription signal transduction, and biochemical pathways in tomato. Molecular analysis of two salt-responsive NAC-family genes and their expression analysis in tomato. A regulatory gene induces trichome formation and embryo lethality in tomato. SpUSP, an annexin-interacting universal stress protein, enhances drought tolerance in tomato. Identification and expression pattern of one stress-responsive NAC gene from Solanum lycopersicum. An interspecific linkage map of SSR and intronic polymorphism markers in tomato. Coexpression analysis of tomato genes and experimental verification of coordinated expression of genes found in a functionally enriched coexpression module. Large-scale analysis of full-length cdnas from the tomato (Solanum lycopersicum) cultivar Micro-Tom, a reference system for the Solanaceae genomics. SNP discovery and linkage map construction in cultivated tomato. Development of Capsicum EST-SSR markers for species identification and in silico mapping onto the tomato genome sequence. Crossing tomato plants. Fine genetic mapping of RXopJ4, a bacterial spot disease resistance locus from Solanum pennellii LA716. Evaluation of four Agrobacterium tumefaciens strains for the genetic transformation of tomato (Solanum lycopersicum L.) (2013) Journal of e x p e r i m e n t a l botany (2010) Molecular biology reports (2011) PNAS (2011) Journal of e x p e r i m e n t a l botany (2012) Molecular biology reports (2012) TAG. Theoretical and applied genetics. (2010) DNA research : an international journal for rapid publication of reports on genes and genomes (2010) BMC genomics (2010) DNA research : an international journal for rapid publication of reports on genes and genomes (2010) M o l e c u l a r breeding : new strategies in plant improvement (2013) CSH protocols (2011) TAG. Theoretical and applied genetics. (2012) Plant cell reports (2012)

110 Z h e j i a n g University (China) The Hebrew University (Israel) University of Granada (Spain) University of Tsukuba (Japan) cultivar Micro-Tom. Journal of food Characterization of the Red Layer and Pericarp of Processing science Tomato using Magnetic Resonance Imaging. (2013) Guang pu xue yu Research on discrimination method of tomato via space guang pu fen xi = mutation breeding based on spectroscopy technology. Guang pu(2010) Cadmium-induced oxalate secretion from root apex is Plant, cell & associated with cadmium exclusion and resistance in environment Lycopersicon esulentum. (2011) Journal of NO synthase-generated NO acts downstream of auxin in e x p e r i m e n t a l regulating Fe-deficiency-induced root branching that enhances botany Fe-deficiency tolerance in tomato plants. (2011) Application of Vis/NIR diffuse reflectance spectroscopy to the Guang pu xue yu rapid detection and identification of tomato fruit via space guang pu fen xi = mutation breeding. Guang pu (2011) TAG. Theoretical hi2-1, a QTL which improves harvest index, earliness and and applied alters metabolite accumulation of processing tomatoes. genetics. (2010) The flowering gene SINGLE FLOWER TRUSS drives heterosis Nature genetics for yield in tomato. (2010) Development of synchronized, autonomous, and self-regulated Journal of oscillations in transpiration rate of a whole tomato plant under water stress. e x p e r i m e n t a l botany (2010) TAG. Theoretical Yield quantitative trait loci from wild tomato are predominately and applied expressed by the shoot. genetics. (2011) Ammonia production and assimilation: its importance as a Journal of plant tolerance mechanism during moderate water deficit in tomato plants. Differential responses of five cherry tomato varieties to water stress: changes on phenolic metabolites and related enzymes. Phenolic metabolism in grafted versus nongrafted cherry tomatoes under the influence of water stress. Phenolic profiles of cherry tomatoes as influenced by hydric stress and rootstock technique. physiology (2011) Phytochemistry (2011) Journal of agricultural and food chemistry (2011) Food chemistry (2012) Journal of Molecular breeding of tomato lines for mass production of agricultural and miraculin in a plant factory. food chemistry (2010) Availability of Micro-Tom mutant library combined with Breeding science TILLING in molecular breeding of tomato fruit shelf-life. (2012) Mapping of Micro-Tom BAC-End Sequences to the Reference I n t e r n a t i o n a l

111 The Volcani Center (Israel) Tomato Genome Reveals Possible Genome Rearrangements and Polymorphisms. Microarray analysis of the abscission-related transcriptome in the tomato flower abscission zone in response to auxin depletion. journal of plant genomics (2012) Plant physiology (2010) 토마토육종분야의주요연구소는 2003 년부터현재까지논문건수가가장많은연구수 및최근 3 년간연구실적이우수한연구소를대상으로선정한후최근 3 년간의논문 ( 총 67 편 ) 을대상으로분석함 토마토육종분야의주요연구소의최근 3 년간의논문 ( 총 67 편 ) 중 10 회이상인용된 논문을아래에표로나타냄 < 표 2-36> 10 회이상인용된최근 3 년간논문현황 연구소제목저널명 인 용 수 WageningenU Development and evaluation of robust molecular markers linked to disease resistance in tomato for distinctness, uniformity and stability testing. TAG. Theoretical and applied genetics. Theoretische und angewandte Genetik(2010) 12 niversity (Netherland) Tomato Cf resistance proteins mediate recognition of cognate homologous effectors from fungi pathogenic on dicots and monocots. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America(2010) 33 MaxPlanckIns titutesandres earchgroups (Germany) Enzyme activity profiles during fruit development in tomato cultivars and Solanum pennellii. Tricarboxylic acid cycle activity regulates tomato root growth via effects on secondary cell wall production. Plant physiology(2010) 22 Plant physiology(2010)

112 CornellUniver sity (USA) The influence of fruit load on the tomato pericarp metabolome in a Solanum chmielewskii introgression line population. Chromosomal evolution in the plant family Solanaceae. COSII genetic maps of two diploid Nicotiana species provide a detailed picture of synteny with tomato and insights into chromosome evolution in tetraploid N. tabacum. The tomato MADS-box transcription factor RIPENING INHIBITOR interacts with promoters involved in numerous ripening processes in a COLORLESS NONRIPENING-dependent manner. Plant physiology(2010) 13 BMC genomics(2010) 29 TAG. Theoretical and applied genetics. Theoretische und 14 angewandte Genetik(2010) Plant physiology(2011) 15 UniversityofC aliforniadavis (USA) University of Naples FedericoII (Italy) Quantitative disease resistance and quantitative resistance Loci in breeding. Systemin-dependent salinity tolerance in tomato: evidence of specific convergence of abiotic and biotic stress responses. The ascorbic acid content of tomato fruits is associated with the expression of genes involved in pectin degradation. Annual review of phytopathology(2010) 25 Physiologia plantarum(2010) 16 BMC plant biology(2010) 18 Huazhong Agricultural University (China) Transcriptional profiles of drought-responsive genes in modulating transcription signal transduction, and biochemical pathways in tomato. Journal of experimental botany(2010) 22 Kazusa DNA Research Institute (Japan) An interspecific linkage map of SSR and intronic polymorphism markers in tomato. Coexpression analysis of tomato genes and experimental verification of TAG. Theoretical and applied genetics. Theoretische und angewandte Genetik(2010) DNA research : an international journal for rapid publication of

113 The Hebrew University (Israel) University of Granada (Spain) University of Tsukuba (Japan) The Volcani Center (Israel) coordinated expression of genes found in a functionally enriched coexpression module. Large-scale analysis of full-length cdnas from the tomato (Solanum lycopersicum) cultivar Micro-Tom, a reference system for the Solanaceae genomics. SNP discovery and linkage map construction in cultivated tomato. The flowering gene SINGLE FLOWER TRUSS drives heterosis for yield in tomato. Differential responses of five cherry tomato varieties to water stress: changes on phenolic metabolites and related enzymes. Molecular breeding of tomato lines for mass production of miraculin in a plant factory. Availability of Micro-Tom mutant library combined with TILLING in molecular breeding of tomato fruit shelf-life. Microarray analysis of the abscission-related transcriptome in the tomato flower abscission zone in response to auxin depletion. reports on genes and genomes(2010) BMC genomics(2010) 41 DNA research : an international journal for rapid publication of reports on genes and 16 genomes(2010) Nature genetics(2010) 58 Phytochemistry(2011) 13 Journal of agricultural and food chemistry(2010) 12 Breeding science(2012) 17 Plant physiology(2010)

114 4) 특허및논문분석결과 가. 특허분석 식료품및의학에관련된특허를제외한후 (1차노이즈제거 ) 1,124 건의특허가추출되었으며, 기술요약및초록을통한 2차노이즈제거후 602건의특허를도출하여분석에사용하였음 년을제외하고 90년대후반부터특허출원수가증가한것으로나타났으며, 기술별로는원예적형질에관련된특허가 54%, 전통육종 23%, 분자표지 23% 로나타났으며, 원예적형질에서는호르몬및기타유용형질 / 내병성에관련된기술에대한특허출원수가가장높았으며, 전통육종에서는 Hybrid, F1에관련된기술, 분자표지에서는분자마커 / 형질전환에관련된기술에대한출원수가가장높은것으로나타남 - 특허출원수에대한국가별순위는미국, 중국, 유럽, 한국, 일본순으로나타났으며, WO 특허의우선권국가현황을살펴보면, 미국이 50% 로절반을차지하며, 유럽이 30% 차지하고있는것으로나타나며, 미국과유럽이토마토의주요시장으로나타남 - 최근 10 년간기술별특허동향을살펴보면, 조직배양에의한식물의증식및미생물 의보존유지증식에관한기술에대한특허가가장많이출원되었음 - 주요출원인은다국적종묘회사인세미니스, 신젠타, 드루이터씨즈, 몬산토순으로나타났으며, 이들의특허수가전체특허수의 10%, 5.1%, 4.3%, 4.1% 순으로나타났으며, 미국에서는세미니스, 신젠타, 몬산토가주요출원인으로나타났으며, 중국은중국과학원, 한국은한국생명공학연구원, 일본은세미니스, 유럽은신젠타, 몬산토순으로나타남 - 주요출원인인세미니스의지난 10년간특허출원동향을살펴보면, 주로미국을중심으로특허를출원하였으며, 일본, 한국순으로, 특허를출원하였고, 신젠타의경우, 주로미국과유럽에특허를출원하였으며, 드루이터씨즈사의경우유럽, 한국, 중국에특허를출원하였지만, 2008 년이후특허출원이되지않았으며 ( 몬산토에의해

115 인수됨 ), 몬산토는주로미국과유럽에특허를출원하고있는것으로나타남 - 최근 3 년간의특허를대상으로, 청구항수, 패밀리문헌, 초록, 우선권국가, 기술등을 바탕으로핵심특허 9 건을선정하여기술요지를첨부하였음 - 핵심특허 1 은 병저항성식물체 에관한것으로, Enza Zaden Beheer B.V. 가출원 인이며, 유럽공개특허 로패밀리문헌수가 19 건이존재하며, 캐나다, 중국, 유럽, 일본, 미국으로특허를출원함 - 핵심특허 2 는 무핵토마토및그생산방법 에관한것으로, 세미니스가출원인이며, 일본공개특허 으로, 패밀리문헌수가 15 건이존재하며, 호주, 브라질, 중국, 유럽, 이스라엘, 일본, 한국, 터키, 미국, 서아프리카로특허를출원함 - 핵심특허 3 은 회색곰팡이병에대한내성을나타내는토마토식물 에관한것으로, 세미니스가출원인이며, 일본공개특허 로, 패밀리문헌수가 18 건이존 재하며, 호주, 캐나타, 유럽, 일본, 한국, 모로코, 뉴질랜드, 미국으로특허를출원함 - 핵심특허 4는 토마토에있어서저항성대립유전자를연결하기위한방법 에관한것으로, 세미니스가출원인이며, 일본등록특허 로패밀리문헌수가 20건이존재하며, 호주, 브라질, 캐나다, 중국, 유럽, 이스라엘, 중국, 일본, 한국, 모로코, 멕시코, 뉴질랜드, 미국으로특허를출원함 - 핵심특허 5 는 경도가증가된토마토과실 에관한것으로신젠타가출원인이며, 한국 공개특허 로패밀리문헌수가 10 건이존재하며, 호주, 캐나다, 유럽, 이스라엘, 한국, 모로코, 멕시코, 미국으로특허를출원함 - 핵심특허 6은 보트리티스에대한높은수준의내성을갖는토마토식물 에관한것으로, 드루이터씨즈가출원인이며, 한국공개특허 로패밀리문헌수가 18건으로, 호주, 브라질, 캐나다, 중국, 유럽, 이스라엘, 일본, 한국, 멕시코, 네덜란드, 뉴질랜드, 러시아, 미국, 서아프리카로특허를출원함

116 - 핵심특허 7은 에스. 하브로차이테스로부터유래된단위결실유전요소 에관한것으로, 몬산토가출원인이며, 한국공개특허 로, 패밀리문헌수가 14건이존재하며, 호주, 캐나다, 중국, 유럽, 이스라엘, 일본, 한국, 마로코, 멕시코, 뉴질랜드, 미국으로특허를출원함 - 핵심특허 8 은 토마토내의단위결실유전자 에관한것으로, 웨스턴씨드인터내셔널 이출원인이며, 한국공개특허 로패밀리문헌수가 11 건이존재하며, 호주, 캐나다, 중국, 유럽, 일본, 한국, 모로코, 멕시코미국으로특허를출원함 - 핵심특허 9는 토마토토르라도바이러스 -저항성식물 에관한것으로드루이터씨즈가출원인이며, 한국공개특허 으로패밀리문헌수가 14건이존재하며, 호주, 중국, 콜롬비아, 유럽, 이스라엘, 일본, 한국, 멕시코, 네덜란드, 러시아, 미국으로특허를출원함 - 핵심특허 10은 Method for breeding tomatoes having reduced water content and product of the method 에관한것으로이스라엘의 Volcani center 가출원인이며, 미국공개특허 으로, 패밀리문헌수가 15건이존재하며, 오스트리아, 호주, 캐나다, 중국, 독일, 유럽, 스페인, 이스라엘, 일본, 미국으로특허를출원함 - 핵심특허 11은 Plant Virus Designated tomato Marchitez virus 에관한것으로몬산토가출원인이며, 미국공개특허 로패밀리문헌수가 25건이존재하며, 호주, 브라질, 캐나다, 중국, 유럽, 이스라엘, 일본, 한국, 모로코, 멕시코, 러시아, 미국, 서아프리카로특허를출원함 - 핵심특허 12는 Tomato plants having higher levels of resistance to botrytis" 에관한것으로네덜란드의 Johannes Arnoldus L Van Kan 외 5명이발명인으로, 미국공개특허 로패밀리문헌수가 17건이존재하며, 호주, 브라질, 캐나다, 중국, 유럽, 이스라엘, 일본, 한국, 모로코, 멕시코, 러시아, 미국으로특허를출원함

117 - 핵심특허 13은 Tomato plants that exhibit resistance to botrytis cinerea 에관한것으로, 세미니스가출원인이며, 미국공개특허 로패밀리문헌수가 18건이존재하며, 호주, 캐나다, 유럽, 일본, 한국, 모로코, 뉴질랜드미국으로특허를출원함 나. 논문분석 식료품및의학에관련된특허를제외한후 (1 차노이즈제거 ) 628 건의논문이추출되었 으며, 초록을통한 2 차노이즈제거후 467 건의논문을도출하여분석에사용하였음 - 지난 10년간토마토육종분야의논문수는지속적으로증가한것으로나타나며, 국가별로는미국이 24% 로 1위를차지하였으며, 중국과스페인이각각 10% 로 2위로나타났으며, 한국의경우는 18위로, 주로미국과유럽에의해연구가활발히진행되는것으로나타남 - 기술별로는원예적형질분야에서유전자기능연구가 308 건으로 66% 를차지하였으며, 분자표지 ( 내병성, 내재해성 ) 연구가 120건으로 26% 이며, 전통육종분야가약 8% 로나타났으며, 주요논문으로는 TAG(Theoretical and applied gentics) 저널에 (45 편, 9.6%) 가장많이게제하는것으로나타남 - 주요연구기관으로는네덜란드의 Wageningen 대학, 미국의 Cornell 대학, 독일의 Max Planck Institutes and Research Groups, 미국의캘리포니아대학, 이스라엘의 Hebrew 대학순으로나타났으며, 토마토육종분야의연구는주로대학에서이루어지고있는것으로나타났으며, 주요대학으로는네덜란드의 Wageningen 대학, 미국의 Cornell 대학, 캘리포니아대학, 일본의 Tskuba 대학, 중국의 Zhejiang 대학및 Huazhong Agricultural 대학, 이탈리아의 Neaples 대학, 이스라엘의 Hebrew 대학, 스페인의 Granada 대학등이있으며, 주요연구소로는주요연구소는독일의 Max Planck Institutes and Research Groups, 이스라엘의 The Volcani Center, 일본의 Kazusa DNA Research Institute 등이있는것으로나타남

118 3. 국내외정책동향분석 UPOV 협약에근거하여모든식물을품종보호대상작물로확대하면서로열티부담이커질것이며우리나라고유품종의대내외지적재산권확보, 품질관리와불법유통종균의단속이요구되고있음 국내종자산업관련농림수산식품과관련된 R&D 정책의추진체계는농림수산식품부를중심으로구성됨 R&D 와관련된정책의기획및총괄조정을담당하는부서는크게농림수산식품부와농촌진흥청, 산림청으로구분됨 농림수산식품부는각부처간의견조율을하는총괄부서로역할을수행하며정책심의기구로농림수산식품과학기술위원회를산하에두고있음 각종자산업의 R&D 정책은농림수산식품부 ( 수산, 검역검사 ), 농촌진흥청 ( 농업, 식량, 원예특작, 축산등 ), 산림청 ( 산림 ) 이주관하고있음 종자산업과관련된연구수행은국책연구기관인각과학원과민간연구기관인대학, 출 연 ( 연 ), 민간연구소등에서수행되고있음 농림수산식품기술기획평가원은종자산업에대한전반적인사업기획및평가관리를수 행함 이외에관련 R&D 조직은지방자치단체의농업기술원 ( 도 ) 과농업기술센터 ( 시군 ), 농촌 진흥청의농업실용화재단등이존재함

119 4. 기술수준및연구개발인프라분석 1) 국내기술수준 토마토는세계적인채소작물로선진국의품종개발수준은매우우수한편이나국내의토마토육종은초기단계로투자규모및참여종자회사가적음. 특히, 국내토마토육종인력이매우적어대외경쟁력이약함 토마토품목의국내전체기술수준은최고기술보유국대비 63.3%, 기술격차는 5 년 전통육종기술은최고기술보유국대비기술수준 71.7%, 기술격차 5 년으로토마토분 야세부기술수준중가장높음 유전자원기초및안전성연구기술은최고기술보유국대비기술수준 55%, 기술격차 6 년으로가장낮은것으로나타나동기술에대한지원및개발이요구됨 국내토마토품종육성연한은 30 여년에지나지않으며, 내병성육종수준도선진국회 사의수준에비하여떨어짐 현재국내민간회사에서도한품종에 4 5 개이상의내병성인자를가지고있는복합내 병계품종들이출시되어농가에보급되고있으나초기단계임 토마토품종육성선진국의경우유전자원의수집및평가의역사가오래되고체계적으 로관리되고있으나국내토마토유전자원은주로관련연구소, 종묘회사등에서자체 적으로수집, 관리되고있어이용의범위가제한적임 토마토육종에참여하고있는국내기업이극소수이며토마토육종의가장큰핵심요소 인내병성육종부분의기술력및연구기반이취약함 국내일부민간종자회사를중심으로몇가지병저항성분자마커를이용하여선발하고 있으나그외종자회사에서는분자마커활용에관심은있으나투자를주저하고있는 실정임

120 현재육종가들은마커에대한필요성은인식하고있으나국내에서적용가능한마커들 의종류, 선발효율성, 특성등이객관적으로파악되고정리되지않아그활용은저조 한실정임 미국, 유럽에서개발되어진마커들을중심으로국내의다국적종묘회사는개발된 DNA 마커를이용하여내병성계통육성이진행되고있는상황이지만, 국내종묘회사에서는유전자클로닝및지도작성등을통한새로운마커의자체적개발실적이거의미미할뿐만아니라적용기술수준도낮은상황임 유전체정보를활용한육종체계가부재하며고기능성품종육성을위한성분분석시스 템구축의활립이절심함 외국대기업의경우효율적인 MAS 를위해대량분석 (high-throughput) 시스템이일반 화되어있는데반해, 국내에서는 agarose gel 을이용한전기영동과제한효소절단법에 기반을둔효율성이낮은 genotyping system 에의존하고있음 2) 국외기술수준 토마토는미국 Cornell 대학에서 Steven Tanksley 가 1992 년야생종과재배종교배집단에대한 RFLP 마커기반고밀도유전자지도가작성된후중합효소연쇄반응 (Polymerase Chain Reaction, PCR) 에기초한다양한분자마커들이개발되었고이와더불어선도적인분자육종기술이개발되어왔음 토마토품종육성에생명공학기술을적극활용하여병해충저항성선발시분자마커를 이용하여선발효율을극대화시켜다양한병해충저항성유전자를가지고있으며육 종연한을단축하고있음 북미및유럽선진국가에서다수의토마토유용유전자에연관된분자마커들이탐색되었 고분자마커에의한선발 (Marker Assisted Selection, MAS) 은여교잡을통한품종 개량에보편적으로활용되고있음

121 2007년이후차세대염기서열분석 (Next Generation Sequencing, NGS) 기술의발전으로식물유전체서열해독연구에획기적인진전과더불어단기간에대량의분자마커개발이가능해졌음 최근미국 SolCAP 토마토공동연구팀은 NGS 와 RNA-Seq 기술을통해 5개의대표재배품종과 1개의야생종의발현유전자의염시서열 (transcriptome) 정보를확보하였고이를생물정보학적방법으로분석하여 7,720 개의 SNP 을동시에분석할수있는토마토최초의 high-throughput 유전자형분석 array 를개발 같은연구팀은이러한 SNP array 를활용하여 500 여종의토마토유전자원들을분석하 였고이러한정보의테이타베이스 (DB) 구축 국내연구진을포함된 14 개국의연구진들이 2 개의토마토품종에대한전체유전체염 기서열해독을완료하여 2012 년 5 월 Nature 에발표하였음 2011 년부터독일연구진과공동으로중국베이징유전체연구소 (Beijing Genome Institute, BGI) 가 100 개토마토품종의유전체염기서열분석을수행중에있음 표준유전체염기서열 (reference genome sequence) 과 resequencing 에의한다양한품종의염기서열정보는토마토유전체기반육종기술개발의가속화를촉진할것으로예상됨 분자육종관련정보들의통합 DB를구축하는데많은투자가이루어지고있음 3) 국내연구개발인프라분석 지금까지토마토품종육성에대한정부지원과제는극소수에불과하였고지원규모나 과제기간도너무짧음 최소품종육성에대한지원과제는 5-7 년이상이어야함 지원사업의대부분이관중심으로이루어져산업화에한계가있었음

