아밀로스 함량차이에 따른 배유전분의 이화학적 특성을 파악하기 위해 아밀로스 함량의 차이를 보이는 찰벼, 저 아밀로스, 중간 아밀로스, 고 아밀로스 품종의 외관특성, 화학특성, 호화특성 및 기계적 식미치를 조사하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다.1. 시료들의 아밀로스 함량은 6.3%∼30.9% 범위로 아밀로스 함량차이에 따라 4개 그룹 찰벼(A), 저 아밀로스(B), 중간 아밀로스(C), 고 아밀로스(D) 품종군으로 나눌 수 있었으며 각 그룹에 속한 품종들의 단백질함량은 5.8 ~ 7.5%로 품종간 차이가 있었으나 아밀로스 함량에 따라 분류된 그룹간 차이는 없었다.2. 시험재료의 외형적 특성을 보면, 백도는 찰벼 품종군이 가장 높고 저아밀 중간아밀로스 품종군이 가장 낮았다. 현미경도는 고 아밀로스 품종 및 찰벼 품종이 메벼품종과 저 아밀로스 품종보다 대체적으로 낮았다.알카리 붕괴도는 5.2∼6.9의 분포를 보였으며 아밀로스 함량이 증가할수록 붕괴도가 커졌으며, 아밀로스 함량과 알카리 붕괴도 간 매우 높은 양의 상관(r=0.884**)을 보였다.3. 아밀로그램 특성을 살펴보면 저 아밀로스 품종군은 호화개시온도가 중간 아밀로스 품종과 비슷한 반면 최고점도와 강화점도는 높고 최종점도와 치반점도는 낮았다. 고 아밀로스 품종군은 호화개시온도가 다른 품종군에 비해 높고, 최고점도와 최저점도가 매우 낮았으며 최종점도가 상대적으로 높아서 강하점도는 낮고 치반점도는 높은 특성을 보였다.4. 식미관련 이화학적 특성들 간 상관을 살펴보면 아밀로스함량은 알카리 붕괴도와 상당히 높은 양의 상관(r=0.88**)을 Toyo-윤기치와는 높은 음의 상관(r=-0.89**) 나타냈고, 아밀로그램 특성 중에서는 호화개시온도, 치반점도와 유의한 양의 상관을 보이며, 강하점도와는 음의 상관을 나타냈다.

국내 대학과 국립식량과학원 간의 협력 연구를 통해 확보된 32개 벼 형질전환 계통들 중 작물학적 성능이 유망한 11개 계통들에 대해 작물학적 특성과 미질 특성이 평가되었다. 주요 결과는 아래와 같다.1. 이들 계통들은 수량성, 환경스트레스저항성, 내병성에관여하는 7종의 유전자가 니폰바레, 낙동벼, 동진벼등에 형질전환 되어 육성된 계통들이다.2. 미질 특성과 관련된 11개 조사형질을 이용한 다변량분석결과, 형질전환에 이용된 모품종과 도입유전자들에 대한 각 형질전환 계통군들의 뚜렷한 집구현상은관찰되지 않았다.3. 실용적 측면에서는 작물학적 특성이 모품종과 유사하면서 미질 특성이 양호한 계통이 다수 확인되었다.4. 그러나 모품종의 유용한 작물학적 특성, 즉 ‘상품성’을온전히 견지하고 있다고 판단되는 계통은 선정하기 어려웠다.5. 도입할 유전자의 선정과 유전적으로 고정된 형질전환계통을 확보하는데 소요되는 경비와 시간을 고려할때, 향후 우량 벼 형질전환 계통의 육성효율을 제고하기 위해서는 기존에 비해 보다 구체적이며 차별화 된육종전략의 개발이 필요하다고 판단되었다.