122 민, 관, 학통합운영하여결과물이도출시민간중심으로산업화가되어야함 국내토마토시장에대한민간기업의투자가극소수이며자본력부재함 대단위정부과제의지원사업으로민간기업의투자동기부여 정부기관의기초연구부재및대민간기업에대한공유부족 정부과제사업을통하여민간기업이함께참여하여공감대형성및정보교류확대 국내의토마토품종육성역사는짧으며, 제일중요한토마토육종가의양성이타작물 에비해활발하지못함 ( 국내민간토마토육성경력가극소수임 ) 토마토유전자원은국립유전자원센타, 원예특작연구소, 민간종묘회사등에서많이확보 되어있으나이를정확하게평가하여유용한계통으로만드는작업이미흡함 선진국에비하여육성에필수적인육성재료가절대적으로부족하고특히특정내병성 소재와고품질에관여하는유전자원이부족함 유전체정보를이용한분자육종기술이부족하여육성연한을단축시키는기술이제한 적이며또한고기능성토마토육성을위한각종성분분석시스템확립이미흡함 거대시장인해외시장개발에대한시장정보미흡과동기부족이투자를주저

123 < 그림 2-27> 토마토연구분야들중세계수순과의기술수준 (%)

124 < 표 2-37> 토마토세부분야별기술수준조사 세부기술 유전자원보유 유전자원기초및안전성연구 전통육종 분자육종 생력화 품종평가 종자생산 종자가공처리 현지시험 최고기술보유국 최고기술보유국대비기술수준 (%) 기술격차 ( 년 ) 유전자원 미국 ( 몬산토, Seminis), 스위스 ( 신젠타 ) 미국 ( 몬산토, Seminis), 스위스 ( 신젠타 ) 품종육성 미국 ( 몬산토, Seminis), 스위스 ( 신젠타 ) 미국 ( 몬산토, Seminis), 스위스 ( 신젠타 미국 ( 몬산토, Seminis), 스위스 ( 신젠타 ) 미국 ( 몬산토, Seminis), 스위스 ( 신젠타 ) 종자상용화 미국 ( 몬산토, Seminis), 스위스 ( 신젠타 ) 미국 ( 몬산토, Seminis), 스위스 ( 신젠타 ) 시장개척 미국 ( 몬산토, Seminis), 스위스 ( 신젠타 ) 전체 < 표 > 토마토연구인력현황및관련기관 국내토마토연구인력현황 기관육종인력수 ( 명 ) 농우바이오토마토생명공학연구소몬산토 K 동부한농아시아부여토마토시험장경북농업기술원전남농업기술원국립원예특작원 국내토마토연구대학및관련기관 기관 한경대학교강원대학교세종대학교부산대학교충남농업기술원씨더스한국생명공학연구원대연육종부농종묘미푸코 분야 분자육종분자육종분자육종마커개발분자육종분자육종분자육종마케팅마케팅마케팅

125 5. 주요이슈및전략방향 1) 주요이슈 UPOV 가입에따른품종보호제도적용품목의확대로해외수입종자에대한농가의로열티지출부담을경감시키기위한기술개발필요 우리나라는 2002 년에국제식물신품종보호동맹 (UPOV) 에가입함에따라 2012 년부터는신품종보호대상작물이전작물로확대되어무한경쟁시작 -품종보호대상작물 : 27건 ( 98) 113( 03) 223( 08) 전작물확대 ( 12) 수출시장의확대를통한국내종자산업의활성화가필요 중국채소시장의거대화로미래황금시장으로떠오르고있음 2008 년을기준으로전체중국종자시장규모는약 315 억위안에이르며, 중국채소의주요품종가운데토마토는 7.75 억위안, 오이는 8.6. 억위안, 가지는 3.5억위안, 고추는 5.5억위안의규모를가지고있음 - 토마토종자시장은 2002 년 3.65 억위안에서 2006 년 7.75 억위안으로 200% 증가 다국적기업의생명공학방법을이용한품종육성극대화 다국적종자회사에서는분자육종기술을도입하여분자마커를활용한토마토신품종개발을추진하면서전세계토마토시장을주도하고있으므로이에대응할국내연구개발이절실함 고품질계토마토품종의수요가증가 수확후저장성은토마토상품성을유지하는데있어서매우중요한원예적형질 -국내외종자회사들은고저장성토마토품종을개발하기위하여에틸렌대사가정상적으로이루어지지않는 ripening-inhibitor (rin), non-ripening (nor) 등의유전자원을활용하여왔으나, 과실풍미등품질이저하되는문제점이대두 - 다양한토마토유전자원에대한수집및평가를통하여 rin 및 nor 유래품종보다더상품성이뛰어난고품질계토마토품종의개발이절실함 - 수확후저장성을증대시키기위하여토마토큐티클층의대사체및전사체분석과같은새로운연구의시도가요구됨 선진국형토마토산업은고기능성품종개발로전환중 토마토의대사산물은혈압강하, 항산화효과, 항암효과, 면역력증강, 혈중콜레스테롤저하등많은생리활성을나타내는것으로알려짐 - 주요토마토생리활성물질은카로테노이드주성분인라이코펜 (lycopene), 베카카로틴 (β-carotene) 과플라보노이드주성분인플라보놀 (quercetin, kaempferol 및 myricetin) 등

126 - 이러한기능성대사성분을분석할수있는체계의확립및기능성이강화된토마토계통및신품종육성연구가요구됨 국내농업은자유무역협정 (FTA) 추진에따른시장개방의가속화에대응하기위하여종자산업의국제경쟁력강화, 글로벌브랜드수준의품종개발및정부의실용적정책추진이요구되고있음 세계종자시장의 50% 이상을차지하고있는몬산토, 듀폰, 신젠타등글로벌종자회사는막대한 R&D 투자를통하여세계종자시장에대한지배력을강화하고있음. 국내기업의 R&D 투자여력이아직매우미흡한실정인바, 국내종자기업의글로벌종자기업으로의규모화를유도하여다국적종자회사와경쟁할수있도록하는정책적지원이절실함 < 표 2-38> 주요이슈및전략방향

127 2) SWOT 분석 강점요인 종자산업을신성장동력산업으로육성하려는정부의의지가강하고, 종자개발관련 R&D 투자확대정책기조를유지하고있음 2009 년 10 월 2020 종자산업육성대책 을발표함 4 계절의구분이뚜렷하여다양한기후적응품종개발및기후적응시험이용이함 중국, 일본등대규모소비시장과종자산업이발달하지않은동남아지역과인접함 약점요인 국내종자시장은세계시장대비 1.5% 수준이고, 종자수출을위한기반이취약함 장기간및천문학적인자본이필요한품종개발은민간종자기업의영세성으로인해한 계가있음 다수의민간종자기업이자본력과기술력의한계로국제비즈니스판로개척을위한독 자적인시장분석과전략수립추진역량이부족함 국 공립연구기관에의해추진되고있는공공재성격의 R&D 시스템으로인해경쟁력을 키울수있는민간시장메카니즘활성화에어려움이있음 종자개발전문서비스기업육성이활성화되지않고, 정부차원의체계적전문인력양 성프로그램및정책부재로인해전문인력이감소하고있음 품종의검정및관리체계가미흡함 해외시장개척을위해현지적응용종자기술및재배기술의확보와인프라의지원이 약함

128 해외수출을위한현지적응품종및세계적수요가많은작물의품종개발이부족함 종자수출및종자산업에대한관심이부족하여수요시장에부응하는품종개발및세 계화전략이미흡함 기존연구개발성과가산업화로이어지기위한종자개발 R&BD 전략부재와산 학 연 관 의협력부재로인한신품종육성플랫폼확립이미약함 생물학자와농민과의협력및소통부족과가교연구및사업화 R&D 지원이충분치않 아연구실에만머물러있는기초원천성과들의실용화가이루어지지않고있음 도시화및국토개발로인하여종자를생산할수있는재배지와농업인구가감소하고 있고, 이에따라산업화를위한종자생산에어려움이따름 일부품목에대해서는수입종자에대한선호도및의존도가높음 기회요인 바이오마커, 바이오인포메틱스등생명공학기술의발전으로신품종개발의육종기간과 비용을획기적으로단축할수있음 인간이필요로하는특성을가진품종의개발이가능해짐에따라식량안보및기후변 화에대비하는 Vertical Farming 등의미래농업선도를위한맞춤형종자 (Designer plant) 개발수요증가예상 G20 정상회담의서울개최등으로인한국가위상제고및이에따른우리나라의선진 국과후진국간의가교역할에대한기대가증가함 중국, 인도등신흥개발도상국의인구및소득증가에따른식량 식품의수요증가 개발도상국의소득증대로육류수요증가와웰빙수요가지속적으로증가하여육류생산 공급의확대를위한사료곡물시장의성장이예상됨

129 서구식식습관에따른당뇨, 비만등대사성질환과노인성질환대응이슈로기능성 식품수요가지속적으로증가하여고부가가치신품종개발및육종이필요함 FTA 체결국가의증가로농업시장개방으로인한농업경쟁력강화의핵심인종자산업의 관심이고조됨 경쟁력있는종자산업으로고기능성및고품질농산물생산이필요 위협요인 소득증대및인구증가로인해미래유망한목표시장인중국및인도시장에대한대 형글로벌종자기업의공격적인진출강화 기후변화와 UPOV 등으로인한국제곡물가격의상승으로식량의안정적인공급이 위협받음 기후변화로인한농작물재배면적변동, 농업용지감소, 병해충피해증가, 수확량및 품질저하등이확대되고있음 품종보호제도 (UPOV) 발효로각국에서육성된신품종에대한소유권이강화되면서국 가간급증하는로열티지출문제발생 내몽골지역의사막화가속으로인해발생하는황사문제로동북아지역민의삶의질과 경제문제에영향을줄수있음

130 3) 토마토종자산업발전을위한전략 수출목적의시장지향적우수종자개발 향후대규모종자기업의중국및인도시장진출확대에따라점차가격이비싸더라도고품질종자를선호하는경향으로변화하고있으며, 이러한추세는확대될것으로전망함 품종개발은종자업체를중심으로첨단기술을이용한육종시간단축과품질고급화등 전략적이고집중적인품종개발이이루어져야함 강점기반해외시장개척이가능한품종의집중적연구개발강화로외국품종과의차별화 를더욱심화시키고, 품질경쟁력에서미흡한품종개발을통한단계적시장점유율확 대에초점을맞춰야함 한국형품종에대한수출판매일변도의공략은지양하고점진적으로목표시장의국민 들이선호하는품종개발을통한시장확대를모색하여야함 우수품종개발을위해한국의혁신적이고우수한생명공학기술을이용하여효과적으 로활용한품종개발을확대해나가는것이필요 민간주도의 R&D 추진 몬산토, 신젠타등다국적기업이독점하고있는글로벌종자시장에진입할수있는 종자업체육성필요 종자업체를중심으로학 연 관연구자들과공동협력체제를확립하여사업화지원 주요목표시장이되고있는중국및인도등의경우매우경쟁이심한시장에서살아 남기위해서는글로벌종자기업을육성하여위험성이높은가격경쟁력이아닌브랜드 이미지를구축하여장기적인시장확대

131 산 학 연 관의역량을결집하는 R&BD 전략을통한수출육성지원 한국종자산업이수출산업으로정착할수있도록부 청연계를통하여경쟁력있는품 목의품종개발 육성및사업화까지의전주기적종자산업 R&D 지원확대 영세한자본과부족한인적인프라로해외시장개척에어려움을겪고있는민간종자 회사와학연관의전략적파트너십을통한수출시장확대지원 대학및출연 ( 연 ) 에서개발된기초연구성과 ( 바이오마커개발등 ) 를활용한신품종개발이이루어지고, 통제된시험포장시설에서시험되고또한농업현장에서발생한문제로부터새로운품종개발에대한아이디어를얻는등생물학자와농민이협력하여연구를수행하는가교연구시스템의확립이필요 연구실에머물고있는많은기초원천연구성과들이실용화, 산업화연구로의전개가 이루어질수있도록신품종개발체계의확립이필요 대학및출연 ( 연 ) 의연구성과가신속하게산업화될수있도록하기위한시스템으로 종자개발 Super Highway 플랫폼을구축운영할필요 예를들면, 바이오마커개발, 새로운후보품종개발등이이루어지면바로다음단계 의품종개발로이어달릴수있도록하는지원시스템구축운영필요 수출형 R&BD 통합지원 우리나라종자는품목에따라한정된시장유형에만진출하고있어편향된시장확대 가능성만을내포하고있어시장확대에있어한계를만들수있는문제를안고있음 따라서해외시장분석 (Intelligence Analysis Activity) 을활성화하여목표시장에대한 품목별생산 수급, 육종수준, 종자수준, 필요품목 품종, 재배방식등관련정보수집 후집중적인연구및검토를거쳐목표시장다양화가실현되어야함 우리나라종자의글로벌시장진출에있어서목표시장에게제공할수있는혜택을일 관성있게약속하는전략적포지셔닝이필요함

132 목표시장이향후세계시장의생산및수출을절대적위치에도달하기에필수적인품질 수준향상및우수인력육성등목표시장의종자산업발전의중요한파트너로서인식 되는것이중요 세계대규모다국적종자기업의격전장이될미래유망목표시장이크고점유율확대 가능성이많다고하더라도적정한목표시장과고객을대상으로하는포지셔닝전략을 명확히수립해야함 분자육종을결합한첨단육종체계확립 DNA 마커육종등분자육종기술은새로운품종의개발뿐만아니라신품종육종기간 을획기적으로단축시킬수있는가능성을제시하고있음 현재연구단계에머물고있는분자육종기술을산업계의신품종육종플랫폼으로확립 할필요 분자육종관련서비스를제공하는분자육종전문서비스기업이활동할수있도록지원 필요 SO 전략 ST 전략 SO1 국가신성장동력창출을위한종자개발 세계수요맞춤형고품질종자개발 기존연구성과연계활용 미래첨단농업용종자기술개발 ST1 종자 R&D 투자및지원확대 강점기술및품목에대한집중투자 ST2 목표시장다양화를위한신시장개척 수출시장지향적우수종자개발 민간주도의 R&D 추진 산 학 연 관의역량결집 WO 전략 WO1 국내우수종자개발역량강화 수출용우수종자개발을위한산 학 연 관역량결집 민간역량강화를통한미래종자수요대응 WO2 수출시장개척을위한해외동향및수요모니터링 수출형 R&BD 통합지원 종자강국실현을통한국격제고 WT 전략 WT1 민간주도의종자 R&D 추진 경쟁력있는글로벌종자기업육성 WT2 해외시장개척을위한국제협력추진 < 그림 2-28> 기본추진방향도출

133 제 3 장목표설정및프로젝트도출 제 1 절. 목표설정 1. 최종목표 GSP 토마토연구개발사업의최종목표는국내수입대체국내시장 70% 이상점유, 국외 국제적수준품종육성 1,000 만불이상수출로설정 2. 연차별목표및단계별목표 1 단계목표 2 단계목표 1. 핵심육성소재확보및응용 2. 분자시스템구축및계통육성 3. 목표시장분석완료 1. 분자육종시스템응용및대량 생산기술확립 2. 목표경쟁력품종개발및상업화 1단계 ( ) 핵심육성소재확보및응용, 분자시스템구축및계통육성, 목표시장분석완료 - 토마토유전자원의평가 - 토마토복합내병성등유전자원평가및선발 - 신규병저항성분자표지평가및개발 - 고기능성유전자원의평가, 선발 - SNP분석을통한세대단축기술및우량육종소재개발 - 분자표지이용효율극대화를위한 High-throughput MAS 체계개발 - 웅성불임유전자원확보및원예적형질평가 - 국산화율 30~35% 에서 52% 이상점유 - 해외종자수출 450만불이상달성

134 2 단계 ( ) 분자육종시스템응용및대량생산기술확립, 목표경쟁력품종개발및상업화 - 국내용토마토조합작성및성능검정, 선발, 농가시험, 품종보호출원 - 해외용토마토조합작성및현지적응성시험, 선발, 상업화 - 고기능성계통및품종육성 - 내병성관련마커개발 - 기능성관련마커개발 - MAS 시스템구축을통한민간회사의토마토품종육성지원체계마련 - 웅성불임성계통육성및채종체계확립, 상업화 - 국산화대과종토마토 70%, 방울토마토 85%, 대목토마토 70% 이상점유 - 해외종자수출 1,000 만불이상달성 3. 목표설정근거 < 표 3-1> 토마토 GSP 목표설정근거

135 우리나라의 UPOV 가입 ( 02) 과품종보호제도전면시행으로로열티지급의무발생품목 이급증하고이에대응하는품종개발이미흡함 : 품종보호대상작물 27 건 (`98) 113 건 (`03) 223 건 (`08) 국내의토마토재배면적및종자시장이크게증가되고있으나, 종자의대부분을수입에의존하고있는실정임 - 면적 : ( 95) 3,927 ( 01) 3,348 ( 06) 6,613 ( 10) 5,270 ha ( 12) 6,344 ha - 생산량 : ( 95) 177 ( 01) 206 ( 06) 433 ( 10) 330 ( 12) 393천톤 - 종자시장규모 ( 대목제외 ): ( 01) 35 ( 06) 92 ( 10) 134 ( 12) 150억원 쥬스위주의소비에서샐러드, 조리등선진국형소비형태로전환될경우토마토소비 량은급격하게증가할것으로예상되며이에적합한다양한유형의고기능성품종을개 발할필요가있음 주재배지역에서는오랜연작으로인한연작장애및기후온난화에따른병해충의발생이증가하고있는실정이어서재배에안정적이고내병성이강한품종및우리나라환경에맞는우수한품종개발이필요하지만토마토의국내육종이미미하며높은종자수입가격으로인하여국내토마토재배농가의부담이날로가중되고있는실정임 세계토마토재배면적은약 470만 ha(fao, 2011) 이며, 이중 20% 인 98만 ha가중국, 17% 인 82만 ha가인도, 5.7% 인 27만 ha가터키, 4.4% 인 21만 ha가이집트에서재배되고있어한정적인국내시장뿐만아니라거대한규모의수출용토마토시장에도투자를하여야할시기임 미국 Cornell 의연구진이 2,000 여개의 RFLP, SCAR, CAPS marker 를개발하여공유 할수있는여건을조성하였으므로토마토의분자육종을실현하기위한기초기반은조 성되어있으나토마토의국내분자육종에대한관심과투자가저조한실정임 다국적기업에서는이미토마토한품종에내병성유전자 5-6점이마커를이용하여고정되고있으며국내에상주하고있는몬산토, 신젠타등외국기업에서는자국에서개발된마커를이용한토마토육성을하고있으며, 이에대한대비책을마련하려면국내에서도마커를이용한토마토육성인프라를구축해야함

136 네델란드의 Keygene 회사는여러유럽종자회사들과일본의다끼이종묘등이출자하여육종에필요한분자표지를개발하여출자회사에공급하고있으며, 개발한표지마커들은첨단마커로서향후신품종육성에지대한영향을미치는바국내에서도경쟁력있는마커개발이절실히요구됨 국내토마토품종육성의역사가외국과비교하여절대적으로짧은상황에서국내토마토종자시장뿐만아니라해외시장의개척을위해서도토마토품종육성에서 DNA 마커대량분석시스템의활용과, 원예적형질과연관되어육성목표에부합되는새로운분자마커를찾기위한기본적인자료로써토마토유전자연관지도의작성이필요한상황임 현재까지토마토의품질은건물량, Brix 값, 단당류, 구연산및기타유기산및휘발성화합물의량등을중심으로다루어져왔으나, 금후에는 GABA, carotenoids, lycopene, phenolic compounds, lutein 등과같은많은 2차대사산물의축적양에따라서품종의우열이정해질것으로판단되므로고기능성품종육성이시급함 지금까지토마토품종육성에대한정부지원과제는극소수에불과하였고지원규모나 과제기간도너무짧았음 - 최소품종육성에대한지원과제는 5-7 년이상이어야함 지원사업의대부분이관중심으로이루어져산업화에한계가있었음 - 민, 관, 학통합운영하여결과물이도출시민간중심으로산업화가되어야함 국내토마토시장에대한민간기업의투자가극소수이며자본력부재함 - 대단위정부과제의지원사업으로민간기업의투자동기부여 정부기관의기초연구부재및대민간기업에대한공유부족 - 정부과제사업을통하여민간기업이함께참여하여공감대형성및정보교류확대 국내의토마토품종육성역사는짧으며, 제일중요한토마토육종가의양성이타작물에 비해활발하지못함 ( 국내민간토마토육성경력가극소수임 )

137 제 2 절. 프로젝트구성 1. 후보과제도출배경및과정 국내외주요동향과수요조사결과를참고하여전문가들이후보과제를제시하였고, 이후후보과제에대한중복성및핵심성등에대한검토과정을거쳐최종프로젝트및세부프로젝트를구성하였음 - 프로젝트도출을위해각관련산, 학, 연및전문가초청회의를개최하고이후서면을통한의견수렴과정을거쳤음 - 또한최종논의결과를검토하여최종프로젝트구성안을확정하였음 국내수입대체국내시장 70% 이상점유, 국외국제적수준품종육성 1,000 만불 이상수출 을목적으로이관과제를포함하여 7 개프로젝트를도출함 수입대체복합내병성대과종토마토품종육성 - 국내대과종토마토종자는거의대부분이수입에의존하고있으며, 국내육성품종이약 15% 정도로매년수십억의외화를지불하며, 종자가격도비싸재배농가에경제적부담이가중되고있음 - 최근에는겨울철극저온과여름철극고온으로착과가불량하고, 여러생리장해및바이러스, 곰팡이등의발생이갈수록심해지고있음 - 따라서, 이상기후에적응할수있는복합내병계대과종토마토품종육성이필요함 수입대체복합내병성방울토마토품종육성및대목개발 - 국내주요원형방울토마토품종은대부분글로벌기업소유의토마토품종이시장을우점하고있음 - 최근각종병발생증가로인한수량감소및품질저하, 웰빙흐름에따른친환경재배의증가등의이유로토마토복합병저항성육성의필요성이대두됨. 이에따라급변하는기후나재배환경에적응할수있는내재해성품종요구도가증가하고있음 - 또한친환경토마토재배를위한토마토대목육성이시급한실정이나, 국내대목토마토시장은해외육성품종들이대부분을점유하고있는실정임. 농가의종자구입부담을줄이며로열티지출을낮추며친환경장기재배가가능한토마토대목개발이필요 동북아수출용토마토품종개발 - 토마토종자시장의규모는 2002 년약 3.7 억위안에서 2008 년에는약 7.8 억위안까지증가하였고, 특히 2005 년이후급격한증가가이루어짐 - 종자단가측면에서핑크, 레드무한생장형시장과방울토마토시장이종자가격

138 이높게형성되어있어진출이필요하며국내시장을교두보로개발가능함 년부터산동성일부하우스에서발병이관측된이후 2010 년산동성에서만연하여저항성품종이재배되기시작하여 TYLCV 저항성품종개발이필수됨 동서남아수출용노지재배형토마토품종개발 - 인도의토마토종자시장은약 400 억원규모이며중국다음으로넓은토마토재배국가로잠재력이매우큰시장임. 인도종자시장의시장점유율을높인다면주변서남아국가로의진출기회가주어질것으로예상됨 - 동남아시아의토마토재배품종은내서성, 청고병및바이러스내병성이필수적으로요구됨 중동수출용토마토품종개발 - 터키, 이란, 이집트의총토마토재배면적은 66 만 ha 로전세계의약 14% 차지하며, 터키하우스용무한생장형 Beef 토마토종자가격은고가로형성되어고품질계토마토육성시고부가가치창출가능 토마토품종육성을위한내병성및원예형질분자표지개발 - 기존보고된마커중국내육종소재에활용가능한마커검정하여 MAS 에활용할수있는연구가필요함. 특히흰가루병, 청고병등내병성품종육성및기능성토마토품종육성을위한분자표지가요구됨 - TYLCV/ 역병 / 겹무늬병에대한저항성유전자관련분자표지들이많이개발되었으나, 최근새로운종이출현함에따라신규분자표지개발이요구됨 < 그림 3-1> 토마토 GSP 프로젝트도출과정

139 < 그림 3-2> GSP 토마토개발조직체계 < 표 3-1-1> GSP 토마토프로젝트도출을위한주요회의 프로젝트도출을위한주요회의 구분주요안건회의내용주요산출물비고 1 차회의 ( ) 2 차회의 ( ) 3 차회의 ( ) 4 차회의 ( ) 5 차회의 ( ) 6 차회의 ( ) 7 차회의 ( ) 최종의견수렴 ( ) 상세기획팀발대식 세미나개최 세미나개최 자체보고회 세미나개최 자체보고회 최종보고서작성프로젝트로드맵최종검토 - 토마토 GSP 추진일정및 내용협의 -미국토마토동향및분자 육종세미나개최 - 국내외토마토재배동향세 미나개최 - 중국토마토재배동향 - 인도토마토재배동향 -국내토마토재배동향 -제1 차토마토 GSP 상세기획 자체보고회 -GSP 센터참관진도점검 -국내유럽형 (Red) 토마토재 배동향세미나개최 -제2 차토마토 GSP 상세기 획자체보고회 -프로젝트별기획보고서작 성및의견수렴 - 최종보고서검토 상세기획세부과제제안서취합본과제개요및미국동향자료수집 국내외동향자료수집 자문의원의견수렴 유럽동향자료수집 Micro 로드맵초안 프로젝트별최종목표및성과목표 최종상세기획보고서

140 2. 프로젝트구성및내용 상세기획대상수입대체및수출용토마토종자개발을위한프로젝트구성 2-1. 프로젝트구성 프로젝트 1 : 수입대체복합내병성대과종토마토품종육성 배경 최근국내토마토재배면적및종자시장이크게증가함에따라재배가안정적인내재해성 대과종토마토품종에대한요구가절실하지만국내품종개발수준이미미하여대부분의종자 를외국으로부터고가로수입하여농가의부담이가중되고있음 수입대체복합내병성대과종토마토품종육성 국내대과종토마토종자시장에외국품종이점유하고있는비율을 2021 년까지 30% 이목표내로줄여, 국산화 70% 을달성세부프로젝트 1 내재해성복합내병계대과종토마토품종육성 o 내재해성복합내병계대과토마토유전자원특성평가 - 내재해성및내병성유전자원 - 재배안정성대과토마토유전자원 - 병저항성마커검정에의한선발후포장검정 o 내재해성복합내병계대과토마토계통화 - 재육성으로다양한신소재창출 ( 년 10점이상 ) - Multi 내병성계통육성 ( 년 10점이상 ) 주요연구내용 o 내재해성복합내병계대과토마토계통화 - 유망한핵심조합선발 ( 년 20조합이상 ) o 내재해성복합내병계대과토마토품종화 - 품종화및상품화 10품종이상 o 내재해성복합내병계대과토마토상품화 - 지역별, 작형별적응성시험으로농가현장에서평가선발 - 품종등록, 세미나, 홍보, 판매 --> 상품화세부프로젝트 2 SNP 분석을통한세대단축기술및우량육종소재개발 토마토 RILs 집단의증식을통한시료확보및 RILs resequencing - 기확보된 RIL 집단의재배 / 증식을통한시료확보 - Multiplexed Hiseq-2000 시스템을이용하여 RIL 집단의 resequencing RILs 집단의형질정보조사 - 분자마커의검증을위한 2년반복형질조사및내병성, 고기능성 ( 항산화 ) 물질, 고품질등형질연관정보의연차별조사 - 형질조사결과를이용한 QTL mapping RILs 집단 resequencing 을통한 SNP 기반의 genetic map 작성 - SNP 정보를교배양친과비교하여 genotyping 을수행주요연구내용 - 초고밀도 genetic map 구성 토마토여교잡 MAB 검정시스템 - 자손집단의 SNP 간관계도계산하여지놈의교차율을확인 - 기확보된내병성, 고기능성 ( 항산화 ) 물질, 고품질등형질에관련된분자마커제작 Gene pyramiding 최적화 - RILs 개체별염색체모식화를통한 Linkage Disequilibrium (LD) 측정 MAB 용분자마커키트개발 - 검증된분자마커를이용하여 MAB 용분자마커키트개발 SNP 마커활용선발된우량육종형질 ( 내병계및기능성 ) package 화

141 프로젝트 2 : 수입대체복합내병성방울토마토품종육성및대목개발 배경 최근국내토마토재배지역에서연작으로인한병충해피해가크게늘어나복합내병성인 방울토마토품종과대목의요구가늘어나고있음 목표 국내토마토종자시장에외국품종이점유하고있는비율을 2021 년까지 30% 이내로줄 여, 국산화률방울토마토 85%, 대목토마토 70% 을달성 세부프로젝트 1 고식미계복합내병성방울토마토품종육성 수입대체복합내병성방울토마토품종육성및대목개발 주요연구내용 세부프로젝트 2 유용유전자원수집및특성분석을통한우수자원선발 - 고식미계내재해성및내병성유전자원 - 재배안정성방울토마토유전자원 - 생육및과실특성평가 ( 과균일도, 수량성, 저장성, 색상 ) - 병저항성마커검정에의한선발후포장검정 GMS 를이용한경제적인종자생산체계구축 - 여교배를통한 GMS 계통화 ( 년 5점이상 ) 수입대체용고품질우수방울토마토계통화 - 재육성으로다양한순계계통 ( 년 10점이상 ) - 우량한 parent line의육성 ( 년 20점이상 ) - Multi 내병성계통육성 ( 년 10점이상 ) 고당도, 고식미등고품질에복합내병성이추가된우수계통육성 수입대체용고품질, 복합내병성우수방울토마토품종개발 (TYLCV, GLS, LM, N 내병성등이반드시포함되어야함 ) 복합내병성중장기재배용토마토대목품종육성 주요연구내용 유전자원수집및기보유계통의특성평가 - DNA marker 및병접종을이용한유용유전자원선발 - 병접종을통한선발유전자원및기보유계통의병저항성정도판별 - 선발유전자원의세대진전 - 선발유전자원및계통의접목친화성평가 조합작성및선발 - 기보유계통및육성계통들간 F1 조합작성 - DNA marker 및병접종을통한조합들의병저항성정도판별 - 선발조합들의접목친화성평가 재배시험 - 농가재배시험을통한선발조합및품종의성능검정 - 재배포장에서발현되는병저항성, 접목친화성장기재배및다수확가능여부를평가하고농가호응도와평가를반영하여계통및선발조합들의단점을보완

142 프로젝트 3 : 동북아수출용토마토품종개발 배경 동북아지역의토마토재배면적 ( 중국 98 만 ha, 2011 년 FAO) 은국내시장 (6,344ha,2011 년 FAO) 에비하여월등히거대한시장으로수출타겟을설정하고지역별, 유형별로맞 는수출맞춤형품종을개발하여미래의한국토마토종자산업의활로모색 목표토마토종자수출 2021 년 400 만불이상목표달성 세부프로젝트 1 무한생장형 LSL 대과및중장기재배용방울토마토품종육성 요령, 하남, 동북 3 성등의하우스재배전용과산서, 광서, 운남성등의노지재배용대과종개발 산동성의하우스전용핑크, 레드와광서성의노지전용핑크, 황색방울토마토개발 복합병저항성및다양한토마토유전자원수집과특성평가 - 내서성및청고병, TYLCV, GBNV, rin등유전자원수집 - 생육및과실원예적형질평가 - DNA 마커검정에의한선발후포장검정 동북아수출용 토마토품종개발 주요연구내용 내병계토마토계통및품종선발을위한생명공학이용 - TYLCV, GLS, LM, N, BW등다양한저항성연관 DNA 마커활용 - 세대단축을위하여 MAB(Maker Assisted Backross) 시스템활용 - LSL 토마토육성을위한 rin gene 마커활용 조합작성및현지시험 - 무한생장형 LSL 대과토마토조합작성 - 중장기재배형방울토마토조합작성 - 타켓품종의 TYLCV 내병화 - 중국법인및현지거래처를통한연구소, 농장 1차적응성시험 - 2차현지거래처및법인활용대규모적응성검정 - 대과종요령, 동북 3성등의하우스와산서, 광서, 광동, 운남성등의노지재배평가회 - 방울토마토산동성의하우스와광서성의노지재배평가회 현지품종등록및상업화 - 품종보호출원및판매

143 프로젝트 4 : 동서남아수출용노지재배형토마토품종개발 배경 동서남아지역의토마토재배면적 ( 인도 86.5 만ha, 도네시아 57,000ha, 2011 년 FAO) 은국내시장 (6,344ha,2011 년 FAO) 에비하여시장잠재성이큰지역을수출타겟으로설정하고지역에맞는수출맞춤형품종을개발하여미래의한국토마토종자산업의활로모색 목표토마토종자수출 2021 년 400 만불이상목표달성 세부프로젝트 1 서남아유한생장형 Saladette 및 Sour&Flat 토마토품종육성 동서남아수출용노지재배형토마토품종개발 주요연구내용 세부프로젝트 2 복합병저항성및다양한토마토유전자원수집과특성평가 - 내서성및청고병, TYLCV, GBNV 등유전자원수집 - 생육및과실원예적형질평가 - DNA 마커검정에의한선발후포장검정 내병계토마토계통및품종선발을위한생명공학이용 - TYLCV, GLS, LM, N, BW등다양한저항성연관 DNA 마커활용 -세대단축을위하여 MAB(Maker Assisted Backross) 시스템구축활용 조합작성및현지시험 - 노지전용유한생장형 Saladette 토마토조합작성 - 노지전용유한생장형 Sour & Flat 토마토조합작성 - 인도법인및현지거래처를통한연구소, 농장 1차적응성시험 - 2차현지거래처및법인활용대규모적응성검정 현지품종등록및상업화 - 품종보호출원및판매동남아청고병및 TYLCV 복합내병계토마토품종육성 주요연구내용 청고병내병성우수계통육성 : 20계통 TYLCV 내병성우수계통육성 : 20계통 초세가강하며과실의경도가강한우수계통육성 : 20계통 고랭지 ( 해발 700m이상 ) 재배용 ID(Indeterminate type) 우수계통육성 : 20계통 저지대 ( 해발 700m이하 ) 재배용 D(Determinate type) 우수계통육성 : 20계통 내서성이강한우수계통육성 : 20계통 다수확우수계통육성 : 20계통 적응성시험및상업화

144 프로젝트 5 : 중동수출용토마토품종개발 배경 중동지역의총토마토재배면적은 66 만 ha 로전세계의약 14% 차지하며하우스용무한 생장형 Beef 토마토종자가격은고가로형성되어고품질계토마토육성시고부가가치창 출가능 목표토마토종자수출 2021 년 200 만불이상목표달성 세부프로젝트 1 무한생장형하우스및유한생장형노지재배토마토품종육성 중동수출용토마토품종개발 주요연구내용 복합병저항성및다양한토마토유전자원수집과특성평가 - 내서성및 TYLCV, FCRR, Alternaria 유전자원수집 - 생육및과실특성평가 - DNA 마커검정에의한선발후포장검정 고품질토마토계통및품종선발용 DNA 마커활용 - TYLCV, N, FCRR 저항성연관 DNA 마커활용 조합작성및현지시험 - 타겟국가법인및현지거래처연구소, 농장 1차적응성시험 - 2차현지거래처및법인활용대규모적응성검정 현지품종등록및상업화

145 프로젝트 6 : 토마토품종육성을위한내병성및원예형질분자표지개발 배경 목표 토마토는채소작물중품종육성에대한 MAS의적용이가장잘이루어지고있는데반해, 국내의기술수준은선진국에비해많이뒤쳐져있음. 청고병, 흰가루병,TYLCV, 역병, 겹무늬병이최근국내와국제적으로문제시되고있으며내병성품종육성을위한분자표지가요구됨. 또한토마토과색과저장성관련분자표지도기능성토마토품종육성을위하여요구됨내병성및과색, 저장성관련신규분자표지 12점이상개발 세부프로젝트 1 국내용토마토청고병 / 흰가루병및과색관련분자표지개발 토마토품종육성을위한내병성및원예형질분자표지개발 목표형질의병리검정기술확립및최적지수표준설정 목표형질분자마커개발과계통육성에필요한핵심유전자원집단구축 기존공개된분자표지 (TSWV, 잎곰팡이병, 역병 (Ph-3), 고구마뿌리혹선충병 (Mi1,2,3) 의국내육종소재적용가능성검정주요연구내용 SNP 기반의청고병, 흰가루병내병성유전자지도작성및 QTL 분석 Bulked segregant analysis 를이용한과색판별용분자표지개발 SNP 정보를활용한여교잡선발 (background selection) 용분자마커탐색 효율적 MAS/MAB 지원을위한대량샘플자동화분석시스템구축세부프로젝트 2 수출용토마토 TYLCV/ 역병 / 겹무늬병및저장성관련분자표지개발 목표형질에대한핵심유전자원선발 중국, 인도등수출타겟시장에서요구되어지는병저항성 (TYLCV, 역병, 겹무늬병등 ) 및저장성 (LSL) 에대한핵심유전자원선발 목표형질에대한분리집단을작성하고목표형질연관신규분자표지개발 선발된핵심유전자원을이용하여목표형질에대한분리집단을형성주요연구내용 Association mapping 방법으로목표형질관련유전자를동정및 MAS 용분자표지개발 목표형질의분리집단을이용하여기존에개발된분자표지들의 MAS 적용가능성을검정 개발된목표형질관련분자표지를이용하여다수의유용유전자를신속하게집적할수있는효율적인 MAS/MAB 시스템구축 프로젝트 7 : 중국수출용대과및미니토마토품종육성 중국수출용대과 및미니토마토 품종육성 세부프로젝트 1 주요연구내용 중국수출용대과및미니토마토품종육성 이관과제 2015 년종료 - 산동, 하북형대과종개발 - 북경, 상해형미니개발

146 2-2. 세부프로젝트후보과제 총 15개의세부프로젝트후보과제중우선순위결과에따라우선추진할 10개의세부프로젝트를선정 (1개세부프로젝트는이관과제 ). 2단계로 2015 년부터 1개의세부프로젝트시작 (5-1 과제 ) 우선순위는세부과제내용의핵심성, 상위목표와의부합성, 연구내용의구체성등을검토하여평가하였음 구분 No. 후보과제명내용비고 1. 수입대체 복합내병성대과종 토마토품종육성 1 2 내재해성복합내병계대과종토마토품종육성 SNP 분석을통한세대단축기술및우량육종소재개발 - 저온기용복합내병계대과종토마토 5 품종이상육성 - 고온기용복합내병계대과종토마토 5 품종이상육성 -SNP 분석을통한세대단축기술및우량육종소재개발 ( 레드및핑크대과종순계계통각 10점, 방울토마토순계계통각 10점 ) 우선추진우선추진 2. 수입대체복합내병성방울토마토품종육성및대목개발 1 2 고식미계복합내병성방울토마토품종육성복합내병성중장기재배용토마토대목품종육성 - 수입대체용방울토마토 7 품종이상개발 ( 원형 3 품종이상, 대추형 4 품종이상 ) - 개발품종에당도 10 브릭스이상, 저장성우수, 식후과피해결, 중장기재배가능 - 저온신장성이강한복합내병계토마토대목품종육성 (3 품종상품화 ) - 접목친화성이우수한내서성복합내병계토마토대목품종육성 (3 품종상품화 ) 우선추진우선추진 3. 동북아수출용토마토품종개발 1 무한생장형 LSL 대과및중장기재배용방울토마토품종육성 요령, 하남, 동북 3 성등의하우스와산서, 광서, 광동, 운남성등의노지재배 Pink 4, Red 4 품종개발 산동성하우스와광서성노지재배방울 4 품종개발 최종수출목표 400 만불이상달성 우선추진 4. 동서남아수출용 노지재배형토마토 품종개발 1 2 서남아유한생장형 Saladette 및 Sour & Flat 토마토품종육성동남아청고병및 TYLCV 복합내병계토마토품종육성 시교사업 (20 조합 ) 및 10 품종이상품종화 최종수출목표 250 만불이상 조합작성 (100 조합 ) 및지역적응성 (10 곳 ) 채종시험 (10 조합 ) 및 5 품종이상상업화 - 최종수출목표 150 만불이상달성 우선추진우선추진 5. 중동수출용 토마토품종개발 1 무한생장형하우스및유한생장형노지 재배토마토품종육성 - 고부가가치무한생장형중대과종터키수출용토마토 3 품종육성 - 노지재배용이란, 이집트, 수출용유한생장형토마토 4 품종육성 최종수출목표 200 만불이상 2015 년시작 (7년과제 )

147 6. 토마토품종육성을위한내병성및원예형질분자표지개발 1 2 국내용토마토청고병 / 흰가루병및과색관련분자표지개발수출용토마토 TYLCV/ 역병 / 겹무늬병및저장성관련분자표지개발 - 기존 TSWV, 잎곰팡이 (Cf-9), 역병 (Ph-3), 고구마뿌리혹선충 (Mi1,2,3) 분자표지 4 점 MAS 실용화 - 청고병, 흰가루병저항성 QTL 분석및신규분자표지 6 점이상개발 목표형질관련신규분자표지개발 기존에개발된분자표지검정 효율적인 MAS/MAB 체계확립 최종신규마커 6 점이상개발 우선추진우선추진 7. 중국수출용대과및미니토마토품종육성 1 중국수출용대과및미니토마토품종육성 - 중국의산동성, 하북성에적합한대과종및 북경, 상해에적합한미니토마토품종육성으로, 현재 3 년차진행 ( , 5 년과제 ) 이관과제 1 약 / 소포체배양을통한신규유전자원발굴 - 상업용 F1 품종을이용한약 / 소포자배양을통한 homozygote 계통다량육성하여신규유전자원 발굴 후보과제 2 요리전용토마토품종육성 - 요리전용장동형 F1 3 품종육성 - 과육이단단하고, 수분함량이적은품종개발 3 고색소의수출용가공토마토품종육성 - 고색소수출용토마토 3 품종육성 4 중남미수출용토마토품종육성 조합작성 (100 조합 ) 및지역적응성 (10 곳 ) 채종시험 (10 조합 ) 및 5 품종이상상업화 프로젝트별최적연구진구성은, 품종육성분야는민간기업위주로구성하며해외수출용 품종육성분야는국내, 해외연구소및해외법인과전문육성가를보유한민간기업이 담당, 기반육성과제는대학및국가, 민간연구기관위주로편성함 프로젝트구분 참여기관연구인력시설 영업및마케팅 실적 기타 수입대체품종육성수출용품종육성기반과제 민간종묘회사 민간종묘회사 대학, 국가 연구기관, 민간 생명공학연구소 보유기관 토마토전문육성가 ( 경력최소 5년이상 ) 토마토전문육성가 ( 경력최소 5 년이상 ) 관련분야 5 년이상 경력박사학위소지 국내연구소 보유 국내와 해외연구소 보유 관련분야 연구소 보유 국내영업및마케팅전문요원보유해외법인및거래처확보기관 품종보호출원실적해당국가품종등록실적관련분야개발실적 ( 마커개발, 특허출원등 ) 생산시설확보생산시설확보대량분석시스템확보

148 3. 프로젝트간연관관계 GSP 토마토 6개의프로젝트는수입대체및수출용종자개발을목적으로신품종을육성하고, 각 10개의세부프로젝트를진행하기위한산, 학, 연협력관계를갖춤 프로젝트 1 : 수입대체복합내병성대과종토마토품종육성 프로젝트 2 : 수입대체복합내병성방울토마토품종육성및대목개발 프로젝트 3 : 동북아수출용토마토품종개발 프로젝트 4 : 동서남아수출용노지재배형토마토품종개발 프로젝트 5 : 중동수출용토마토품종개발 프로젝트 6 : 토마토품종육성을위한내병성및원예형질분자표지개발 프로젝트 1의 1-2와프로젝트 6의세부프로젝트 6-1과 6-2는기반육성프로젝트이며수입대체국내용과수출용토마토신품종개발을위한육종기반연구인세대단축기술및우량육종소재개발, DNA 마커대량분석과신규분자표지개발사업임 기반육성과제 1-2은프로젝트 1의수입대체국내용토마토품종육성을주로지원하는사업임 ( 결과물에따라프로젝트 2와 3,4,5 도지원가능사업 ) 기반육성과제 6의 6-1과 6-2는마커개발과제로모든과제들이결과물을이용가능함

149 프로젝트간관계도 프로젝트연구영역 프로젝트 1 프로젝트 2 프로젝트 3 프로젝트 4 프로젝트 5 세부프로젝트 세부프로젝트 세부프로젝트 세부프로젝트 세부프로젝트 세부프로젝트 세부프로젝트 서남아 품종 개발 내재해성복합내병계대과종토마토품종육성 고식미계복합내병성방울토마토품종육성 복합내병성중장기재배용토마토대목품종육성 무한생장형 LSL 대과및중장기재배형방울토마토품종육성 유한생장형 Saladette 및 Sour& Flat 토마토품종 동남아청고병및 TYLCV 복합내병계토마토품종육성 무한생장형하우스및유한생장형노지재배토마토품종육성 육성 1-2. SNP 분석을통한세대단축기술및우량육종소재개발 기반 육종 6-1. 국내용토마토청고병 / 흰가루병및과색관련분자표지개발 6-2. 수출용토마토 TYLCV/ 역병 / 겹무늬병저항성및저장성관련분자표지개발