국내 대학과 국립식량과학원 간의 협력 연구를 통해 확보된 32개 벼 형질전환 계통들에 대하여 주요 작물학적 특성및 수량성을 평가하였다. 이들 계통들은 수량성, 내병성, 스트레스저항성, 미질변이 등에 관여하는 17종의 유전자가 니폰바레, 낙동벼, 동진벼 등에 형질전환 되어 육성된 계통들이다. 주요 결과는 아래와 같다.1. 형질전환 계통들은 출수기, 간장, 수장, 수수 등의 주요작물학적 특성뿐만 아니라 수량성에서도 모품종과 상당한 차이를 보였다.2. 조사된 벼 형질 전환계통들에서 조사된 농업형질에 대한다변량분석 결과, 모품종에 비해 각 형질전환 계통군 내에서 관찰된 작물학적 상이성은 일정한 방향성이 없는무작위적이었으며, 그 변화폭도 3개의 모품종들의 작물학적 차이보다 훨씬 크게 관찰되었다.3. 따라서 우량 벼 형질전환 계통 육성의 효율성을 제고하기 위해서는 모품종에 형질전환 되어 발현될 유전자의우수성뿐만 아니라, 계통육성과정에서 다양한 유전학적요인에 의해 야기되는 ‘표현형 왜곡현상’을 적절히 제어할 수 있는 육종전략도 함께 고려되어야 할 것으로 사료되었다.

벼멸구(Nilaparvata lugens Stal.)는 주로 동남아시아를 비롯한 모든 벼 재배국가에서 발생하며, 우리나라의 벼농사에도 큰 피해를 입히는 주요 해충이다. 벼멸구에 저항성이면서 품질이 우수한 신품종을 육성하고자 ‘삼강’과 ‘낙동’을 인공교배하여 F1 식물체를 양성하고, 약배양을 수행하여 doubled haploid 집단을 육성하였다. 육성 계통 중에서 포장특성이 양호하고 벼멸구에 저항성인 ‘SNDH-39’를 양질성 품종인 ‘주남’과 3회 여교배하여 동계온실에서 F1세대를 양성하였다. 하계포장에 F2세대 240개체를 전개하고 초형이 양호한 17개체를 선발하였다. 벼멸구 저항성 유전자 Bph 1과 연관된 DNA marker(RM28493)를 이용한 marker assisted selection(MAS)과 생물검정을 병행하여 육성한 계통 중에서 벼멸구에 저항성이면서 주요작물학적 특성이 우수한 ‘SNJB8-16-3-B’를 선발하였다. ’08～’09년에는 생산력검정 및 지역적응성시험을 수행하여 ‘드리미 2호’로 명명하였고, 현재 국립종자원에 출원번호 2009-540으로 출원 중에 있다. ‘드리미 2호’의 출수기는 8월 22일이며, 아밀로즈 함량은 20.8% 이다. 주요 병해충에 대한 저항성으로 벼멸구에는 강한 저항성을 나타내며, 잎도열병과 흰잎마름병의 K1, 2, 3 균군에도 저항성 반응을 나타내었다.

본 연구에서는 관행의 교배육종과 DNA 마커를 이용한 MAS의 접목을 통하여 벼멸구 저항성과 관련된 단점을 보완하고, 효율적으로 도열병, 줄무늬잎마름병, 흰잎마름병, 벼멸구, 끝동매미충 저항성이 집적된 복합내병충성 우량계통을 육성하고자 수행하였다. 교배모본으로는 완전미율이 높고, 끝동매미충에 저항성인 '남평'과 단간이면서 흰잎마름병에 저항성인 '주남'을 반복친으로 사용하였고, 벼멸구저항성 유전자 Bph1을 가지고 있지만 간장이 크고 재배안전성이 미흡한

국내에서 수집된 인삼 자원 중에서 작물학적 특성이 우수하다고 조사된 54점(6~7년 근)을 대상으로 UPOV 조사 기준에 따라 주요 형태적인 특성들을 조사한 결과 경수는 1~4개 범위로 1개인 것이 42.6%이고, 2개인 것이 38.6%로 경수가 1~2개인 것이 전체 81.2%로 나타났으며, 경수가 5개인 것은 없었다. 장엽수는 3~6엽 범위로 5엽이 55.6%였고 4엽인 것은 25.9%였다. 경색은 자색계열이 전체 81.5%로 자색이 46.3%, 연자