150 제 4 장품목별프로젝트추진체계및추진전략 1. 연구추진체계

151 2. 연구추진전략 2-1. 기술개발추진전략 기술개발추진방향 내재해성수입대체복합내병계대과종토마토품종육성 - 저온하에서도생리장해에둔감한계통선발함 ( 이상줄기, 기형과, 착색불량과, 창문과등중점조사 ) - 내서성이강한계통선발 ( 착과비대불량, 창문과, 공동과조사 ) - 고품질계계통선발 ( 당도, 산도, 착색, 경도, 균일성등 ) : HPLC, 경도계, 당도계사용 - 복합내병계통육성및선발 : DNA 마커와관행생물검정방법병행 * 1 계통에최소 2-3개이상내병성인자도입한계통선발 수입대체고식미계복합내병성원형및대추형방울토마토품종육성 - 재배가용이하고생리장해에둔감한계통선발함 ( 이상줄기, 공동과, 톤장해, 석회결핍조사 ) - 고품질계계통선발 ( 당도 10.0 이상, 과피적음, 색상, 저장성, 균일성등 ) - 복합내병계통육성및선발 * 1 계통에최소 2개이상내병성인자도입 - 웅성불임성도입 : 우수계통에 MS인자도입 ( 여교잡실시 ) 고기능성품종개발 - 요리전용품종개발 : 과육이단단하고수분이적은장동형품종육성 - 과색별품종개발 : Pink, Red, Yellow, Orange, Green, Purple - 라이코핀, 베타카로틴, 루테인, 비타민성분고함량계통및품종개발 해외용복합내병성품종개발 -중국용 : 생리장해에둔감한조생대과종완숙품종선발 * 중국현지연구소및농가적응성시험복합내병성계통선발 (Tm2a, Mi, Cf9, Sw5 등 )

152 -인도용 : 내서성과 TYLCV 에강한장동형품종육성 * DNA 마커사용및현지적응성검정 -중동용 : 내서성과수송성이우수하며 TYLCV 에내병성인품종개발 -인도네시아용 : 내서성, 청고병및 TYLCV 에강한중저지대용품종육성 * TYLCV : DNA 마커사용및현지연구소시험 * 청고병 : 접종시험및현지적응성시험 병저항성및기능성마커개발 - 분자마커개발은알려진정보를먼저이용 ( 논문 ) - AFLP, RFLP 정보, 유전자정보, 분리집단확보, RAPD, SSR 마커, Cornell web site 등을이용 - Primer 디자인후합성의뢰하고분리집단에적용 - 생물검정과개발된마커내병성일치여부확인 마커대량검정및유전자지도작성 - Real-Time PCR을이용한 SNP end-point detection 시스템구축 - 기존 CAPS 형태의마커를 1차년도 (Tm-2a, Mi, Ty-1), 2차년도 (Ve, I2, Sw-5) 에단계적으로 SNP 마커로전환 - SNP 마커를이용한토마토품종육성재료인자분석지원 - 유전자연관지도작성용토마토양친선정 - 유전자연관지도작성용 F 2 집단육성 - SGN 에등록된 2,500 여개의토마토 COSII 정보를이용하여양친간다형성을보이는 SNP 마커선별 - SNP 마커를이용한유전자연관지도작성 웅성불임 (GMS) 을이용한토마토 F1 종자대량생산기술확립 - 고순도의종자생산 - 대량생산기술확립및종자생산단가절감효과

153 산학연관역할분담 국내용고품질 복합내병성품종개발 : 관, 민 해외용복합내병성품종개발 : 관, 민 고기능성품종개발 : 학, 관, 민 병저항성및기능성마커개발 : 학, 관, 민 마커대량검정및유전자지도작성 : 학, 관, 민 웅성불임 (GMS) 을이용한토마토 F1 종자대량생산기술확립 : 관, 민 2-2. 사업화추진방향 사업화추진주체 품종보호와수출개척의목표를효과적으로달성하기위해서사업화추진시산업체와연구소, 학계가협력해야함 토마토의수출에대해서는국내일부기업이중국시장, 유럽시장과북미시장에진출하여경쟁력을갖추고있음 관련산업체와연구소, 학계가연계되어개발품종을실용화시켜야사업이효과적으로추진될수있음

154 3. 성과지표설정방안 3-1 최종성과지표 1) 수입대체복합내병성대과종토마토품종육성 국산화율 70%, 토마토 10품종육성, 유용계통 20계통논문 13편성과지표목표 (2021년) 국내특허출원 2 국내품종보호출원 10 논문발표 13 유용계통육성 20 국내매출액 ( 억원 ) 90 국내점유율 (%) 70 유전자원수집및특성평가 250 교배모본선발및특성평가유용인자개발분자마커개발기술이전 2 언론홍보 9 교육및지도 35 2) 수입대체복합내병성방울토마토품종육성및대목개발 국산화율방울토마토 85%, 대목토마토 70%, 토마토 13품종육성, 논문 6편성과지표목표 (2021년) 국외품종보호출원 13 논문발표 6 국내매출액 ( 억원 ) 91 국내점유율 (%) 70 형질진단마커선발유전자원수집및특성평가 400 교배모본선발및특성평가유용인자개발분자마커개발기술이전언론홍보 14 교육및지도

155 3) 동북아수출용토마토품종개발 수출액 400 만불달성, 토마토 12 품종육성, 논문 2 편 성과지표 목표 (2021년) 국외품종보호출원 12 논문발표 2 품종육성 ( 기능성, 고유품종 ) 종자수출액 ( 만불 ) 400 형질진단마커선발 유전자원수집및특성평가 200 교배모본선발및특성평가 유용인자개발 분자마커개발 기술이전 언론홍보 5 교육및지도 10 4) 동서남아수출용노지재배형토마토품종개발 수출액 400 만불달성, 토마토 15 품종육성, 논문 4 편 성과지표 목표 (2021년) 국외품종보호출원 15 논문발표 4 품종육성 ( 기능성, 고유품종 ) 종자수출액 ( 만불 ) 400 형질진단마커선발 유전자원수집및특성평가 300 교배모본선발및특성평가 유용인자개발 분자마커개발 기술이전 언론홍보 8 교육및지도

156 5) 중동수출용토마토품종개발 수출액 200 만불달성, 토마토 7 품종육성, 논문 1 편 성과지표 목표 (2021년) 국외품종보호출원 7 논문발표 1 품종육성 ( 기능성, 고유품종 ) 종자수출액 ( 만불 ) 200 형질진단마커선발 유전자원수집및특성평가 100 교배모본선발및특성평가 유용인자개발 분자마커개발 기술이전 언론홍보 2 교육및지도 6 6) 토마토품종육성을위한내병성및원예형질분자표지개발 신규분자표지 12 점, 논문 25 편, 특허 7 점 성과지표목표 (2021 년 ) 논문발표 25 품종육성 ( 기능성, 고유품종 ) 유전체분석 형질진단마커선발 국내특허출원 7 교배모본선발및특성평가 유용인자개발 분자마커개발 12 기술이전 4 언론홍보 교육및지도 7) 중국수출용대과및미니토마토품종육성 이관과제

157 3-2 단계별성과지표 예상성과항목 1 단계 2 단계총계 국내논문국외논문 SCI 등재학술지 SCI 비SCI 공통지표 국내특허출원 국내매출액 ( 억원 ) 국내점유율 (%) 종자수출액 ( 만달러 ) 450 1,000 1,000 품종개발 품종보호등록출원 기술이전 유전자원수집및평가 마커개발 생명자원등록 특성지표 기능성물질규명 교배모본선발 적응성시험 언론홍보 교육및지도

158 4. 연구개발소요예산 세부프로젝트명내재해성복합내병계대과종토마토품종육성 SNP 분석을통한세대단축기술및우량육종소재개발고식미계복합내병성방울토마토품종육성복합내병성중장기재배용토마토대목품종육성무한생장형 LSL 대과및중장기재배용방울토마토품종육성서남아유한생장형 Saladette 및 Sour&Flat 토마토품종육성동남아청고병및 TYLCV 복합내병계토마토품종육성무한생장형하우스및유한생장형노지재배토마토품종육성국내용토마토청고병 / 흰가루병및과색관련분자표지개발수출용토마토 TYLCV/ 역병 / 겹무늬병및저장성관련분자표지개발중국수출용대과및미니토마토품종육성총합 구분 1 단계 2 단계 연구 기간정부 ( 억원 ) 민간 ( 억원 ) 총계 ( 억원 ) 합계 정부 ( 억원 ) 민간 ( 억원 ) 합계 정부 ( 억원 ) 민간 ( 억원 ) 합계 정부 ( 억원 ) 민간 ( 억원 ) 합계 정부 ( 억원 ) 민간 ( 억원 ) 합계 정부 ( 억원 ) 민간 ( 억원 ) 합계 정부 ( 억원 ) 민간 ( 억원 ) 합계 정부 ( 억원 ) 민간 ( 억원 ) 합계 정부 ( 억원 ) 민간 ( 억원 ) 합계 정부 ( 억원 ) 민간 ( 억원 ) 합계 정부 ( 억원 ) 민간 ( 억원 ) 합계 정부 ( 억원 ) 민간 ( 억원 ) 합계

159 5. 품목총괄로드맵 단계별목표 1 단계 2 단계최종목표 핵심육성소재확보및응용, 분자시스템구축및계통육성, 목표시장분석완료 분자육종시스템응용및대량생산기술확립, 목표경쟁력품종개발및상업화 국내수입대체국내시장 70% 이상점유, 국외국제적수준품종육성 1,000 만불이상수출 중점연구영역 프로젝트목표 복합내병계소재수집및계통육성 수입대체복합내병성대과종토마토품종육성 내재해성복합내병계대과종토마토품종육성 SNP 분석을통한 세대단축기술및 우량육종소재개발 소재탐색및우수계통선발 예비조합작성 성능검정및조합선발 농가적응성검정및생산 수입대체 70% 이상가능한품종개발및품종보호출원, 상업화 유용인자여교잡후세대단축기술개발 Elite line 육종소재개발민간회사에유용계통제공 - 고온기대과 5품종개발 - 저온기대과 5품종개발 - 레드및핑크대과종순계계통각 10점 - 방울토마토순계계통각 10점 SNP 마커를이용한토마토육성재료인자분석 고식미계방울토마토소재수집및계통육성 수입대체복합내병성방울토마토품종육성및대목개발 고식미계복합내병성방울토마토품종육성 복합내병성중장기재배용토마토대목품종육성 제웅및 GMS 예비조합작성 성능검정및조합선발 농가적응성검정및생산력시험 수입대체 85% 이상가능한품종개발및품종보호출원, 상업화 복합내병성대목소재수집 계통육성, 마커분석및생물검정병행 성능검정및조합선발 농가적응성검정및생산 수입대체 70% 이상가능한품종개발및보호출원, 상업화 -원형 3품종개발 -대추형 4품종개발 - 저온신장성이강한복합내병계토마토대목 3 품종개발 - 접목친화성이우수한내서성복합내병계토마토대목 3품종개발 동북아수출용토마토품종개발 무한생장형 LSL 대과및중장기재배용방울토마토품종육성 시장분석및소재탐색 계통육성및유용인자기보유계통여교배 예비조합작성및성능검정 조합선발, 현지농가적응성시험및생산력검정 복합내병성품종육성및상업화 - 하남성, 요령성, 동북 3 성등의내한성이강한하우스재배무한생장형중만생대과종 4 품종개발 - 광서성, 광동성, 운남성등의내서성이강한노지재배전용 LSL 대과종 4 품종개발 - 산동성의하우스와광서성의노지전용방울토마토 4 품종개발 - 최종수출목표 400 만불이상

160 소재수집및현지계통육성 - 서남아토마토 동서남아수출용노지재배형토마토품종개발 서남아유한생장형 Saladette 및 Sour & Flat 토마토품종육성 동남아청고병및 TYLCV 복합내병계토마토품종육성 계통내병화작업및유용인자기보유계통여교배 예비조합작성및성능검정 조합선발, 현지농가적응성검정및대규모시험사업 현지계통육성및고정화 현지국가품종등록및상업화 마커분석및생물검정병행 예비조합작성및성능검정 조합선발, 현지농가내병성검정 국가별복합내병성품종등록및상업화 250 만불이상수출 - 노지전용유한생장형 Saladette 토마토건기용 & 우기용토마토 5품종개발 - Sour & Flat 토마토 5품종개발 - 동남아토마토 150만불이상수출 - TYLCV 복합내병계토마토동남아품종 5품종개발 중동수출용토마토품종개발 무한생장형하우스및유한생장형노지재배토마토품종육성 계통육성 현지계통육성병행 예비조합작성및성능검정 조합선발, 국가별농가적응성검정및대규모시험사업 국가별복합내병성품종등록및상업화 - 중동토마토 200 만불 이상수출 - 이란생과용 2 품종개발 - 이집트유한생장형 TYLCV+Nematode+ 내 서성 2 품종개발 - 터키하우스재배용 무한생장형 Beef, Cluster, Cocktail 3 품종 개발 토마토품종육성을위한내병성및원예형질분자표지개발 국내용토마토 청고병 / 흰가루병및 과색관련분자표지개발 수출용토마토 TYLCV/ 역병 / 겹무늬병 및저장성관련 분자표지개발 청고병 / 흰가루병, 과색마커개발 내병소재및마커정보수집 병리검정및계통내병화작업 마커를이용한토마토육성재료인자분석 민간회사에내병계통제공 신규마커개발및생물검정대조시험 마커를이용한토마토육성재료인자분석 민간회사에내병계통제공하여국가별품종육성및상업화연계 - 청고병, 흰가루병저항 성 QTL 분석및신규분 자표지 6 점이상개발 TYLCV, 역병, 겹무늬병저항성에 대한신규분자표지를 3 개이상개발 저장성 (LSL) 관련 3 개의신규분자표지 개발 중국 수출용대과및미니토마토품종육성 중국수출용대과및미니토마토품종육성 이관과제 이관과제 2015 년종료 - 산동, 하북형대과종개발 - 북경, 상해형미니개발

161 6. 성과확산방안 우리나라의기후와토양조건에대한적응성평가없이수입판매하는종자시장풍토개 선 국내시설과기후에적합한신품종을개발하여안정적이면서도고품질의토마토를다수 확할수있도록하여수입대체효과를높임 국내육종능력향상및우수품종개발로국내재배품종의국산화율을높일뿐만아 니라농가소득에도기여 다양한유형의품종개발로쥬스용소비형태에서벗어나선진국형소비형태인샐러 드, 조리등의요리소비형태로전환하여토마토소비증진은물론지속적인재배면 적증가를꾀함 거대시장인중국, 인도, 중동, 미국, 유럽등진출을위한수출용품종을개발할수있 는기반확보로토마토산업전반에걸친국가경쟁력을향상시킴 지구온난화로인하여점차아열대기후로변하는국내시장에적합한아열대품종육성 을위한기초토대를마련함

162 7. 사업화및수출확대전략 수출대상국에서선호하는과실특성 ( 색, 맛, 모양 ) 에맞는품종을개발하고, 해당특성 을안정적재배생산할수있는품종육성 육종품종의상업적재배시험시스템확립, 개발된다양한토마토품종을수출타켓현 장에서재배하여평가함으로써품종완성도제고 문제점을파악하고육종연구수행주체가이를반영함으로써더완성도있는품종을개발 할수있음 수출체계구축및수출전문회사활용을통한수출극대화 현지적응성시험을통한안정적생산및대리점발굴을통한수출체계구축 개발된토마토품종을수출전문회사에제공함으로써수출지역별로선호하는토마토품종 의생산과수출이전문화되어클레임이없이안정적으로수출될수있을것으로사료 됨 < 표 4-1> 수입대체및수출확대전략 구분시기전략내용 수입대체용 단기 - 타겟segment별시장정보업데이트및개발착수 - 유용유전자원수집평가, 분석, 필요시공유 ( ) - 기개발된품종전문마케팅팀을운용하여확대적응성및전시포운영 중기 ( ) - 타겟 segment 별조합작성및현지선발 - Segment 별, 지역별맞춤형품종개발을위한프로그램가동 - 육성, 마케팅, 영업등의역할분담및상시상호교류체계확립 - 타켓시장에선점품종대비경쟁력및차별성이있는품종선별하여현지대규모적응성시험 - 육묘장, 대리점, 유통회사, 농민등대규모전시회및언론홍보 - 점유율확대를위한포인트시스템도입장기 - 우수육묘장및대리점인센티브제도운영으로판매촉진 ( ) - 피드백시스템도입으로품종육성및개발체계보완 - 국산화율 70% 이상달성 단기 ( ) - 타겟국가별해인법인및현지거래처통해시장정보업데이트및품종육성착수 - 유용유전자원수집평가, 분석, 필요시세부프로젝트와공유 - 기개발된품종해외법인및거래처통하여확대적응성시험 - 적응성시험을통해보완점및육성포인트단계별수정, 수립 - 국가별해외전문마케팅인프라구축 ( 장기시스템구축 ) 수출용 중기 ( ) 장기 ( ) - 국가별, Segment 별맞춤형품종개발을위한프로그램가동 - 육성, 마케팅, 영업등의역할분담및상시상호교류체계확립 - 타켓시장에선점품종대비경쟁력및차별성이있는품종선별하여현지대규모적응성시험 - 타겟시장별현지법인및판매전문거래처활성화, 사업파트너쉽강화 - 국가별현지법인과거래처간판매활성화를위한포인트시스템도입 - 현지개발전문회사를통한브랜드사업강화 - 피드백시스템도입으로품종육성및개발체계보완 - 국제경쟁력을가진해외품종육성하여 1,000 만불수출달성

163 < 표 4-2> 수입대체시장지원및마케팅을위한전략 맞춤형개발 기술 정보 구분 지역특성화서비스현지화제품차별화마케팅차별화시장정보경쟁사정보 내용 - 지역특성을품종요구도에반영품종개발 - 지역재배환경및기술고려 - 현지선발및적응성시험 - 지역별맞춤화서비스 - 지역별육묘장, 거래처, 유통상인등마케팅 - 선도품종평가, 분석하여차별화된품종개발 - 내병성및원예형질차별화로부가가치창출 - 주산단지대규모평가회개최 ( 년 2 회이상 ) - 주요육묘장, 유통상인, 대리점연구소초청품종평가회 - 지역별 / 유형별시장정보수집평가분석 - 주요품종보호출원및특허출원 - 선도품종동향및경쟁사영업, 마케팅방향분석 조직 홍보 마케팅조직 유통조직 매스컴및유인물활용 - 지역별단지에마케팅요원배치하여농민, 육묘장, 대리점관리 - 마케팅전문인력확보 - 주요유통인신품종소개및평가회주기적참석유도 - 품종육성가 - 대리점 - 농민 - 육묘장 - 유통상인네트워크강화 - 주기적품종평가회개최 ( 년 2 회이상 ) - 신품종출시하면품종홍보 ( 매스컴활용 ) - 신품종소개및재배정보지제작홍보 < 표 4-3> 수출시장지원및마케팅을위한전략 구분 내용 현지화기술정보조직네트워크 제품현지화 서비스현지화 제품차별화 마케팅차별화 시장정보 경쟁사정보 해외사업조직 현지법인조직 현지판매네트워크 현지전문가네트워크 - 현지식문화고려품종요구도에반영품종개발 - 재배기술현지화 - 현지적응성시험 - 지역별 / 국가별맞춤화서비스 - 해당거래처마케팅 - 환경적응성및복합내병성품종개발 - 품종현지적응성시험 - 주산단지대규모평가회개최 ( 년중 ) - 연구소초청품종평가회 - 국가별 / 지역별 / 유형별시장정보수집평가분석 - 국가별품종등록및식물검역시스템조사, 대응책마련 - 경쟁사의품종동향및영업, 마케팅방향분석 - 선도품종마케팅및거래처개발동향평가분석 - 해외거래처관리 - 해외마케팅전문인력확보 - 타겟시장별현지법인구축 - 현지법인 - 딜러네트워크강화 - 주요타겟시장별거래처개발및확보전략적사업파트너쉽구축하여판매네트워크형성 - 현지마케팅전문가육성 - 품종홍보 ( 매스컴, 평가회등 )

164 제 5 장프로젝트별세부기획 제 1 절. 수입대체복합내병성대과종토마토품종육성 1. 연구개발목표 1.1 최종목표 최근국내토마토재배면적및종자시장이크게증가함에따라대과종토마토의소요가늘 어나고있지만, 대부분의대과종토마토는수입의존도는 85-90% 로높아매년수십억의외 화를지불하고있으며, 종자가격도비싸토마토재배농가의부담을가중시키고있음 이에따라본연구의최종목표는다양한소비자의수요와병충해증가및재배환경변화에대처하기위한국산신품종을개발하는것이며이를위해 1) 국내에서선호하는외국계품종의특성을검토하여육종목표를설정하고수집된유전자원으로부터체계적으로평가, 분석 2) 선발된유전자원의효과적으로활용 3) MAS 을통한육종효율증진및육종소재다변화 4) 우수계통간조합을통한내재해성복합내병계품종육성등을목표로함 이를통해육종가가쉽고빠르게우수한품종개발에활용하여단기간에토마토품종개발 경쟁력을갖추어우수품종들을보급함으로써토마토의육성기반을조성하고국가경쟁력을 향상을도모하고자함 이를위해고온기대과종 5 품종, 저온기대과종 5 품종새로운육종소재 20 계통을개발 하고자함 이에따라국내토마토종자시장에외국품종이점유하고있는비율을 2021 년까지 30% 이내로줄여, 국산화 70% 을달성하고자함

165 1.2 단계별목표 1 단계 ( 13~ 16) 2 단계 ( 17~ 21) 내재해성복합내병계대과종토마토품종육성 - 저온기용복합내병계대과종토마토품종육성 ( 고정및분리계통 250 점, 성능검정 30 점 ) - 고온기용복합내병계대과종토마토품종육성 ( 고정및분리계통 250 점, 성능검정 30 점 ) - 계통육종, 내병성검정, 조합작성및평가 - 레드및핑크대과종품종상품화 복합내병성, 내재해성대과종토마토품종개발및상품화, 종자생산 - 저온기용복합내병계대과종토마토품종육성 ( 레드및핑크대과종총 5 품종상품화 ) - 고온기용복합내병계대과종토마토품종육성 ( 레드및핑크대과종총 5 품종상품화 ) - 국내대과종토마토종자시장의국산화율 70% 이상점유 SNP 분석을통한세대단축기술및우량육종소재개발 - 여교잡후대 SNP 마커활용세대단축개체선발및고정화 ( 유전체상의표식형질및병저항성등 - 고정및분리계통 350 점 ) - 여교잡을통한우량육종형질 ( 내병계및기능성 ) package 자식계통육성 ( 고정및분리계통 250 점 )( 위탁과제 ) SNP 분석을통한세대단축기술및우량육종소재개발 - 복합내병성육종소재개발 ( 레드및핑크대과종순계계통각 10 점, 원형및대추형방울토마토순계계통각 10 점 ) - 다양한 package 자식계통육종소재개발 ( 레드및핑크대과종순계계통각 20 점, 원형및대추형방울토마토순계계통각 10 점 )( 위탁과제 ) 2. 연구개발필요성 2.1 연구개발대상기술의경제적 산업적중요성및연구개발의필요성 국내토마토재배면적은 02년부터건강식품으로인식되어 07년까지연평균 15% 증가하였으나현재는재배면적과단위면적당수량은정체상태에놓여있음 재배면적 : ( 01) 3,348 ( 06) 6,613 ( 10) 5,270 ha ( 12) 6,344 ha 생산량 : ( 01) 206 ( 06) 433 ( 10) 325 천톤 ( 12) 393천톤 국내토마토육종기술및인력부족으로외국품종점유율높음. 비싼외국산품종재배 에따른농가경영비부담증가되고있음. 재배품종의약 70% 가외국품종, 종자시장규 모 ( 대목제외 ) : ( 01) 35 ( 06) 92 ( 10) 134 억원 ( 12) 150 억원 토마토연작에따른병해충발생증가와최근잦아진저온, 고온, 집중호우등기후변화에따른토마토안정생산이위협받고있음. 따라서풋마름병, 선충및 TYLCV 등에복합내병성이면서환경 ( 내한, 내서, 내습등 ) 에적응성이우수한수입대체용토마토신품종의개발이시급한실정임

166 대과종토마토는크게핑크계 (pink) 와레드계 (red) 로분류되는데핑크계가 90%, 레드계 가 10% 정도를차지하고있으나억제작형에서레드계가빠르게증가 대과종은수입의존율이높아핑크계는 85-90% 가일본및다국적회사품종이고, 레드 계는 100% 네덜란드, 이스라엘등에서수입하고있는실정임 또한단기간내에선진국의품종육성수준으로도달하기위해서는분자마커이용선발 (Marker-assisted selection, MAS) 기술을이용한품종개발연한단축및우량개체선 발효율의극대화를통해경쟁력을확보하여야함 우리나라가단기간에토마토품종개발경쟁력을확보하기위해서는유전자원의평가및 공유, MAS 의실용적인활용, 육종기술이적절히갖추어진산. 학. 연의육종기반조성 과조직간유기적인협조가필요함 2.2 연구개발대상기술의국내 외현황 1) 세계적수준 토마토육성역사를세대별로구분하면 1세대는수량성 (1970 년대잡종품종보급 ), 2세대는환경적응성 (1980 년대 ), 3세대는저장성및내병성 (1990 년대 ), 4세대는과품질위주의성분육종 (2000 년대 ) 으로나눌수있으며국내보다분야별로약 5-10 년이상앞서있는것으로파악되고있음 일본의경우핑크대과와방울토마토에서는내병성과품질, 대목품종에서는복합내병성육종위주로연구가진행되고있음 수량, 균일성, 병저항성등에서일본및세계의유력품종들이한국품종에비해상당한우위를차지하고있음 토마토품종육성에생명공학기술을적극활용하여병해충저항성선발시 DNA marker 를이용하여선발효율을극대화시키고육종연한을단축하고있음 현재까지 25여개의토마토 Inter-, Intra-specific cross linkage map 이발표되었으며과실특성및생리장해에관한유전자뿐만아니라 20여종의내병성관련유전자나 QTL 이분석되었거나클로닝되었음. 이들정보를토대로현재 19개이상의복합내병성, 기능성, 수량관련형질들에대한분자마커이용선발이종자회사나정부연구기관에의해

167 크게활용되고있음. 그결과국내에수입되는토마토 F1 품종의대부분이 4-5개이상의내병성을 package 로가지고있음 육종에있어분자표지의중요성이크게부각되어있으며, 다국적종자회사들을중심으로자체마커개발기술과 High-throughput(HT)-MAS system 확립에많은투자를하고있는데, 세계적마커개발전문회사인 Keygene 에대한네덜란드, 프랑스, 일본의주요종자회사들의공동투자와기술활용이대표적인예라할수있음 2) 국내수준 토마토품종육성선진국의경우유전자원의수집및평가의역사가오래되고체계적으로관리되고있으나국내토마토유전자원은주로관련연구소, 종묘회사등에서자체적으로수집, 관리되고있어이용의범위가제한적임 현재국내에서보급되고있는품종도 4~5 가지병해에대해서저항성을가지고있으나환경적응성과원예적특성에있어서외국품종에비해경쟁력이떨어짐 국가및지자체육종연구기관에서고정종방울토마토, 송이토마토, 완숙형토마토품종을육성하고있으며채종효율을높이기위해웅성불임을이용한 F1 품종이개발됨 토마토육종에참여하고있는국내기업이극소수이며토마토육종의가장큰핵심요소인내병성육종부분의기술력및연구기반이취약함 국내다국적종자회사를중심으로몇가지병저항성분자마커를이용하여선발하고있으나그외종자회사에서는분자마커활용에관심은있으나투자를주저하고있는실정임 MAS 시스템을이용한육종효율을증진하기위한 MAS 기술력의확보가미진함 현재육종가들은마커에대한필요성은인식하고있으나국내에서적용가능한마커들의종류, 선발효율성, 특성등이객관적으로파악되고정리되지않아그활용은극히미미한실정임 외국대기업의경우효율적인 MAS 를위해 HT-MAS system 이일반화되어있는데반해, 국내에서는주로아가로스젤을이용한전기영동과제한효소절단법에기반을둔효율성이낮은 genotyping system 에의존하고있음

168 3. 기존연구와의중복성및연계방안 구분 기획이후기획이후기획이후기획이후기획이후기획이후기획이후기획이후 기획이후 기획이후기획이후기획이후기획이후기획이후 유사과제 키워드검색결과과제명 ( 과제관리기관, 연구기간 ) 과제수행기관 ( 연구책임자 ) 토마토복합내병성및환경저항성계통육성 ( 농진청, ) 중국수출용대과및미니토마토품종개발 (IPET, ) 토마토 TYLCV 저항성계통육성 ( 농진청, ) 토마토풋마름병및시듦병저항성계통육성 ( 농진청, ) 토마토고품질 복합내병성 품종육성및분자표지개발 (IPET, ) MAS 이용복합내병성계통 육성 ( 농진청, ) 토마토분자표지기술의실용화 및 TYLCV 저항성마커개발 ( 농진청, ) 여교잡효율증진을위한 토마토분자육종기술개발 ( 농진청, ) 고품질방울토마토 품종육성 ( 농진청, ) 고품질완숙대과토마토 품종육성 ( 농진청, ) 시설재배용토마토대목품종 개발 ( 농진청, ) 고품질송이형토마토신품종 개발 ( 농진청, ) 고기능성토마토 품종육성 ( 농진청, ) 친환경재배에알맞은 흑색송이형토마토 품종육성 ( 농진청, ) 원예특작원 ( 최학순 ) 토마토생명과학 연구소 ( 김명권 ) 원예특작원 ( 최학순 ) 원예특작원 ( 최학순 ) 주 ) 농우바이오 ( 원동찬 ) 원예특작원 ( 최학순 ) 부산대 ( 박영훈 ) 서울대 ( 강병철 ) 부여토마토시험장 ( 박권서 ) 원예특작원 ( 정해붕 ) 동부하이텍 ( 김원기 ) 삼성종묘 ( 백남권 ) 현대종묘 ( 손길우 ) 전남도원 ( 서종분 ) 유사 중복성없음일부유사중복 의견 민간회사에서상업용계통육성하기때문에용도가다름 이관과제 - 산동, 하북형대과종개발 - 북경, 상해형미니개발 민간회사에서상업용계통육성하기때문에용도가다름 민간회사에서상업용계통육성하기때문에용도가다름 민간회사에서상업용계통육성하기때문에용도가다름 민간회사에서상업용계통육성하기때문에용도가다름 민간회사에서상업용계통육성하기때문에용도가다름 민간회사에서상업용계통육성하기때문에용도가다름 민간회사에서상업용계통육성하기때문에용도가다름 민간회사에서상업용계통육성하기때문에용도가다름

169 4. 프로젝트추진체계및추진전략 4.1 프로젝트추진체계

170 4.2 프로젝트추진전략 소재육성과계통육성, 조합선발시험, 선발된조합은농가실증시험실시 세대진전으로빠른유전적순화및고정화, 시교생산 분자마커를활용하여유전적초기세대선발및확인 영업마케팅회사와연계하여시장진입 Network search : internet, 문헌, 특허, 유전자은행, 연구사례등 국내외관련학회참가 : 국제원예학회, 육종학회, 식물병리학회등 국내외토마토재배단체및육종연구자와상호교류 : 종묘회사, 대학, 재배농가등 다양한병저항성계통수집및분리, 평가 분자마커를이용한유전자원평가 병리검정법개발을통한유전자원평가 국내에서연 2세대진행및해외포장을이용한세대진전 교배조합작성및장내성능검정진행 국내외토마토분자마커개발과활용수준현황분석 품종육성에필요한다각적인분자마커활용분야 ( 주요형질선발용마커, 여교잡마커, 품종판별용마커등 ) 설정 다국적기업및선진국연구기관의마커기술벤치마킹과모델링 분자마커적용이필요한목표형질설정및마커개발을위한오믹스차원의기술적접근법모색 국내환경에적합한소규모종자회사대상분자마커이용선발 (MAS) 지원시스템 국내외주요토마토병의생물검정기술활용현황분석및프로토콜개발 전통육종기술 -마커이용선발 -생물검정 3자연계구도의통합적육종프로그램안제시 목표달성을위한국내최적연구팀구성및구성원간연계체계제시

171 5. 프로젝트 Micro 로드맵 1 단계 2 단계최종목표 단계별목표 수입대체용토마토품종의기반구축및신품종개발및상용화 복합내병성, 내재해성품종개발및상품화, 종자생산기반구축 토마토국내종자 70% 점유 중점연구영역 프로젝트목표 수입대체복합내병성대과종토마토품종육성 내재해성 복합내병계 대과종 토마토 품종육성 SNP 분석을통 한세대단축기 술및우량육 종소재개발 TYLCV, TSWV, 잎곰팡이병, 근부위조병, 흰가루병등복합내병계소재수집및계통육성 계통선발, 내병성검정및예비조합작성 소재탐색, 우수계통선발 성능검정및조합선발 농가적응성검정및생산 품종생산판매신고, 품종보호출원, 상업화 우량유전자집적한계통선발및고정 Elite line 육종소재개발, 민간회사에유용계통제공양적형질유전자들의집적된순계계통간조합선발 SNP 마커를이용한토마토육성재료인자분석 - 고온기대과 5품종개발 - 저온기대과 5품종개발 - 레드및핑크대과종순계계통각 10점 - 원형및대추형방울토마토순계계통각 10 점

172 6. 세부프로젝트추진계획 1) 내재해성복합내병계대과종토마토품종육성 (1) 세부프로젝트도출배경 가. 연구개발대상기술의경제적 산업적중요성및연구개발의필요성 토마토의국내재배면적은 6,344ha(2012) 전후이며, 이중대과종토마토면적비율이 55-60%, 방울토마토가 40-45% 정도로재배되고있음 대과종토마토는크게핑크계 (pink) 와레드계 (red) 로분류되는데핑크계가 90%, 레드계 가 10% 정도를차지하고있으나억제작형에서레드계가빠르게증가 대과종은수입의존율이높아핑크계는 85-90% 가일본및다국적회사품종이고, 레드 계는 100% 네덜란드, 이스라엘등에서수입하고있는실정임 국내토마토종자시장 170 억정도로추산되는데핑크대과가 70 억, 레드대과가 20 억, 방울토마토가 60 억, 토마토대목이 20 억정도로추정되고있음 대과종의수입의존도가높아 85-90% 로매년수십억의외화를지불하고있으며, 종자 가격도비싸토마토재배농가의부담을가중시키고있음 최근에는겨울철극저온과여름철극고온으로착과가불량하고, 여러생리장해가많 이발생하며, 바이러스, 곰팡이, 세균병의발생이갈수록심해지고있음 따라서이상기후에적응할수있는내재해성의복합내병계대과종토마토품종육성 이절실히필요함

173 나. 연구개발대상기술의국내 외현황 세계적수준 토마토대과종의경우수량, 균일성, 병저항성등에서일본및세계의유력품종들이 한국품종에비해상당한우위를차지하고있음 수량, 균일성, 병저항성등에서일본및세계의유력품종들이한국품종에비해상당 한우위를차지하고있음 선진외국회사에서개발된대부분의토마토품종은병해충저항성유전자를최소한 5 가지 (Mi, Cf, Tm2, Ve, I 등 ) 이상보유하고있음 토마토품종육성에생명공학기술을적극활용하여병해충저항성선발시 DNA marker 를이용하여선발효율을극대화시키고육종연한을단축하고있음 국내수준 토마토품종육성선진국의경우유전자원의수집및평가의역사가오래되고체계적으로관리되고있으나국내토마토유전자원은주로관련연구소, 종묘회사등에서자체적으로수집, 관리되고있어이용의범위가제한적임 현재국내에서보급되고있는품종은 4~5 가지병해에대해서저항성을가지고있으나 환경적응성과원예적특성에있어서외국품종에비해경쟁력이떨어짐 (2) 세부프로젝트최종목표 저온기에내한성이강하고 g 정도에착과비대가균일하고생리장해에둔감 한복합내병성인핑크 (pink) 및레드 (red) 대과토마토 F1 품종육성 (5 품종이상개발 ) 고온기에내서성이강하고 g 정도에착과비대가균일하고저장성이좋으며 복합내병성인핑크 (pink) 및레드 (red) 대과토마토 F 1 품종육성 (5 품종이상개발 ) 국내대과종토마토종자시장이약 90 억으로추산되는데, 국산화율을 10-15% 에서 70% 이상끌어올리는것이목표

174 (3) 세부프로젝트의추진방법및전략 가. 추진방법 다양한유전자원수집평가 - 육종목표에맞는품종이나재래종, OP 등을탐색평가하여육종의기초소재로활용 - 재료 : 해외유전자은행등유전자원수집 - 처리 : 수집된유전자원 - 활용 : 내병성재료개발로활용 - 조사내용 : 내병성도입여부, 과장, 과경, 과중등원예적형질 신소재개발로우수한육종계통육성 - 기초소재의특성평가를통하여기존의계통과재조합교배를하여새로운유전변이창출 - 재료 : 기수집된자원 300 점, 고정및분리계통 150점 - 처리 : 기수집된재료 70점고정및분리계통 100점, 성능검정 20점 - 활용 : 재료개발및조합작성재료로활용 - 조사내용 : 과장, 과경, 과중등원예적형질 축적된기술과경험을토대로우량양친계통선발 - 재료 : 수집한유전자원 - 활용 : 내병성재료개발로활용 - 조사내용 : 내병성도입여부, 국내품종육성에적합한초형, 과형, 과색, 식미, 내병성등을검정평가하여 parent line 쓸수있는개체및계통선발 분자마커를활용하여 multi 내병성계통선발및확인 - 재료 : 선발재료, 고정및분리계통 - 처리 : 선발재료및계통, 분자표지이용가능한내병성 - 활용 : 내병성재료개발활용 ( 대과및대목용품종개발 ) - 조사내용 : 과장, 과경, 과중등원예적형질, 내병성 - 식물분자육종사업단, 대학에서개발된토마토병관련 MAS 마커를이용하여

175 육성계통들의복합내병성을일시에검정및선발 세대진전으로빠른유전적순화및고정화 - F2-F5 세대의초기세대에유전적, 표현형적순화를위하여 1 년에 2-3 cycle 세대 진전시험을통하여유전적고정화 예측가능한조합작성, F1 조합선발 - 조합능력을최대로발휘할수있는조합을작성하여교배하고 F1 품종육성 - 정확한재배시험을통하여육종목표에부합하는조합을선발 지역별, 작형별적응성시험으로시장현장에서평가선발 - 국내토마토재배단지의각지역별, 작형별로농가실증시험을실시하며, 토마토재배농가, 육종가, 마케팅전문가, 유통업자, 농업기술센타, 국가연구소, 대학등여러전문가들이참석하여평가하고협의하여품종을선발 전문영업, 마케팅회사와연계해개발, 홍보, 판매 - 국내토마토전문개발, 영업회사와연계해서홍보, 세미나등을통하여신품종을 확산보급 재배농가들에대한재배방법, 생리장해대책, 병발생예찰등사후지도및컨설팅을하 며, 수확출하, 유통, 소비자반응등을통하여보급품종에대한모니트링을통하여다 음단계의계획을설정 나. 추진전략 다양한유전자원수집평가및신소재개발로우수한육종소재확보 축적된기술과경험을토대로우량양친계통선발 예측가능한조합작성, F1 조합선발시험 세대진전으로빠른유전적순화및고정화 분자마커를활용하여유전적초기세대선발및확인 지역별, 작형별적응성시험으로시장현장에서평가선발 전문영업, 마케팅회사와연계해개발, 홍보, 판매 대학, 연구소, 국가기관과연계해서협동으로연구진행

176 (4) 세부프로젝트성과지표설정방안 본과제는토마토신품종을육종하여농가에보급하여농가소득증대뿐만아니라토마토종자수입대체가주목적임 성과지표는개발한품종등록수 ( 품종생산판매신고, 품종보호 ), 상품화수, 종자판매량, 판매액, 논문, 특허, 교육지도, 홍보물등으로함 상품화및국산화율 ( 수입대체 ) 예상성과항목 1단계 2단계총계주요고려사항 공통지표 종자개발건수 품종등록 국내 건수 국외 종자수출액 수입대체효과 (%) 국내논문 SCI 등재학술지 국외논문 SCI 비SCI 국내특허 출원등록 국제특허 출원등록 매출액 ( 억원 ) 국내 국외 기술이전 ****** 인력양성 기반구축실적 특성지표 D/B 구축분자마커유용유전자언론홍보 교육및지도 ******

177 (5) 세부프로젝트최적연구진구성안 연구진구성 ( 국내연구소보유민간회사 ) 풍부한경력을보유한연구인력확보 - 한중일삼국의유전자원을확보하고이들유전자원의특성을이해한고경력육종가 - 순차적육종목표도달을위한계통육성능력보유고경력육종가 - 육종학박사 1명, 연구원학사 2명, 연구보조 3명이토마토만집중적으로품종개발을하는회사 세부 프로젝트명 구분 1 단계 2 단계 책임급 내재해성 복합 내병계 대과종 토마토 품종육 성 선임급 원급 기타 총합 (6) 세부프로젝트예산 세부프로젝트명내재해성복합내병계대과종토마토품종육성 구분 1 단계 2 단계총계 연구기간 정부 ( 억원 ) 민간 ( 억원 ) 합계 ( 억 ) 예산설정근거ㅇ국내대과종토마토품종개발은시장규모가가장큰품목이며핵심과제임ㅇ이상기후환경에적응할수있는저온기용과고온기용으로구분하여품종육성을하며여러작형별로시험을하고, TYLCV, LM, GLS 등복합내병성검정을통하여품종을만드는점을감안하여예산을산정함ㅇ 년농우바이오에서주관하여 토마토고품질 복합내병성품종육성및분자표지개발 과제는정부예산평균 1.7억원이투자되었음

178 (7) 종자개발을통한수출증대및수입대체전략 개발, 생산, 유통, 기술보급등세분화된전략도출 (8) 세부프로젝트사업제안요구서 (RFP) 프로젝트명 수입대체복합내병성대과종토마토품종육성 세부프로젝트명 내재해성복합내병계대과종토마토품종육성 연구기간 2013 ~ 2021 ( 9 년 ) 연구비지원범위 총 4,071 백만원 (9년, 정부 3,085백만, 민간 986백만원 ) 과제성격 실용화기술 ( 통합형과제 ) 실용화기술 ( 개별과제 ) 원천기술 공공기반기술 연 구 최종목표 : - 토마토수입대체를위해재배안정성이뛰어나고환경친화적재배가가능한품종육성 - 토마토의소비확대에기여하고새로운소비문화에부응할수있는품종육성 - 수입대체고품질대과종 10품종, 신기능육종소재 20계통육성 개발목표 세부프로젝트목표 - 저온기용복합내병계대과종토마토 5 품종이상육성 - 고온기용복합내병계대과종토마토 5 품종이상육성 - 국내토마토수입대체 70% 점유 연 구 국내대과종토마토종자는거의대부분이수입에의존하고있으며, 국내육성품종이약 15% 정도로매년수십억의외화를지불하며, 종자가격도비싸재배농가에경제적부담이가중되고있음 필요성 최근에는겨울철극저온과여름철극고온으로착과가불량하고, 여러생리장해가많이발 생하며, 바이러스, 곰팡이, 세균병의발생이갈수록심해지고있음 따라서이상기후에적응할수있으며, 복합내병계대과종토마토품종육성이필요함 내재해성복합내병계대과토마토유전자원특성평가 - 내재해성및내병성유전자원 - 재배안정성대과토마토유전자원 - 생육및과실특성평가 - 병저항성기내검정에의한선발후포장검정 내재해성복합내병계대과토마토계통화 - 재육성으로다양한신소재창출 - 우량한 parent line 의육성 ( 년 20점이상 ) 주요 - Multi 내병성계통육성 - 유망한핵심조합선발 ( 년 20조합이상 ) 연구내용 내재해성복합내병계대과토마토품종화 - 품종화및상품화 10품종이상 내재해성복합내병계대과토마토상품화 - 지역별, 작형별적응성시험으로농가현장에서평가선발 - 품종등록, 세미나, 홍보, 판매 --> 상품화 시장전망및기대효과 자격및신청요건 Keyword 국내의환경과재배여건에적합한토마토품종개발로생산성제고와농가소득의증대 국내품종으로전환되면서종자수급이원활해지고비싼외국산종자에대한농가부담을 경감시키고외화유출방지 우수품종개발과더불어유통, 식품, 건강산업등연관산업의활성화 연구기관자격 : 토마토육종기술이축적되어있고토마토품종개발을하여보급해본실적 이있는기관 신청 요건 : 토마토전문육종가보유, 토마토전문육종회사 기타 사항 : 한 글 대과토마토, 육종, 내재해성, 복합내병성, 핑크계, 레드계 영 문 Large tomato, Breeding, Disaster tolerance, Multi-disease resistance, Pink color, Red color

179 2) SNP 분석을통한세대단축기술및우량육종소재개발 (1) 세부프로젝트도출배경 가. 연구개발대상기술의경제적 산업적중요성및연구개발의필요성 토마토의유전체염기서열정보전체가공개 (S. lycopersicum Heinz 1706; Nature, 2012) 되어이용가능한상황이며, 현재 13 품종토마토의 genome sequencing project 가완료혹은진행중임 토마토는주요육종목표는과실수량및숙성, 크기, 색깔, 가용성고형물함량과같이맛을결정하는요인과병해충저항성, 환경스트레스저항성등재배편의성에집중하고있으며, 중요한육종형질은오랜기간동안유전적연구와유전자연구가진행되어풍부한문헌정보를가지고있음 현재까지형질관련분자마커개발은단일유전자에의해조절되는형질중심으로개발 되어왔으나, 세대단축을위하여여교잡선발 (Marker-assisted backcrossing: MAB) 을위한교배조합별이용가능한 genome-wide SNP 선발이필요 또한육종과정중에서제거해야할 lingkage dragging 를확인할수있는분자마커개 발과 gene pyramiding 을위한형질연관마커및교차율을이용한후손세대예측등 육종에실질적인정보를생산및제공이필요 유전체기반의육종시스템을구현하기위해서는육종소재에대한정확한데이터베이 스, 표준유전체정보, 모든유전자의유전양상을이해할수있는초고밀도유전지도가 필요 육종효율을증대시키기위해서는육종연한의단축이필수적이며, 이에유전체정보와결합된유용유전자원의추출과이에대한분자마커기술개발이핵심역량으로부상하고있음. 최근급속히증가되고있는유전체정보에생물정보학 (bioinformatics) 기술을접목하여지식기반육종에적합한고급정보를제공함으로써, 유전체정보와육종간의상호소통및활용이원활하도록지원하는가교역할이필요