국내 수집 재래종 인삼과 기존육성품종과의 유전적 연관을 통해 풍기지역 고유의 재래인삼 특성을 구명하고 지리적 표시제 및 신품종 육성을 위한 자료로 활용하기 위하여 수행한 결과는 다음과 같다. 유전적 연관 분석에서 가장 먼 것으로 분류된 풍기지역 수집종 331002 등 5점과 금산지역 수집종 332009 등 5점간의 형태적 특성을 비교한바 풍기 재래종 인삼의 경수는 1~2개로 금산지역 수집종과 차이가 없었으나, 장엽수, 경색, 엽병색, 소엽 모양에서는 금산지역 수집종과 차이를 보였다. 즉 풍기 재래종은 장엽수가 5개이고 소엽 모양이 타원형이며, 경색과 엽병색이 자색, 연자색, 진자색 등 다양한 것이 특징적이었다. 특히 유전적 연관에서 풍기지역 수집종 중 331002, 331005, 331007 및 331026은 함께 grouping 되었지만 331002는 대비 품종인 천풍과 99.5%에서 함께 group지어져 있었다. 특히 331002 등 이 3개의 풍기 수집종은 기존 품종과 유전적 차이를 나타내보였다. 이를 통해 풍기 수집종 331002, 331005, 331007은 국내 재래종에서 순계분리법으로 선발된 기존육성품종과는 유전적 차이가 있음을 알 수 있었다. 특히 331007은 농가 조사에서 나타난 주요 특성을 모두 갖추고 있어 풍기 재래인삼의 고유 특성을 가진 것으로 추측 되었다. 본 연구를 통해 풍기지역 재래 인삼의 주요 형태적 특성을 확인하였고, 유전적인 면에서도 타 지역 수집종과 기존육성품종과도 구분되어짐을 확인하였다. 더불어 선발된 OPD05 등 9개의 prime는 경수 1개, 장엽수 5개, 소엽 모양은 타원형, 경색과 엽병색이 자색계열인 특성을 지닌 풍기 재래인삼을 구분하는데 유용하게 활용될 수 있어서 인삼 유전자원의 특성 구분 및 품종개량에 유익하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

국내에서 육성된 품종인 ‘일품’을 대상으로 현미배양 후대의 주요 농업형질에 대한 변이체의 발생양상과 범위 및 종류등을 조사하고 변이집단의 크기와 변이집단의 육종적 유용성에 대한 결과는 다음과 같다. ‘일품’ 완숙현미 유래 캘러스로 부터 424개체의 식물체를 재분화하고 297개체로부터 종자를 채종하여 계통 재배하면서 간장, 출수기 등 주요 농업형질과 형태적 변이를 조사하였다. 주요 농업형질과 형태적 특성이 모품종과 다른 변이체는 전체의 21.5%인 64계

도복과 관련된 주요 형질인 초장, 3절간장, 좌절중 등에 대한 QTL을 분석을 수행하였으며 도복과 벼멸구 저항성과의 연관 관계에 대한 QTL 및 유의성을 분석하였다. 1. 초장, 3절간장, 모멘트, 도복지수, 좌절중과 같은 도복관련 형질에 대한 QTL을 분석하여 총 13개의 유의성 있는 QTL이 6개의 염색체상에서 확인되었다. 2. 벼멸구 저항성과 주요 농업형질관련 QTL과의 연관관계를 분석한 바, 7번과 8번 염색체 상의 qBPR7, qBPR8은 각각 모멘트(qMo7)와 도복(q3rdin8) 관련 QTL에 연관되어 있었다. 3. Mapping 집단을 저항성 계통군과 감수성 계통군으로 나누어 8개 형질에 대한 차이를 조사한 바, 3절간장과 도복 지수에서 두 집단간에 유의성이 인정되었다. 4. 저항성을 가지는 계통은 간장 및 3절간장 등이 ‘삼강’의 영향으로 ‘낙동’에 비하여 짧은 경향이었으며 이는 신장과 관련된 도복성향에 있어 본 집단에서는 벼멸구 저항성이 강하게 연관이 되었다는 분석결과를 찾을 수 없었다.