180 나. 연구개발대상기술의국내 외현황 세계적수준 토마토는시장규모만큼이나종자시장도크며, 다른채소에비해선도적인육종기술이 개발되었고유전자지도도가장먼저작성 11 년현재세계의토마토종자시장은약 1 조원에달하며, 국내의종자시장은 01 년 이래매년 6.5% 씩성장 발달된분자육종기술을이용하여원하는유전자를확인하는등선발효율을향상시키 고육종기간을획기적으로단축 2003 년부터시작된국제가지과유전체컨소시엄을통해토마토유전체해독이완료되 었고, 2012 년 5 월 Nature 에발표되어유전체정보공개됨 국제가지과공동연구컨소시엄을통해매년회원국에서워크샵을개최하고정보및 연구재료를공유하여우수한협력체계구축함 SolCAP ( 은가지과작물유전체를실용화하기위하여토마토 와감자에집중하여 SNP 등육종에필요한마커및분석용 tool 로개발중임 Tomato Functional Genomics Database ( 는 microarray 를 통해분석된유전자발현양상을분석한데이터베이스이며, 토마토열매관련하여 집중적으로연구중 Tomato QTL database ( 는토마토 IL 분석을통해확보된 QTL 정보를제공함 국내수준 한국생명공학연구원을중심으로 2003년부터시작된국제가지과유전체컨소시엄에참가하여, 6년간국제컨소시엄을구성하였고, 토마토유전체분석 (2번염색체담당 ) 을수행우수한성과 ( lycopersicum/index.pl)

181 서울대에서차세대바이오그린사업단의지원으로고추유전체해독을완성도높은수 준까지진행중이며 (93X 유전체정보생산, scaffold 의합이 90% 이상의 genome coverage), 국제적협력을이끌고있음 C. annuum Dempsey X Perennial 의 RIL 120 개체와양친 2 종포함 122 개체의 resequencing 수행, 평균 1X genome coverage 의 low-depth sequencing 실시 부모를포함한 122 RIL 계통으로부터 genome-wide SNP 선발 ; 평균 SNP 는 867,927 개, 최소 SNP 를가진계통은 102,197 개, 최대 SNP 를가진계통은 4,971,051 개를얻을수있었는데이는시퀀스양이부족하여 SNP 선발기준의경계에걸쳐있는것이많음 부모사이에서발생된 SNP 를 120 계통의 RIL 집단에서염기서열수준에서검증하는 알고리즘을개발함. 95% 이상의 genotyping 정확도를보여육종연한단축및우량육 종소재를개발할수있는여건이마련됨 (2) 최종목표 육성타켓계통간여교잡후대 SNP 마커활용세대단축개체선발및육종소재개발 ( 레 드및핑크대과종순계계통 10 점, 원형및대추형방울토마토순계계통 10 점 ) SNP 마커활용선발된우량육종형질 ( 내병계및기능성 ) package 화 ( 레드및핑크대 과종순계계통 10 점, 원형및대추형방울토마토순계계통 10 점 ) (3) 세부프로젝트의추진방법및전략 가. 추진방법 토마토 RILs 집단의증식을통한시료확보및 RILs resequencing - 기확보된 RIL 집단의재배 / 증식을통한시료확보 - MAB 검증용여교잡집단 (BC 2, BC 3 ) 구축 - 12 lane을한번에수행할수있는 Multiplexed Hiseq-2000 시스템을이용하여 RIL - 집단의 resequencing 실험을 10 set ( 총 120 samples) 수행

182 RILs 집단의형질정보조사 - 분자마커의검증을위한 2년반복형질조사및내병성, 고기능성 ( 항산화 ) 물질, 고품질등형질연관정보의연차별조사 - 형질조사결과를이용한 QTL mapping RILs 집단 resequencing 을통한 SNP 기반의 genetic map 작성 - 교배양친의 resequencing 정보를기확보된표준유전체정보에대입함으로써각양친에대한 SNP 정보를발굴 - RILs 의 resequencing 정보를기확보된표준유전체정보에대입하여 SNP 정보를발굴하고, 총 120 계통에대한 RILs 의 SNP 정보를교배양친과비교하여 genotyping 을수행 - SNP 정보의정확도를실험적으로검증 - Genotyping matrix 작성및연관도분석을통한초고밀도 genetic map 구성 토마토여교잡 MAB 검정시스템 - 초고밀도 genetic map 정보를이용하여자손집단의 SNP 간관계도계산하여지놈의교차율을확인 - 교차율정보에따라초고밀도 genetic map 에서교배자손의지놈이교차되는크기마다격자 (window) 를구성하여해당부위를표현하는분자마커를선발 - Resequencing 정보를이용하여 MAB 적용을위한분자마커세트확보 - 기확보된내병성, 고기능성 ( 항산화 ) 물질, 고품질등형질에관련된분자마커제작 Gene pyramiding 최적화를위한모델링 - RILs 개체별염색체모식화를통한 Linkage Disequilibrium (LD) 측정및형질지도제작 - Linkage disequilibrium 결과를활용한 linkage dragging 분리용마커검정모델링을통한교배후선발에필요한자손수예측 육종실현화를위한 DB 구축 - 유전자부위 SNP 를응용하여유전자간유전거리계산하고유전자기능변환여부를확인하여유전자 cataloging 데이터베이스구축 - MAB 교배조합별교차율에대한데이터베이스구축

183 - 내병성, 고기능성 ( 항산화 ) 물질, 고품질등의형질정보및관련마커정보의데이터베 이스구축 MAB 용분자마커키트개발 - 기확보된주요형질정보를이용하여마커의정확도검증 - 검증된분자마커를이용하여 MAB 용분자마커키트개발 나. 연구추진전략 여교잡후대 SNP 마커활용세대단축개체선발을통한육종연한단축 SNP 마커활용선발된우량육종형질 ( 내병계및기능성 ) package 화

184 (4) 세부프로젝트의성과지표설정방안 본과제는토마토신품종을육종하여농가에보급하여농가소득증대뿐만아니라토마토종자수입대체가주목적임 성과지표는개발한품종등록수 ( 품종생산판매신고, 품종보호 ), 상품화수, 종자판매량, 판매액, 논문, 특허, 교육지도, 홍보물등으로함 상품화및국산화율 ( 수입대체 ) 예상성과항목 1 단계 2 단계총계주요고려사항 공통지표 종자개발건수 품종등록건수 국내국외 종자수출액 수입대체효과 국내논문 SCI 등재학술지 국외논문 SCI 비SCI 국내특허 출원 등록 국제특허 출원등록 매출액 국내국외 기술이전 ****** 인력양성 기반구축실적 특성지표 D/B 구축분자마커유용유전자유용계통 ****** ******

185 (5) 세부프로젝트의최적연구진구성안 연구진구성 ( 대학, 연구기관- 민간상호연계사업 ) 본과제의인력은연구내용과연구비를고려하여연구기간 9년동안박사 1명, 석사급 2명, 기타 4명으로총연구기간동안 63명으로구성함 국가출연연구기관및대학교연구소에서수행이바람직 세부 프로젝트명 구분 1 단계 2 단계 SNP 분석을통한세대단축기술및우량육종소재개발 책임급 선임급 원급 기타 총합 (6) 세부프로젝트의예산 세부프로젝트명 SNP 분석을통한세대단축기술및우량육종소재개발 구분 1단계 2단계 총계 연구기간 정부 ( 억원 ) 민간 ( 억원 ) 합계 예산설정근거ㅇ새로운유전자원을탐색하고도입하여육종소재로이용가능한지를평가분석함ㅇ필요한유전자간에재육성을통하여이용가능한계통을만들며, 유전적분리를빨리고정시키는기술개발에드는비용을계산함 (7) 종자개발을위한수출증대및수입대체전략

186 (8) 세부프로젝트사업제안요구서 (RFP) 프로젝트명수입대체복합내병성대과종토마토품종육성 세부프로젝트명 SNP 분석을통한세대단축기술및우량육종소재개발 연구기간 2013 ~ 2021 ( 9 년 ) 연구비지원범위 과제성격 연구개발목표 연구필요성 총 2,410 백만원 (9 년, 정부 2,410 백만, 민간백만원 ) 실용화기술 ( 통합형과제 ) 실용화기술 ( 개별과제 ) 원천기술 공공기반기술 최종목표 : - 토마토수입대체를위해재배안정성이뛰어나고환경친화적재배가가능한품종육성 - 토마토의소비확대에기여하고새로운소비문화에부응할수있는품종육성 - 수입대체고품질대과종 10 품종, 신기능육종소재 20 계통육성 세부프로젝트목표 -SNP 분석을통한세대단축기술및우량육종소재개발 ( 레드및핑크대과종순계계통 10 점, 원형및대추형방울토마토순계계통 10 점 ) 토마토는주요육종목표는과실수량및숙성, 크기, 색깔, 가용성고형물함량과같이맛을결정하는요인과병해충저항성, 환경스트레스저항성등재배편의성에집중하고있으며, 중요한육종형질은오랜기간동안유전적연구와유전자연구가진행되어풍부한문헌정보를가지고있음 또한육종과정중에서제거해야할 lingkage dragging 를확인할수있는분자마커개발과 gene pyramiding 을위한형질연관마커및교차율을이용한후손세대예측등육종에실질적인정보를생산 따라서여교잡후대에서일어날수있는교차과정을 SNP 분석으로정보를파악하여육종세대단축한개체선발을통해우량육종소재개발이절실히필요 또한다양한형질이집적된 package 계통의육성이요구됨 주요연구내용 시장전망및기대효과 자격및신청요건 Keyword 토마토 RILs 집단의증식을통한시료확보및 RILs resequencing - 기확보된 RIL 집단의재배 / 증식을통한시료확보 - MAB 검증용여교잡집단 (BC 2, BC 3) 구축 - Multiplexed Hiseq-2000 시스템을이용하여 RIL 집단의 resequencing RILs 집단의형질정보조사 - 분자마커의검증을위한 2 년반복형질조사및내병성, 고기능성 ( 항산화 ) 물질, 고품질등형질연관정보의연차별조사 - 형질조사결과를이용한 QTL mapping RILs 집단 resequencing 을통한 SNP 기반의 genetic map 작성 - 교배양친에대한 SNP 정보를발굴 -SNP 정보를교배양친과비교하여 genotyping 을수행 - SNP 정보의정확도를실험적으로검증 - 초고밀도 genetic map 구성 토마토여교잡 MAB 검정시스템 - 자손집단의 SNP 간관계도계산하여지놈의교차율을확인 - 분자마커를선발및세트확보 - 기확보된내병성, 고기능성 ( 항산화 ) 물질, 고품질등형질에관련된분자마커제작 Gene pyramiding 최적화 - RILs 개체별염색체모식화를통한 Linkage Disequilibrium (LD) 측정 MAB 용분자마커키트개발 - 검증된분자마커를이용하여 MAB 용분자마커키트개발 SNP 마커활용선발된우량육종형질 ( 내병계및기능성 ) package 화 양친집단내존재하는모든 SNP 를대량발굴함. 토마토의대량 SNP 발굴은추후 core collection 집단혹은육종소재를진단하고검정하는중요한자원이됨 목표형질관련유전조사가완료될시, 형질연관분자마커개발에소요되는시간을단축할수있으며교배집단의유전양상및형질연관도를측정할수있음 식품소재및의약품소재개량기술로접목할경우, 농산물보다부가가치가높은산업과연계가가능하며, 파생기술을이용하는산업을촉진하여바이오경제의경쟁력을확보함 연구기관 : 관련품목에대한연구개발경력이있고실적이인정되는기관 신청요건 : 대학, 연구기관 기타사항 : 한글 SNP 분석, 선발, 연관, 유전자집적, 여교잡 영문 SNP application, Selection, Linkage Disequilibrium, gene pyramiding, Backcross

187 제 2 절. 수입대체복합내병성방울토마토품종육성및대목개발 1. 연구개발목표 1.1 최종목표 최근건강에대한관심이고조되면서라이코핀, 카로틴, 비타민함유량이높은방울토 마토소비는날로증가하고있음 외국산원형방울토마토품종들이우점하였으나최근당도와신미가우수한국산품종인미니찰토마토등의대추형방울토마토로 50% 정도전환되고있으며, 토마토재배에있어지속적인연작으로인해토양병이증가하고연작장해가일어나대목에대한필요성역시증가하고있음 이를통해원형계방울토마토 3 품종, 타원형계방울토마토 4 품종, 저온기용대목토마토 3 품종, 고온기용대목토마토 3 품종등을개발하고자함 이에따라국내토마토종자시장에외국품종이점유하고있는비율을 2021 년까지 30% 이내로줄여, 방울토마토국산화 85%, 대목토마토국산화 70% 를달성하고자함 1.2 단계별목표 1 단계 ( 13~ 16) 2 단계 ( 17~ 21) 고식미계복합내병성방울토마토품종육성 -고식미계복합내병성원형토마토품종육성 ( 고정및분리계통 150점, 성능검정 20점 ) -고식미계복합내병성대추형토마토품종육성 ( 고정및분리계통 150점, 성능검정 20점 ) - 계통육종, 고품질검정, 조합작성및평가 -당도 10브릭스이상, 저장성우수, 식후과피해결, 중장기재배가능복합내병성중장기재배용토마토대목품종육성 - 저온신장성이강한복합내병계토마토대목품종육성 ( 고정및분리계통 150 점, 성능검정 20 점 ) - 접목친화성이우수한내서성복합내병계토마토대목품종육성 ( 고정및분리계통 150 점, 성능검정 20 점 ) 고식미계복합내병성원형및대추형방울토마토품종개발및상품화, 종자생산 - 고식미계복합내병성원형토마토품종육성 ( 3 품종상품화 ) - 고식미계복합내병성대추형토마토품종육성 (4 품종상품화 ) - 국내방울토마토종자시장의국산화 85% 이상점유 복합내병성중장기재배용토마토대목품종개발및상품화, 종자생산 - 저온신장성이강한복합내병계토마토대목품종육성 (3 품종상품화 ) - 접목친화성이우수한내서성복합내병계토마토대목품종육성 (3 품종상품화 ) - 국내시장국산화 70% 이상점유

188 2. 연구개발필요성 2.1 연구개발대상기술의경제적 산업적중요성및연구개발의필요성 국내토마토재배면적은 02년부터건강식품으로인식되어 07년까지연평균 15% 증가하였으나현재는재배면적과단위면적당수량은정체상태에놓여있음 재배면적 : ( 01) 3,348 ( 06) 6,613 ( 10) 5,270 ha ( 12) 6,344 ha 생산량 : ( 01) 206 ( 06) 433 ( 10) 325 천톤 ( 12) 393천톤 최근건강에대한관심이고조되면서기능성채소의소비량이지속적으로증가하고있 으며그중에서도라이코핀, 카로틴, 비타민함유량이높은토마토소비는날로증가 하고있는추세임 국내주요방울토마토품종은몬산토코리아의유니콘, 다끼이의큐티등이며대부 분글로벌기업소유의토마토품종이시장을우점하였으나최근당도와신미가우 수한국산품종인미니찰토마토등의대추형방울토마토로 50% 정도전환되고있음 토마토연작에따른병해충발생증가와최근잦아진저온, 고온, 집중호우등기후변화에따른토마토안정생산이위협받고있음. 따라서풋마름병, 선충및 TYLCV 등에복합내병성이면서환경 ( 내한, 내서, 내습등 ) 에적응성이우수한수입대체용토마토신품종의개발이시급한실정임 지속적인연작으로인해토양병이증가하고있어대목에대한필요성역시증가하고 있음 또한단기간내에선진국의품종육성수준으로도달하기위해서는분자마커이용선발 (Marker-assisted selection, MAS) 기술을이용한품종개발연한단축및우량개체선 발효율의극대화를통해경쟁력을확보하여야함

189 2.2 연구개발대상기술의국내 외현황 1) 세계적수준 일본의경우핑크대과와방울토마토에서는내병성과품질, 대목품종에서는복합내병성 육종위주로연구가진행되고있음 선진외국회사에서개발된대부분의토마토품종은병해충저항성유전자를최소한 5 가 지 (Mi, Cf, Tm2, Ve, I 등 ) 이상보유하고있음 토마토품종육성에생명공학기술을적극활용하여병해충저항성선발시 DNA marker 를이용하여선발효율을극대화시키고육종연한을단축하고있음 토마토유전체는미국의 NSF의지원하에 Cornell 대학연구팀의주도로완전해독되어발표한상태이며, 이미 6,000 여개의 RFLP, SSR, CAPS 마커들로구성된 12개염색체의 physical map 에관한상세한정보가 Sol Genome Network 을통해세계적으로공유되고있음 육종에있어분자표지의중요성이크게부각되어있으며, 다국적종자회사들을중심으로자체마커개발기술과 High-throughput(HT)-MAS system 확립에많은투자를하고있는데, 세계적마커개발전문회사인 Keygene 에대한네덜란드, 프랑스, 일본의주요종자회사들의공동투자와기술활용이대표적인예라할수있음

190 2) 국내수준 토마토품종육성선진국의경우유전자원의수집및평가의역사가오래되고체계적으로관리되고있으나국내토마토유전자원은주로관련연구소, 종묘회사등에서자체적으로수집, 관리되고있어이용의범위가제한적임 현재국내에서보급되고있는품종도 4~5 가지병해에대해서저항성을가지고있으나 환경적응성과원예적특성에있어서외국품종에비해경쟁력이떨어짐 국가및지자체육종연구기관에서고정종방울토마토, 송이토마토, 완숙형토마토품종 을육성하고있으며채종효율을높이기위해웅성불임을이용한 F1 품종이개발됨 토마토육종에참여하고있는국내기업이극소수이며토마토육종의가장큰핵심요소 인내병성육종부분의기술력및연구기반이취약함 국내다국적종자회사를중심으로몇가지병저항성분자마커를이용하여선발하고있 으나그외종자회사에서는분자마커활용에관심은있으나투자를주저하고있는실정 임 MAS 시스템을이용한육종효율을증진하기위한 MAS 기술력의확보가미진함 미국, 유럽에서개발되어진마커들을중심으로국내의다국적종묘회사는기존에개발된마커를이용하여내병성계통육성이진행되고있는상황이지만, 국내종묘회사에서는유전자클로닝및지도작성등을통한새로운마커의자체적개발실적이거의전무할뿐만아니라적용기술수준도낮은상황임

191 3. 기존연구와의중복성및연계방안 구분 유사과제 키워드검색결과 과제명 ( 과제관리기관, 연구기간 ) 과제수행기관 ( 연구책임자 ) 유사 중복성 없음일부유사 중복 의견 기획이후기획이후기획이후기획이후기획이후기획이후기획이후기획이후기획이후기획이후기획이후기획이후기획이후기획이후 토마토복합내병성및환경저항성계통육성 ( 농진청, ) 중국수출용대과및미니토마토품종개발 (IPET, ) 토마토 TYLCV 저항성계통육성 ( 농진청, ) 토마토풋마름병및시듦병저항성계통육성 ( 농진청, ) 토마토고품질 복합내병성 품종육성및분자표지개발 (IPET, ) MAS 이용복합내병성계통 육성 ( 농진청, ) 토마토분자표지기술의실용화 및 TYLCV 저항성마커개발 ( 농진청, ) 여교잡효율증진을위한 토마토분자육종기술개발 ( 농진청, ) 고품질방울토마토 품종육성 ( 농진청, ) 고품질완숙대과토마토 품종육성 ( 농진청, ) 시설재배용토마토대목품종 개발 ( 농진청, ) 고품질송이형토마토신품종 개발 ( 농진청, ) 고기능성토마토 품종육성 ( 농진청, ) 친환경재배에알맞은 흑색송이형토마토 품종육성 ( 농진청, ) 원예특작원 ( 최학순 ) 토마토생명과학연구소 ( 김명권 ) 원예특작원 ( 최학순 ) 원예특작원 ( 최학순 ) 주 ) 농우바이오 ( 원동찬 ) 원예특작원 ( 최학순 ) 부산대 ( 박영훈 ) 서울대 ( 강병철 ) 부여토마토시험장 ( 박권서 ) 원예특작원 ( 정해붕 ) 동부하이텍 ( 김원기 ) 삼성종묘 ( 백남권 ) 현대종묘 ( 손길우 ) 전남도원 ( 서종분 ) 민간회사에서상업용계통육성하기때문에용도가다름 이관과제 - 산동, 하북형대과종개발 - 북경, 상해형미니개발 민간회사에서상업용계통육성하기때문에용도가다름 민간회사에서상업용계통육성하기때문에용도가다름 민간회사에서상업용계통육성하기때문에용도가다름 민간회사에서상업용계통육성하기때문에용도가다름 민간회사에서상업용계통육성하기때문에용도가다름 민간회사에서상업용계통육성하기때문에용도가다름 민간회사에서상업용계통육성하기때문에용도가다름 민간회사에서상업용계통육성하기때문에용도가다름

192 4. 프로젝트추진체계및추진전략 4.1 프로젝트추진체계

193 4.2 프로젝트추진전략 소재육성과계통육성, 조합선발시험, 선발된조합은농가실증시험실시 세대진전으로빠른유전적순화및고정화, 시교생산 분자마커를활용하여유전적초기세대선발및확인 영업마케팅회사와연계하여시장진입 Network search : internet, 문헌, 특허, 유전자은행, 연구사례등 국내외관련학회참가 : 국제원예학회, 육종학회, 식물병리학회등 국내외토마토재배단체및육종연구자와상호교류 : 종묘회사, 대학, 재배농가등 다양한병저항성계통수집및분리, 평가 분자마커를이용한유전자원평가 병리검정법개발을통한유전자원평가 국내에서연 2세대진행및해외포장을이용한세대진전 교배조합작성및장내성능검정진행 국내외토마토분자마커개발과활용수준현황분석 품종육성에필요한다각적인분자마커활용분야 ( 주요형질선발용마커, 여교잡마커, 품종판별용마커등 ) 설정 다국적기업및선진국연구기관의마커기술벤치마킹과모델링 분자마커적용이필요한목표형질설정및마커개발을위한오믹스차원의기술적접근법모색 국내환경에적합한소규모종자회사대상분자마커이용선발 (MAS) 지원시스템 국내외주요토마토병의생물검정기술활용현황분석및프로토콜개발 전통육종기술 -마커이용선발 -생물검정 3자연계구도의통합적육종프로그램안제시 목표달성을위한국내최적연구팀구성및구성원간연계체계제시