본 연구는 풍기 재래인삼의 주요 형태적․유전적 특성을 구명하기 위하여 앞서 수집종 58점의 유전 분석 결과 를 이용 금산과 풍기지역간에 가장 멀리 떨어져 grouping된 수집종 각 5점씩을 선발 주요 유전적 형태적 특성 비교 및 기존품종 15종과 유전분석 결과와 풍기지역에서 약 20년 이상 재래종 인삼을 자가 채종 재배하고 있는 10농가를 대상으로 UPOV 특성 조사 기준에 따른 설문조사 등을 토대로 풍기지역 고유의 재래인삼 특성을 구명하고 이를 기준으로 풍기 재래인삼의 지역표시제를 위한 기초자료로 활용함과 동시에 풍기지역 고유의 신품종 육성 및 선발을 위한 자료로 활용하고자 하였다. 수집종과 기존품종에서 선발된 9개의 primer 에서 얻어진 PCR 결과는 크게 두 그룹으로 분류되었다. 첫 째는 풍기 수집종 3점과 금산 수집종 3점, 둘째는 대부분의 기존 품종과 금산 수집종 2점, 풍기 수집종 2점이 group지어졌지만 그룹 내에서 수집종들은 지역별 로 clustering되었다. 풍기수집종 중 331002, 331005, 331007은 기존 품종과 90%정도에서 유사성을 보였지만 함께 group지어지진 않아 기존 품종과는 유전적 차이를 보였다. 지역간에 가장 멀리 group지어진 풍기 수집종 중 331004, 331007, 331005 및 331026은 함께 group지어졌고 331002는 대비 품종인 천풍과 99.5%에서 grouping 된 반면 금산 수집종 5점은 함께 group지어졌다. 이는 농가 조사에서 풍기 재래종은 경수는 대체로 1개, 장엽 수 5개, 경색과 엽병색은 대부분 자색계열이라는 것과 일치하였다. 따라서 풍기 수집종 중 유전분석 및 농가 설문조사 등의 결과와 일치하는 특성을 가진 풍기 재래인삼은 수집종 중에서도 331007이 대표적이었다.

유연관계를 분석하여 지역 고유의 재래종 인삼의 특성을 구명함과 동시에 신품종 육성을 위한 자료로 활용하기 위해 국내 주요 인삼 재배 지역에서 수집한 재래종 중 작물학적 특성이 우수한 것으로 조사된 풍기 및 경북 지역 수집종 21점과 금산지역 수집종 29점 등 총 58점을 시험재료로 사용하였다. 수집 재래종의 형태적 특성은 UPOV 조사 기준에 따라 경수, 엽병수, 경색, 엽병색, 엽형, 주름새 그리고 거치형 등을 조사하 였으며, RAPD marker를 이용 DNA 수준에서 인삼 수집 개체들의 유전적인 유연관계를 분석하였다. 경수는 1개에서 4개 범위로 경수가 1~2개인 것이 전체의 81.2%로 나타났으며, 경수가 5개인 것은 없었다. 장엽수는 3엽에서 6엽 범위로 5엽인 것이 55.6%였고, 4엽인 것은 25.9%로 나타났으며, 6엽인 것은 6.7%로 나타났다. 경색은 자색계열이 전체의 81.5% 였다. 71개의 polymorphic band를 이용 UPGMA방법으로 분석한 결과 크게 금산지역 수집종과 풍기지역 수집종으로 구분되었고, 4개의 소그룹으로 분류되었는데 풍기 수집종인 01-9, 01-35, 01-44는 금산지역으로 grouping되어진 반면, 금산지역 수집종 332001, 332002, 332003은 풍기지역으로 grouping되었다. 금산지역 수집종은 65~86%로 변이가 심한 반면, 풍기지역 수집종은 73~95%사이로 금산 수집 종의 혼계 정도가 더 심하였다. 특히 형태적 특성 면에서 두 지역간에 경수는 1~2개로 차이가 없었으나 장엽 수, 경색, 엽병색, 소엽의 모양 등에서는 다소 차이가 있었다.