194 5. 프로젝트 Micro 로드맵 1 단계 2 단계최종목표 단계별목표 수입대체용토마토품종의기반구축및신품종개발및상용화 복합내병성, 내재해성품종개발및상품화, 종자생산기반구축 토마토국내종자 70% 점유 중점연구영역 프로젝트목표 수입대체복합내병성방울토마토품종육성및대목개발 고식미계복합 내병성 방울토 마토품종육성 복합내병성중 장기 토마토 품종육성 재배용 대목 고식미계방울토마토소재수집, 우수자원선발및계통육성 GMS 를활용한종자생산체계구축, 계통내병성검정및예비조합작성 성능검정및조합선발 농가적응성검정및제웅, GMS 를활용한생산력시험 품종생산판매신고, 품종보호출원, 상업화 - 원형 3 품종 개발 - 대추형 4 품종 연작지토양전염성병피해조사및 복합내병성대목소재수집 - 저온신장성 계통육성, 마커분석및생물검정병행 성능검정및조합선발 토양전염성병유묘검정법개선및농가내병성검정, 시험재배 품종생산판매신고, 품종보호출원, 상업화 개발 토마토대목 3 품종개발 - 복합내병계 내서성 토마토 대목 3 품종개 발

195 6. 세부프로젝트추진계획 1) 고식미계복합내병성방울토마토품종육성 (1) 세부프로젝트도출배경 가. 연구개발대상기술의경제적 산업적중요성및연구개발의필요성 최근건강에대한관심이고조되면서기능성채소의소비량이지속적으로증가하고있으며그중에서도라이코핀, 카로틴, 비타민함유량이높은토마토소비는날로증가하고있는추세임 국내주요방울토마토품종은몬산토코리아의유니콘, 다끼이의큐티등이며대부 분글로벌기업소유의토마토품종이시장을우점하였으나최근당도와신미가우 수한국산품종인미니찰토마토등의대추형방울토마토로 50% 정도전환되고있음 토마토품종육성재료를다양화하기위하여유전자원수집및평가를지속적으로수 행하고있으며세계적으로유명한외국시판품종들의동향을분석하기위해시판품 종수집및평가도매년지속적으로수행하고있음 특히방울토마토품종육성연구를 1996 부터수행하여 2004 년 원홍 1 호 ( 품종보호 제 1470) 등 5 품종을육성하여품종보호등록을 ( 품종보호제 1470, 품종보호제 1471, 품종보호제 1472, 품종보호제 1473, 품종보호제 1474) 한바있음 토마토품종육성을활성화하고채종기술을개발하기위하여 1996 년토마토웅성불임유전자원을수집평가하여품종육성에활용가능한웅성불임유전자 2-132(ms-10) 등 5점을선발하여 1998 년 12월국내 11개종묘회사에무상으로종자를분양 ( 관련 : 종협제 960호, 채육 ) 한바있음 나. 연구개발대상기술의국내 외현황 세계적수준 해외의토마토육성역사는국내보다많이앞서있으며수량, 환경적응성, 저장 성및내병성에더해품질위주의육성이많이이루어지고있음

196 일본의경우핑크계대과와방울토마토에서내병성, 품질, 대목품종에서복합내병성 위주로육종이이루어지고있음 글로벌기업들의토마토품종들은다양한병해충저항성유전자를가지고있음 토마토품종육성에분자마커기술을이용하여선발효율을극대화하고있음 다양한유전자원을확보하고있음 국내수준 토마토품종육성선진국의경우유전자원의수집및평가의역사가오래되고체계적으로관리되고있으나국내토마토유전자원은주로관련연구소, 종묘회사등에서자체적으로수집, 관리되고있어이용의범위가제한적임 현재국내에서보급되고있는품종은 4~5 가지병해에대해서저항성을가지고있으 나환경적응성과원예적특성에있어서외국품종에비해경쟁력이떨어짐 (2) 세부프로젝트최종목표 국내환경에적합하고착과비대가균일하고, 생리장해가없으며, 당도 10 브릭스이 상, 저장성우수, 식후과피해결, 중장기재배가능한원형및대추형방울토마토 F1 품종육성 ( 원형 3 품종이상, 대추형 4 품종이상개발 ) 방울토마토종자의국산화 85% 이상달성 (3) 세부프로젝트의추진방법및전략 가. 추진방법 유용유전자원수집및특성분석을통한우수자원선발 - 재료 : 해외유전자은행등유전자원수집및육성계통 - 처리 : 수집된유전자원및육성계통

197 - 활용 : 내병성재료개발로활용 - 조사내용 : 내병성도입여부, 과장, 과경, 과중등원예적형질 - 선발 : 당도식미등과실의품질이우수한자원수집및선발 고당도, 고식미등고품질에복합내병성우수계통육성 - 재료 : 기수집된자원 300 점, 고정및분리계통 150점 - 처리 : 기수집된재료 70점, 고정및분리계통 100 점, 성능검정 20점 - 활용 : 재료개발및조합작성재료로활용 - 조사내용 : 과장, 과경, 과중등원예적형질 고당도, 고식미등고품질에복합내병성우수계통재조합및선발 - 처리 : 수집된유전자원 - 활용 : 내병성재료개발로활용 - 조사내용 : 내병성도입여부, 과장, 과경, 과중등원예적형질 - 재료 : 선발재료, 고정및분리계통 - 처리 : 선발재료고정및분리계통 200 점, 성능검정 30점 - 활용 : 재료개발및조합작성재료로활용, 품종육성을위한계통선발 - 조사내용 : 과장, 과경, 과중등원예적형질 고당도, 고식미등고품질에복합내병성우수계통선발및계통육성 - 재료 : 선발재료, 고정및분리계통 - 처리 : 고정및분리계통 300점, 성능검정 50점 - 활용 : 재료개발및조합작성재료로활용 - 조사내용 : 과장, 과경, 과중등원예적형질, 내병성검정 - 재료 : 선발재료, 고정및분리계통 - 처리 : 선발재료및계통, 분자표지이용가능한내병성 - 활용 : 내병성재료개발활용 ( 대과및대목용품종개발 ) - 조사내용 : 과장, 과경, 과중등원예적형질, 내병성 경제적인종자생산체계구축 - 방울토마토의채종효율성을높이기위하여모계로사용할 GMS 계통육성

198 수입대체용고품질우수품종개발 - 고정된계통을이용한다양한조합작성 - F1 조합의조합능력검정및지역적응성시험실시 - 수입대체용고품질방울토마토 F1 품종개발및품종등록 나. 연구추진전략 유용유전자원검색및국내외유전자원은행으로부터의도입 도입된유전자원의특성검정및평가 마커검정을통한육성효율의증진 고품질, 복합내병성을위한계통내유전자집적 개발된국산품종의보급방안확립

199 (4) 세부프로젝트의성과지표설정방안 본과제는토마토신품종을육종하여농가에보급하여농가소득증대뿐만아니라토마토종자수입대체가주목적임 성과지표는개발한품종등록수 ( 품종생산판매신고, 품종보호 ), 상품화수, 종자판매량, 판매액, 논문, 특허, 교육지도, 홍보물등으로함 상품화및국산화율 ( 수입대체 ) 예상성과항목 1단계 2단계총계주요고려사항종자개발건수 공통지표특성지표 품종등록 국내 건수 국외 종자수출액 수입대체효과 (%) 최소70%, 최대85% 달성 SCI 국내논문 등재학술지 SCI 국외논문 비SCI 출원국내특허 등록출원국제특허 등록 매출액 ( 억원 ) 국내 최소 70% 달성시산정국외 기술이전 ****** 인력양성 기반구축실적 D/B 구축 분자마커 유용유전자 언론홍보 교육및지도 ******

200 (5) 세부프로젝트최적연구진구성안 연구진구성 ( 국내연구소보유민간회사 ) 풍부한경력을보유한연구인력확보 - 한중일삼국의유전자원을확보하고이들유전자원의특성을이해한고경력육종가 - 순차적육종목표도달을위한계통육성능력보유고경력육종가 - 육종학박사 1명, 연구원학사 2명, 연구보조 2명이토마토만집중적으로품종개발을하는회사 세부 프로젝트명 구분 1 단계 2 단계 고식미계복합내병성방울토마토품종육성 책임급 선임급 원급 기타 총합 (6) 세부프로젝트예산 세부프로젝트명 구분 1 단계 2 단계 연구기간 총계 고식미계복합내병성방울토마토품종육성 정부 ( 억원 ) 민간 ( 억원 ) 합계 예산설정근거ㅇ국내방울토마토는원형계와타원형계 ( 대추형 ) 로나뉘며, 또한저온기재배용과고온기재배용으로구분하여품종을개발해야되는것을감안하여예산을산정함ㅇ 년부여토마토시험장에서주관하여 고품질방울토마토품종육성 과제는육종소재개발로정부예산평균 5천만원이투자되었으므로품종화하여농가에보급하여대체율을 85% 까지올리기위해서는본과제의예산이타당함 (7) 종자개발을통한수출증대및수입대체전략 개발, 생산, 유통, 기술보급등세분화된전략도출

201 (8) 세부프로젝트사업제안요구서 (RFP) 프로젝트명수입대체복합내병성방울토마토품종육성및대목개발 세부프로젝트명 고식미계복합내병성방울토마토품종육성 연구기간 2013 ~ 2021 (9 년 ) 연구비지원범위 과제성격 연구개발목표 총 3,361 백만원 (9 년, 정부 2,375 백만, 민간 986 백만원 ) 실용화기술 ( 통합형과제 ) 실용화기술 ( 개별과제 ) 원천기술 공공기반기술 최종목표 : - 토마토수입대체를위해재배안정성이뛰어나고환경친화적재배가가능한품종육성 - 토마토의소비확대에기여하고새로운소비문화에부응할수있는품종육성 - 수입대체방울토마토 7 품종, 대목 6 품종개발 연구필요성 주요연구내용 시장전망및기대효과 자격및신청요건 Keyword 세부프로젝트목표 - 수입대체용방울토마토 7품종이상개발 ( 원형 3품종, 대추형 4품종이상 ) - 개발품종에당도 10브릭스이상, 저장성우수, 식후과피해결, 중장기재배가능 국내방울토마토시장은원형이주종을이루고있으나당도와식미가더우수한대추형시장으로빠르게전환되고있음 국내주요원형방울토마토품종은몬산토코리아의유니콘, 다끼이의큐티등이며대부분글로벌기업소유의토마토품종이시장을우점하고있음 급변하는기후나재배환경에적응할수있는내재해성 ( 연작, 고온, 다습, 내한성, 내염성등 ) 품종요구도가증가하고있음 최근각종병발생증가로인한수량감소및품질저하, 웰빙흐름에따른친환경재배의증가등의이유로토마토복합병저항성육성의필요성이대두됨 유용유전자원수집및특성분석을통한우수자원선발 - 고식미계내재해성및내병성유전자원 - 재배안정성방울토마토유전자원 - 생육및과실특성평가 - 병저항성마커검정에의한선발후포장검정 GMS 를이용한경제적인종자생산체계구축 - 여교배를통한 GMS 계통화 ( 년 5점이상 ) 수입대체용고품질우수방울토마토계통화 - 재육성으로다양한순계계통 ( 년 10점이상 ) - 우량한 parent line의육성 ( 년 20점이상 ) - Multi 내병성계통육성 ( 년 10점이상 ) 고당도, 고식미등고품질에복합내병성이추가된우수계통육성 수입대체용고품질, 복합내병성우수방울토마토품종개발 (TYLCV, GLS, LM, N 내병성등이반드시포함되어야함 ) 고식미계복합내병성방울토마토상품화 - 지역별, 작형별적응성시험으로농가현장에서평가선발 - 품종등록, 세미나, 홍보, 판매 --> 상품화 수입대체용국산품종개발을통한국내방울토마토종자주권확보 특성이검정된유용유전자원보유를통한육종기반구축 선진국과의육종기술격차극복을통한글로벌경쟁력확보 농가에안정적인종자공급가능 수입으로인한비싼종자값절감을통한재배농가의경영비절감 연구기관자격 : 토마토육종기술이축적되어있고토마토품종개발을하여보급해본실적이있는기관 신청요건 : 토마토전문육종가보유, 토마토전문육종회사 기타사항 : 한글토마토, 육종, 고식미, 내병성영문 Tomato, Breeding, Good taste, Disease resistance

202 2) 복합내병성중장기재배용토마토대목품종육성 (1) 세부프로젝트도출배경 가. 연구개발대상기술의경제적 산업적중요성및연구개발의필요성 지속적인연작으로인해토양병이증가하고있어대목에대한필요성역시증가하고 있음 국내주요대목품종은다끼이의 B 블로킹, 몬산토코리아의신청강등이며대부분글로 벌기업소유의토마토품종이시장을우점하고있음 시설재배의특성상지속적으로연작에의한토양환경악화로인해대목의필요성은증 가할것이며, 시장규모도커갈것으로예상됨 토양살균제에의한토양살균은토양환경을파괴하며수질오염을유발되며, 친환경토 마토재배를위한토마토대목육성이시급한실정임 나. 연구개발대상기술의국내 외현황 세계적수준 해외의토마토육성역사는국내보다많이앞서있으며수량, 환경적응성, 저장성및내 병성에더해품질위주의육성이많이이루어지고있음 일본의경우핑크계대과와방울토마토에서내병성, 품질, 대목품종에서복합내병성위 주로육종이이루어지고있음 글로벌기업들의토마토품종들은다양한병해충저항성유전자를가지고있음 토마토품종육성에분자마커기술을이용하여선발효율을극대화하고있음 다양한유전자원을확보하고있음

203 국내수준 국내토마토유전자원은주로관련연구소, 종묘회사등에서자체적으로수집, 관리되고 있으며, 활용도가낮음 토양병저항성유전자원의경우특히부족하며병저항성평가에있어서도그기술력이 다소떨어짐 국내육성품종중우수한품종도일부있으나시장점유율면에서미미함 토마토육종에참여하고있는국내기업이극소수이며토마토육성의가장큰핵심요 소인내병성육종의기술력및연구기반이취약한편임 국내진출한글로벌기업에서해외유전자원을바탕으로국내용토마토품종개발이이 루어지고있음 (2) 최종목표 저온신장성이강한복합내병계토마토대목품종육성 (3품종상품화 ) 접목친화성이우수한내서성복합내병계토마토대목품종육성 (3품종상품화 ) 국내대목시장국산화 70% 이상점유 (3) 세부프로젝트의추진방법및전략 가. 추진방법 유용유전자원수집및종자증식 - 청고병, 갈색근부병, 시들음병, 반시들음병, 근부위조병, 고구마뿌리혹선충등주요병 충해에대한저항성소재평가및선발 병접종및유묘검정조건확립 - 접종농도, 접종묘령, 접종후의재배환경 ( 온도 ) 를구명하여최적검정조건설정

204 저항성유전자원간의교배조합작성과계통분리 청고병, 갈색근부병은유묘검정과오염포장에서의포장저항성검정을통해저항성개체선발 시들음병, 반시들음병, 근부위조병, 고구마뿌리혹선충저항성은저항성마커를이용하여개체선발 선발유전자원의세대진전을통하여유용형질의고정 1년 2세대로형질고정연한단축 저온과고온조건에서온도적응성검정 - 수직, 수평적근계분포를조사하여재배환경적응성및장기재배적응성조사 선발계통간의교배조합작성과교배조합의복합내병성검정 육성계통의보완을위한새로운교배조합작성 - 1단계의육성결과를세밀히분석하여문제점을발굴하고해결을위한새로운교배조합을작성하여 1단계와같은방법으로계통육성 1단계선발조합의접목적응성검토 - 수량과품질조사 1단계선발조합의계절별환경적응성검정 ( 생산력검정 ) - 고온기, 저온기별로수량과품질조사 1단계선발조합의생산력검정 1단계선발조합에대해농가오염포장에서의현지실증시험실시 2단계선발계통의교배조합작성, 조합능력검정과접목적응성검정 2단계선발조합의생산력검정및농가실증시험 육성된조합에품종명을부여하고신품종보호출원

205 나. 추진전략 유전자원및정보수집 - 농촌진흥청의유전자원센터, AVRDC, 대목전문육종회사와협력을통해성과를달성 할수있는유전자원과정보수집 청고병접종조건확립과오염포장준비 - 청고병감수성품종은 100% 이병되고, 내병성품종은 30% 정도가생존할수있는접종조건을구명하기위해접종균의농도, 접종묘령, 치상온도를구명함, 청고병과갈색근부병에이병된식물체를이용하여인위적으로오염포장을조성함 유전자원의종자증식, 특성조사및내병성평가 - 고정계통은하우스에심어시험용종자증식을하고시판교배종은연구목적에부합하는품종간에복교배종을작성하여채종 - 청고병의유묘검정에서생존한개체에대해시들음병, 반시들음병, 근부위조병, 고구마뿌리혹선충을저항성마커를이용하여내병성을검정하여생존개체를선발함 세대진전을통하여유용형질의고정 - 1년 2세대로유묘검정과포장검정, 저항성마커를이용한선발을되풀이함. F5, 6, 7세대에서는선발계통의뿌리생육상태를수평적, 수직적으로관찰하여근계분포특성을조사하고교배조합작성의참고자료로활용하며근계형성의유전적특성을파악함 선발계통간의교배조합작성과교배조합의복합내병성검정 - F7세대에서선발된계통간에교배조합을작성함. 양적유전을하는청고병과갈색근부병은모계, 부계모두내병성계통이어야하며그외의병에대하여는모계, 부계어느한쪽만저항성을가지면됨. 내병성외에초세, 근계발달특성을고려함 육성계통의보완을위한새로운교배조합작성 - 제 1 단계의마지막연도, 또는제 2 단계초년도에그간의육성결과를평가하여보완이 필요한경우다시교배조합을작성함

206 접목적응성 ( 친화성 ) 검토 - 선발조합에토마토접수품종 ( 시판품종 ) 을접목하여초세, 수량, 과실의품질을고온기, 저온기별로검토하여우수조합을선발하고선발된조합의생산력을 2 회평가 농가오염포장에서의현지실증시험실시 - 청고병등의토양전염성병에오염된농가포장을선정하여 2 회이상생산력과품질, 내병성평가를실시함 신품종보호출원 - 우수성이인정된조합은품종명을부여하고신품종보호출원을하여육성품종에대한 권리를보호받음

207 (4) 세부프로젝트의성과지표설정방안 본과제는토마토신품종을육종하여농가에보급하여농가소득증대뿐만아니라토마토종자수입대체가주목적임 성과지표는개발한품종등록수 ( 품종생산판매신고, 품종보호 ), 상품화수, 종자판매량, 판매액, 논문, 특허, 교육지도, 홍보물등으로함 상품화및국산화율 ( 수입대체 ) 예상성과항목 1 단계 2 단계총계주요고려사항 공통지표 종자개발건수 품종등록 국내 건수 국외 종자수출액 수입대체효과 (%) 국내논문 SCI 등재학술지 국외논문 SCI 비SCI 국내특허 출원등록 국제특허 출원등록 매출액 ( 억원 ) 국내 국외 기술이전 ****** 인력양성 기반구축실적 특성지표 D/B 구축분자마커유용유전자언론홍보 교육및지도 ******

208 (5) 세부프로젝트의최적연구진구성안 연구진구성 ( 민간회사 국가연구기관상호연계사업 ) 풍부한육성경력을보유한연구진과생물검정과동시에분자육종이가능한연구팀을보유한민간또는연구기관 세부 프로젝트명 구분 1 단계 2 단계 복합내병성중장기재배용토마토대목품종육성 책임급 선임급 원급 기타 총합 (6) 세부프로젝트의예산 세부 프로젝트명 구분 1 단계 2 단계 연구기간 총계 복합내병성중장기재배용토마토대목품종육성 정부 ( 억원 ) 민간 ( 억원 ) 합계 예산설정근거ㅇ토마토대목육종을위하여청고병, 위조병, 반신위조병, 선충, 근부위조병, 갈색근부병, 역병, 바이러스등많은병을검정해야되고, multi 내병성이있는계통을육성해야함ㅇ분자마커검정과생물검정을동시에실시하며, 포장저항성을확인하여품종을개발해야하는것을감안하여예산을산정함 (7) 종자개발을위한수출증대및수입대체전략

209 (8) 세부프로젝트사업제안요구서 (RFP) 프로젝트명 수입대체복합내병성방울토마토품종육성및대목개발 세부프로젝트명 복합내병성중장기재배용토마토대목품종육성 연구기간 2013 ~ 2021 ( 9 년 ) 연구비지원범위 총 2,477백만원 (9년, 정부 1,850백만, 민간 627백만원 ) 과제성격 실용화기술 ( 통합형과제 ) 실용화기술 ( 개별과제 ) 원천기술 공공기반기술 연구개발목표 연구필요성 주요연구내용 시장전망및기대효과 자격및신청요건 Keyword 최종목표 : - 토마토수입대체를위해재배안정성이뛰어나고환경친화적재배가가능한품종육성 - 토마토의소비확대에기여하고새로운소비문화에부응할수있는품종육성 - 수입대체방울토마토 7품종, 대목 6품종개발 세부프로젝트목표 - 저온신장성이강한복합내병계토마토대목품종육성 (3품종상품화 ) - 접목친화성이우수한내서성복합내병계토마토대목품종육성 (3품종상품화 ) - 국내대목시장국산화율 70% 이상점유 토마토는주로시설재배를통하여생산되기때문에연작에대한피해가큼 토양살균제에의한토양살균은토양환경을파괴하며수질오명을유발함 친환경토마토재배를위한토마토대목육성이시급한실정임 국내대목토마토시장은해외육성품종들이대부분을점유하고있는실정임 해외육성품종들은종자구입비를증가시키며막대한로열티를지출시킴 농가의종자구입부담을줄이며로열티지출을낮추며친환경장기재배가가능한토마토대목개발이필요 유전자원수집및기보유계통의특성평가 - DNA marker 및병접종을이용한유용유전자원선발 - 병접종을통한선발유전자원및기보유계통의병저항성정도판별 - 선발유전자원의세대진전 - 선발유전자원및계통의접목친화성평가 조합작성및선발 - 기보유계통및육성계통들간 F1 조합작성 - DNA marker 및병접종을통한조합들의병저항성정도판별 - 선발조합들의접목친화성평가 재배시험 - 농가재배시험을통한선발조합및품종의성능검정 - 재배포장에서발현되는병저항성, 접목친화성장기재배및다수확가능여부를평가하고농가호응도와평가를반영하여계통및선발조합들의단점을보완 국내기술로육성된품종보급으로인한토마토재배농가의종자부담감소및로열티지급감소 친환경장기재배가가능하므로우수토마토생산이가능해짐 친환경생산물로인한토마토소비가증대 연구기관자격 : 토마토육종기술이축적되어있고토마토품종개발을하여보급해본실적이있는기관 신청요건 : 토마토전문육종가보유, 토마토전문육종회사, 연구기관 기타사항 : 한글토마토, 육종, 라이코핀, 베타카로틴, 기능성성분, 내병성 Tomato, Breeding, Lycopene, β-carotene, Vitamin C Functional 영문 contents, Disease resistance