본 연구에서는 자포니카형인 '낙동'과 통일형인 '삼강' 조합의 DH 집단을 이용하여 식미를 결정하는 특성 중 하나인 호응집성과 미립의 이화학적 특성인 천립중, 장폭비, 아밀로즈 함량, 단백질 함량, 지질 함량 및 전분 함량 간 상관관계를 검정하였다. 또한 호응집성의 QTL을 분석하고, 각 QTL에 속하는 DNA marker와 DH 집단의 호응집성 및 품종별 호응집성 간 관계를 분석하였다. '삼강/낙동' DH 집단의 호응집성 범위는 35~94 mm로 비교

벼멸구 저항성 유전자의 mapping, 벼멸구 저항성 관련 QTL 분석, 주요 농업형질과 벼멸구 저항성과의 관계 분석 등에 관한 연구를 수행 하여 얻은 결과는 다음과 같다. 벼멸구 저항성을 가진 통일형 벼인 '삼강'과 자포니카형 벼인 '낙동'을 교배하여 양성된 F_1의 약을 배양하여 육성된 120 DH 계통을 유전자 지도 작성을 위한 mapping 재료로 이용 하였다. Maker 검정에서 양친에 다양성을 나타낸 SSR 73, STS 89개 등 총 162

Arabidopsis thaliana Ca2+/H+ 수송체 유전자인 CAX 1(cation exchanger 1)이 도입된 벼 형질전환체에 대한 연구결과를 요약하면 다음과 같다. Agrobacterium 이용 형질전환 CAX 1 벼 T5 세대를 대상으로 CAX 1밴드가 도입되었음을 확인하였다. 농업적인 특징인 수장, 수수 및 간장은 모품종(일품)과 유사하였으며, 종자의 칼슘 함량도 높았다. 미립의 크기와 천립중은 모품종보다 약간 크나 거의 일치하고, 저온저항성과 도열병에 대한 내병성이 나타났다. T5 세대에서 형질이 안정적으로 발현되면서 모품종과 유사하고 농업적 형질이 우수한 3 계통을 선발하였다. 앞으로 T6 세대에 대한 특성조사를 거쳐 Ca2+ 함량이 안정적으로 높게 유지되는 계통을 선발하여 세대육성하면 칼슘과 관련된 유전자의 내재해성 작물의 기초자료 이용되어 질 수 있을 것으로 사료된다.

본 연구에서는 벼멸구 저항성 개통 육성과정 중에 수행한 PS와 MAS system간의 선발 효율을 정확성, 소요시간, 소요비용 등의 요인으로 비교･분석함으로써 MAS system의 선발 효율을 제시하고, 이를 이용하여 효과적인 MAS system을 구축하고 실용화하기 위한 방안을 제시하였다. DNA marker를 이용하여 벼멸구 저항성 개체를 선발하고 MAS 체제를 확립하기 위하여 ‘삼강/낙동’ 조합의 F2집단, RIL(F6), DH집단, 여교잡집단(BC6F5)을 대상으로 PS와 marker 검정을 병행하여 두 검정 방법 간에 각 잡종집단 및 세대별 저항성과 감수성 계통(개체)의 비율을 비교한 바 95%이상 일치하였다. MAS 체제와 PS간의 선발효율을 비교한 바 MAS는 PS에 비해 약 32%의 비용이 절감되었고, 검정에 소요되는 기간도 기존의 PS에서는 30일인데 비해 MAS에서는 7일로 크게 단축되었다. 이 결과를 바탕으로 MAS에 의한 벼멸구 저항성 계통 선발 체계를 확립 할 수 있었다.