210 제 3 절. 동북아수출용토마토품종개발 1. 연구개발목표 1.1 최종목표 토마토는당면한국내의수입대체뿐만아니라한정된국내토마토시장 (6,344ha, 2012 년 ) 에서벗어나거대시장인중국 (98만 ha, 2011 년 FAO) 시장에도지역별, 작형별, 유형별로수출타겟을설정하고선호도에맞는수출맞춤형품종을개발하여미래의한국토마토종자산업의활로를모색하고자함 수출용토마토의최종목표는목적한시장의다양한품종선호도와병충해증가및재배환경변화에대처하기위한타겟지역의수출맞춤형품종을개발하는것이며이를위해 1) 타겟지역의선도품종의특성을평가및분석하여목표를설정하고수집된유전자원으로부터재평가및선발 2) 선발된유전자원의재합성으로신규의계통을육성활용 3) MAS 을통한육종효율증진및육종소재다양화 4) Elite 계통간조합을통한타겟시장의품종기호도, 복합내병성및환경적응성품종육성등을목표로함 품종최종목표 12품종개발 - 하남성, 요령성, 동북 3성등의하우스재배전용과산서성, 광서성, 광동성, 운남성등의노지재배전용무한생장형 LSL 중만생종대과종토마토 8품종개발 - 산동성의하우스전용핑크, 레드와광서성의노지전용핑크, 황색방울토마토 4품종개발 이를기반으로 2021 년토마토종자수출액 400 만불이상목표를달설하고자함 1.2 단계별목표 1 단계 ( 13~ 16) 2 단계 ( 17~ 21) 무한생장형 LSL 대과및중장기재배용방울토마토품종육성 유용유전자원수집및특성분석을통한신규 유전자원발굴 (200 점 ) 계통육성 (100 점 ) 및조합작성 (200 조합 ) 현지연락시험 (12 곳 ) 및조합선발 (20 조합 ) 생산성검정 (5 조합 ) 무한생장형 LSL 대과및중장기재배용방울토마토품종육성 유용유전자원수집및특성분석을통한신규 유전자원발굴 (100 점 ) 계통육성 (100 점 ) 및조합작성 (300 조합 ) 지역적응성시험 (20 곳 ) 및조합선발 (30 조합 ) 생산성검정 (10 조합 ) Pink 4, Red 4, 방울 4 총 12 품종이상상업화 최종수출목표 400 만불이상달성

211 2. 연구개발필요성 2.1 연구개발대상기술의경제적 산업적중요성및연구개발의필요성 세계토마토재배면적은약 470 만ha 에생산량은 15,900 만톤 (FAO, 2011) 에이르는대표적인글로벌채소작물임 ( 한국 2012 년 6,344ha) - 재배면적순으로보면중국이 98만 ha(20%) 로가장넓고인도 82만ha(17%), 터키 27 만ha(5.7%), 이집트 21만ha (4.4%) 순으로나타남 세계최대의채소재배국으로부상한중국의채소종자시장규모는 2002 년 78억위안에서 2006 년 98억위안으로지속적으로증가하고있으며 2010 년중국채소생산면적 1,870 만 ha, 채소종자소비량은 4만톤, 시장규모가 120 억위안으로중국전체종자시장의 30% 이상을차지하고있음 년중국채소종자시장규모는 200 억위안을넘을것으로예측됨 중국채소의주요품종가운데상품화율이높은품종으로는토마토, 오이, 가지, 고추, 양배추, 배추, 무, 파등으로채소전체파종면적의 50% 내외차지 - 채소종자가전체채소종자의 55% 정도를차지하고있는데, 특히오이와토마토의비중이 23% 인것으로나타남 2.2 연구개발대상기술의국내 외현황 세계적수준 세계시장의 50% 이상을점유하고있는글로벌종자기업은인수합병을통한외형확대 등지속적인집중화와대형화추세 세계시장규모는 693 억불내외로추정되며분자마커, GM 기술등첨단생명공학기법접 목으로지속성장전망 미국 Cornell 의연구진이 2,000 여개의 RFLP, SCAR, CAPS marker 를개발하여공유 할수있는여건을조성

212 다국적기업에서는이미토마토한품종에내병성유전자 5-6 점이상마커를이용하여 고정되고있으며국내에상주하고있는몬산토, 신젠타등외국기업에서는자국에서 개발된마커를이용한토마토육성을하고있음 네델란드의 Keygene 회사는여러유럽종자회사들과일본의다끼이종묘등이출자하 여육종에필요한분자표지를개발하여출자회사에공급 생식용소비형태에서벗어나다양한요리형태에적합한과색별, 과형별, 기능별맞춤 형품종들이개발되어소비자들에게선을보이고있음 Marker-Assisted Breeding (MAB) 을통한품종육성을위하여기본적으로필요한 DNA 마커분석시스템은, 마커형태의발달 (Isozyme -> RFLP -> PCR-based DNA 마커 ) 과함께점차적으로대량화및자동화하는추세임 (Single Nucleotide Polymorphism (SNP) 마커의개발이중요한전환점 ) - SOL Genomics Network (SGN) 에따르면, S. lycopersicum LA925 와 S. pennellii LA716 type F 을양친으로한 Tomato-EXPEN 2000 map에는 2,506 개의마커가 CAPS, RFLP, SNP, SSR 마커등의형태로올라가있으며 sequencing project 와함께 physical mapping 이완료되면토마토품종육성에필요한새로운 DNA 마커를개발하는데중요한정보를제공할수있을것으로기대하고있음 국내수준 토마토육성기반확충에따른필요성 - 다양한유전자원확보를통해내병성, 기능성등의유용형질을분자마커에적용시켜육성인프라를증가시킬필요가있으나부족한실정임 토마토는채소작물중품종육성에대한 MAS 의적용이가장잘이루어지고있는데반해, 국내의기술수준은선진국에비해많이뒤쳐져있음 TYLCV 저항성유전자관련분자표지들이 (Ty-1, 2, 3) 개발되었고품종육성에활용되 고있으나최근새로운변종 TYLCV 의출현으로이에대한대비책이요구됨 Long Self Life (LSL) 는저장성을결정하는주요형질로현재두개의유전자 (nor 과

213 rin) 알려져있으나 MAS 용분자표지의개발이필요함 최근건강에대한관심이고조되면서기능성채소의소비량이지속적으로증가하고있으 며그중에서도라이코핀, 카로틴, 비타민함유량이높은토마토소비는날로증가하고 있는추세임 또한단기간내에선진국의품종육성수준으로단기간에도달하기위해서는분자마커 이용선발 (Marker-assisted selection, MAS) 기술을이용한품종개발연한단축및우 량개체선발효율의극대화를통해경쟁력을확보하여야함 우리나라가단기간에토마토품종개발경쟁력을확보하기위해서는유전자원의평가및 공유, MAS 의실용적인활용, 육종기술이적절히갖추어진산. 학. 연의육종기반조 성과조직간유기적인협조가필요함

214 3. 기존연구와의중복성및연계방안 구분 기획이후기획이후기획이후기획이후기획이후기획이후기획이후기획이후기획이후기획이후기획이후기획이후기획이후기획이후 유사과제 키워드검색결과 과제명 ( 과제관리기관, 연구기간 ) 토마토복합내병성및환경저항성계통육성 ( 농진청, ) 중국수출용대과및미니토마토품종개발 (IPET, ) 토마토 TYLCV 저항성계통육성 ( 농진청, ) 토마토풋마름병및시듦병저항성계통육성 ( 농진청, ) 토마토고품질 복합내병성품종육성및분자표지개발 (IPET, ) MAS 이용복합내병성계통육성 ( 농진청, ) 토마토분자표지기술의실용화및 TYLCV 저항성마커개발 ( 농진청, ) 여교잡효율증진을위한토마토분자육종기술개발 ( 농진청, ) 고품질방울토마토품종육성 ( 농진청, ) 고품질완숙대과토마토품종육성 ( 농진청, ) 시설재배용토마토대목품종개발 ( 농진청, ) 고품질송이형토마토신품종개발 ( 농진청, ) 고기능성토마토품종육성 ( 농진청, ) 친환경재배에알맞은흑색송이형토마토품종육성 ( 농진청, ) 과제수행기관 ( 연구책임자 ) 원예특작원 ( 최학순 ) 토마토생명과학연구소 ( 김명권 ) 원예특작원 ( 최학순 ) 원예특작원 ( 최학순 ) 주 ) 농우바이오 ( 원동찬 ) 원예특작원 ( 최학순 ) 부산대 ( 박영훈 ) 서울대 ( 강병철 ) 부여토마토시험장 ( 박권서 ) 원예특작원 ( 정해붕 ) 동부하이텍 ( 김원기 ) 삼성종묘 ( 백남권 ) 현대종묘 ( 손길우 ) 전남도원 ( 서종분 ) 유사 중복성없음일부유사 중복 의견 민간회사에서상업용계통육성하기때문에용도가다름 이관과제 - 산동, 하북형대과종개발 - 북경, 상해형미니개발 민간회사에서상업용계통육성하기때문에용도가다름 민간회사에서상업용계통육성하기때문에용도가다름 민간회사에서상업용계통육성하기때문에용도가다름 민간회사에서상업용계통육성하기때문에용도가다름 민간회사에서상업용계통육성하기때문에용도가다름 민간회사에서상업용계통육성하기때문에용도가다름 민간회사에서상업용계통육성하기때문에용도가다름 민간회사에서상업용계통육성하기때문에용도가다름

215 < 이관과제연계방안 > 과제제목 : 중국수출용대과및미니토마토품종개발 (ipet 과제 ) 과제개요 - 기간 : (5년 ) - 수행기관 : 토마토생명과학연구소 ( 김명권 ) - 연구개발비 : 년 107백만원 ( 정부 80백만원, 기업 27백만원 ) 수행중인과제는중국의산동성, 하북성을한정하여시설재배에적합한조생대과종토 마토와북경, 상해지역을한정한원형과타원형미니토마토품종육성과제로조생종에 치중하고현재 3 년차진행중임 주요연구내용은 - 분홍색 (pink) 대과종으로 g 정도에조숙성이며과균일도와수송성, 잎곰팡이병등내병성이우수한품종육성 - 홍색 (red) 대과종으로 g 정도에조숙성이며과균일도와수송성, 선충등내병성이우수한품종육성 - 수량성과당도가높고저장성, 수송성, TYLCV 등내병성이우수한미니토마토품종육성 계통육성과고정된계통간에조합작성을하고, F1 성능검정을하고있는단계임 중국의토마토재배단지는산동성, 하북성, 북경, 상해뿐만아니라, 하남성, 요녕성, 동북 3 성, 광서성, 운남성, 산서성, 광동성, 신장성등전성에걸쳐대면적이재배되고 있음 품종군도핑크대과, 레드중대과, 방울토마토, 노지재배용, 시설재배용, 가공용등다양 한 Segment 가있기때문에지역, 숙기, 작형, 유형별로세분하여과제수행시중복되 지않는시장임 연계방안 기존업체의연구진행으로 1 차적인성과를만들고, 계속해서 GSP 를통하여다른업체

216 도참여하여토마토종자수출실적을올릴수있는최고의시장으로판단됨 육종방향이나시장정보분석, 전략등을서로공유할수있으며, 육종효율이증가되어 시너지효과가생겨품종개발의속도가빨라짐 우수한품종개발로한국토마토품종에대한인지도강화및국제경쟁력도향상시킬 수있음 기수행중인과제예산은 1억7백만원 ( 정부 8천만 ( 품종육성 5천만, 마커개발 3천만 )+ 민간 2천7 백만 ) 으로중국의거대시장프로젝트로는부족하며특히제한된과제기간과연구인력참여로수출목표를달성하기어려움. GSP 시작과함께중국의시장을세분하여많은연구인력과연구비를추가투자하여폭넓은품종을개발하여수출 1,000 만불달성을위하여시장을확대개척해나가야할것으로판단됨 또한기수행중인이관과제는산동성과하북성의조생대과종에치중하고있으므로 GSP의과제는이외의주요단지의중만생종토마토개발이타당함. 방울토마토는과제를세분하여 GSP 에서는산동성과광서성의하우스, 노지작형에과색별품종개발이타당할것으로사료됨

217 4. 프로젝트추진체계및추진전략 -MAS 를이용한고품질토마토육종소재개발후신품종개발을위해제공 소재수집, 육성, 교배조합검정 신품종토마토지역적응성시험 -복합내병성및고기능성토마토품종육성을위한 MAS 용분자표지개발 - 다양한유전자원수집평가및신소재개발로우수한육종소재확보 - 축적된기술과경험을토대로우량양친계통선발 - 예측가능한조합작성, F1 조합선발시험 - 세대진전으로빠른유전적순화및고정화 - 분자마커를활용하여유전적초기세대선발및확인 - 지역별, 작형별적응성시험으로시장현장에서평가선발 - 전문영업, 마케팅회사와연계해개발, 홍보, 판매 - 대학, 연구소, 국가기관과연계해서협동으로연구진행 품종등록, 상용화 - 하남성, 요령성, 동북 3 성등의내한성이강한하우스재배무한생장형중만생대과종 4 품종개발 - 광서성, 광동성, 운남성등의내서성이강한노지재배전용 LSL 대과종 4 품종개발 - 산동성의하우스와광서성의노지전용방울토마토 4 품종개발 - 최종수출목표 400 만불이상 5. 프로젝트 Micro 로드맵 1 단계 2 단계최종목표 단계별목표 수출용품종개발을위한기반구축및육종소재개발 수출용품종개발종자생산기반구축수출시장개척 토마토종자수출 400 만불달성 중점연구영역 프로젝트목표 동북아수출용토마토품종개발 무한생장형 LSL 대과및중장기재배용방울토마토품종육성 시장분석및신규유전자원발굴 계통육성및유용인자기보유계통여교배 예비조합작성및현지성능검정 조합선발, 현지농가적응성시험및생산력검정 복합내병성품종육성및상업화 - 하남성, 요령성, 동북 3 성등의내한성이강한하우스재배무한생장형중만생대과종 4 품종개발 - 광서성, 광동성, 운남성등의내서성이강한노지재배전용 LSL 대과종 4 품종개발 - 산동성의하우스와광서성의노지전용방울토마토 4 품종개발 - 최종수출목표 400 만불이상

218 6. 세부프로젝트추진계획 1) 무한생장형 LSL 대과및중장기재배용방울토마토품종육성 (1) 세부프로젝트도출배경 동북아토마토품종육성의중요성및필요성 전세계채소종자시장규모는증가추세로 1975 년 120 억달러에서 2011 년 780 억달러규모로년 10% 씩급속도로성장 - 상업용채소종자시장은 2011 년약 5조 5천억원으로추정되며, 2020 년에는 9조 6 천억원까지성장할것으로전망 (2020 outlook Major Vegetabale Crop Seed Markets(2010)) 세계토마토재배면적은약 470 만ha 에생산량은 15,900 만톤 (FAO, 2011) 에이르는대표적인글로벌채소작물임 - 재배면적순으로보면중국이 98만 ha(20%) 로가장넓고인도 82만ha(17%), 터키 27 만ha(5.7%), 이집트 21만ha (4.4%) 순으로나타남 - 생산량은중국이 4,700 만톤으로가장많으며미국 (1,280 만톤 ), 인도 (1,240 만톤 ), 터키 (1,000 만톤 ), 이집트 (850만톤 ) 순으로나타남 세계최대의채소재배국으로부상한중국의채소종자시장규모는 2002 년 78억위안에서 2006 년 98억위안으로지속적으로증가하고있으며 2010 년중국채소생산면적 1,870 만 ha, 채소종자소비량은 4만톤, 시장규모가 120억위안으로중국전체종자시장의 30% 이상을차지하고있음 년중국채소종자시장규모는 200 억위안을넘을것으로예측됨 중국채소의주요품종가운데상품화율이높은품종으로는토마토, 오이, 가지, 고추, 양배추, 배추, 무, 파등으로채소전체파종면적의 50% 내외차지 - 채소종자가전체채소종자의 55% 정도를차지하고있는데, 특히오이와토마토의비중이 23% 인것으로나타남

219 중국토마토시장동향 중국토마토재배면적은 2000년이후 86만 ha이후꾸준히증가하다가 2006 년 140만 ha를기점으로공급과잉으로인해면적이줄었으나조금씩증가추세로 98만 ha(2011, FAO) 로세계최대토마토재배면적임 재배면적, 종자비, 상용화비율등은종자시장의규모를결정하는중요인자임. 최근중국의토마토종자비와상용화비율이꾸준히증가함에따라토마토종자시장의규모는 2002년약 3.7억위안에서 2008년에는약 7.8억위안까지증가하였고, 특히 2005년이후급격한증가가이루어짐 중국의주요토마토재배단지는하남성 11 만 ha(13.2%), 하북성 8.5 만 ha(10.2%), 산동성, 강소성, 광서성 (2006. 중국농업부 ) 으로이들상위 5 개지역 의재배면적은중국전체토마토재배면적의 45% 를차지함 2008 년부터산동성일부하우스에서발병이관측된이후 2009 년산동성전체 재배농가중 50~60% 가 TYLCV 에감염, 2010 년산동성전체 90% 이상농가가 감염되어저항성품종이재배되기시작, TYLCV 내병성품종필수 로컬기업이시장의 90% 이상을차지하고있으며주요품종은대과 (90%), 미니 (5% 이내 ) 로나타나며과색은 Pink계통 (50%) 과 Red계통 (50%) 이고, 유럽과미국기업이고가품종을대상으로시장의약 10% 정도를차지하고있음 - 중국토마토시장은무한생장형 Pink계, 무한생장형 Red계, 방울토마토, 유한생장형 Red계, 가공용토마토로크게 5종류로분류됨 - 종자단가측면에서핑크, 레드무한생장형시장과방울토마토시장이종자가격이높게형성되어있음 (2) 세부프로젝트최종목표 중만생대과종토마토와과색별방울토마토총 12품종이상개발하여토마토종자수출액 400만불이상달성 - 하남성, 요령성, 동북 3성등의내한성이강한하우스재배전용무한생장형중만생종 4 품종개발 - 광서성, 광동성, 운남성등의내서성이강한노지재배전용 LSL 대과종 4품종개발

220 - 산동성의하우스전용핑크, 레드와광서성의노지전용핑크, 황색방울토마토 4 품종 개발 (3) 연구내용 1 단계 (2013~2016) 유용유전자원수집및특성분석을통한신규유전자원발굴 TYLCV, 잎곰팡이병을비롯한다양한병저항성토마토계통수집및마커, 병리검정을이용한특성조사 LSL (Long Shelf Life) 토마토육성을위한 rin, nor gene 유전자원탐색 당도와식미등과실의품질이우수한자원수집및선발 유용유전자들의계통내집적및세대진전 우수계통선발및고정 계통육성및조합작성 - 신소재의원예적형질평가및유전적안정화 ( 년신규 100 계통이상평가 ) - DNA 마커및생물검정을통한내병성계통육성 - 신소재발굴을위한여교잡진행 - 우수계통을이용한 F1 조합작성 ( 년 100 조합이상작성 ) 현지연락시험및조합선발 ( 년 5 조합이상예비선발 ) - 중국내재배작형과지역별맞춤형연락시험및시범포운용 ( 주요지역 3 곳이상 ) : 현지법인과거래처이용 생산성검정 - 주요모계생산성검정 - 생산적지물색 경제적인종자생산체계구축 방울토마토의채종효율성을높이기위하여모계로사용할 GMS 계통육성

221 2 단계 (2017~2021) 유용유전자원수집및특성분석을통한신규유전자원발굴 ( 연속사업 ) TYLCV, 잎곰팡이병을비롯한다양한병저항성토마토계통수집및마커, 병리검정을이용한특성조사 LSL(Long Shelf Life) 토마토육성을위한 rin, nor gene 유전자원탐색 당도와식미등과실의품질이우수한자원수집및선발 유용유전자들의계통내집적및세대진전 우수계통선발및고정 계통육성및조합작성 ( 연속사업 ) - 신소재의원예적형질평가및유전적안정화 ( 년신규 100 계통이상평가 ) - DNA 마커및생물검정을통한내병성계통육성 - 신소재발굴을위한여교잡진행 - 우수계통을이용한 F1 조합작성 ( 년 100 조합이상작성 ) 현지연락시험및조합선발 ( 년 5 조합이상예비선발 ) - 중국내재배작형과지역별맞춤형연락시험및시범포운용 ( 주요지역 3 곳이상 ) : 현지법인과거래처이용 지역적응성시험및품종화 ( 최종 12개이상상업화 ) - 중만생 LSL 대과종토마토품종개발 : 하남성, 요령성, 동북 3성의하우스와광서성, 광동성, 운남성의노지에서적응성시험후최종선발 (8품종이상 ) - 과색별방울토마토품종개발 : 산동성의하우스와광서성, 해남도의노지에서과색별로지역적응성시험후최종상업화 (4품종이상 ) 생산성검정 - 주요 F1 조합및상업화품종생산성검정, 적지선정하여대량생산체계구축

222 (4) 세부프로젝트의추진방법및전략 추진방법및전략 신규유전자원도입및특성조사 - 동북아등에서재배되고있는품종들을생육형태, 과색, 과형, 과크기, 용도등에따라분류하고내병성과원예적형질조사 우수계통육성 - 육성목표에적합한소재들을파악하여세대를진전시켜고정시킨후우수계통으로선발하고, 기존에보유하고있는계통에특정인자를도입하여계통을육성. 계통육성시내병성, 기능성등의유용형질들은연관분자마커를활용하여검정하고마커부재시에는병리검정실시 조합작성및선발 - 보유한계통을활용하여교배조합을작성하고국내및현지국가의법인연구소및거래처농장, 연구소에서생육형태, 재배장소, 작형 ( 봄, 여름, 가을, 겨울 ), 과형태 (Beef, Cluster, Cocktail, Cherry 등 ), 재배기간 ( 단기, 장기 ) 등을고려하여성능검정을실시하여현지적응성여부를확인하고우수한조합을선발 현지국가적응성시험 - 국내및현지국가의법인연구소및거래처농장, 연구소에서선발된조합들을 1차로현지국가농가에재배시험을하고성능이우수한조합은 2차로대규모시범포를운영하여적응성검정을폭넓게실시 품종등록 - 현지국가에서 1, 2 차적응성검정을통해결과가우수한조합은최종선발을하여현 지국가에품종등록을신청 선발조합의생산력검정및생산 - 선발된조합의종자생산능력검정 ( 순도, 발아율등 ) - 판매종자생산을위한원종증식

223 판매및모니터링 - 판매된품종이실제농가에서재배했을경우, 재배농가의반응과분석을통하여재배 지역, 재배시기등의경종개요와농가의요구도를파악하여품종의미비점을보완함 추진체계 400 만불 수출달성