Developing rice lines with various amylose contents is necessary to diverse usages of rice in terms of raw materials for processed food production, and thereby to promote rice consumption in Korea. A rice mutant line, ‘Namil(SA)-dull1’ was established through sodium azide mutagenesis on ‘Namil’, a non-glutinous Korean Japonica rice cultivar. Namil(SA)-dull1’ had dull endosperm characteristics and the evaluated amylose content was 12.2%. A total of 94 F2 progenies from a cross between ‘Namil(SA)-dull1’ and ‘Milyang23’, a non-glutinous Tongil-type rice cultivar, was used for genetic studies on the endosperm amylose content. Association analyses, between marker genotypes of 53 SSR anchor markers and evaluated amylose contents of each 94 F2:3 seeds, initially localized rice chromosome 6 as the harboring place for the modified allele(s) directing low amylose content of ‘Namil(SA)-dull1’. By increasing SSR marker density on the putative chromosomal region followed by association analyses, the target region was narrowed down 0.94 Mbp segment, expanding from 28.95 Mbp to 29.89 Mbp, on rice chromosome 6 pseudomolecule. Among the SSR loci, RM7555 explained 84.2% of total variation of amylose contents in the F2 population. Further physical mapping on the target region directing low amylose content of ‘Namil(SA)-dull1’ would increase the breeding efficiency in developing promising rice cultivars with various endosperm characteristics.

작물학적 특성을 신속히 보완하며 확충할 수 있는 이점을 가지고 있는 돌연변이 육종을 통해 육성된 유용형질발현 돌연변이계통들의 다양한 작물학적 특성과 병해충 저항성은 유용한 유전자원으로 평가되고 있으며, 다양한 작물학적 특성 및 병해충 저항성에 대한 돌연변이 계통의 유용형질들을 교배를 통해 고품질 벼의 보완을 위해 이전하는 것이 용이한 이점을 가지고 있다. 농촌진흥청 국립식량과학원에서는 국내 육성 자포니카 벼품종인 남일에 아지드화나트륨을 돌연변이원으로 활용하여 단간이며 도열병 저항성 돌연변이 후대계통인 Namil(SA)- bl5를 육성하였다. 본 연구는 염색체상에서 Namil(SA)-bl5의 단간 특성과 도열병 저항성에 관련된 유전좌위를 탐색하고자 수행하였다. 주요 연구 결과로 Namil(SA)-bl5와 밀양23호간에서 유래한 F2 94 개체로부터 단간에 대한 표현형을 조사하고 68개 SSR 마커의 유전자형을 검정하여 연관분석(association analysis)을 수행한 결과 목표 유전좌위는 6번 염색체 중하단 부위와 7번 염색체 하단 부위로 간장의 단축은 주동유전자적 조절에 의한 것으로 추정되었다. 또한, 분자마커의 유전자형과 도열병저항성 간의 연관성평가를 수행한 결과를 보면, Namil(SA)- bl5의 도열병 저항성에 관여하는 주동 유전좌위는 12번 염색체 중단의 RM1337 좌위에 위치하는 것으로 추정되었다. 추후 목표 유전좌위에 대한 마커밀도를 선택적으로 높여 고밀도 유전자지도 작성함으로 초정밀 분자표지인자를 개발할 계획이다.

작물학적 특성을 신속히 보완하며 확충할 수 있는 이점을 가지고 있는 돌연변이 육종을 통해 육성된 유용형질발현 돌연변이계통들의 다양한 작물학적 특성과 병해충 저항성은 유용한 유전자원으로 평가되고 있으며, 병해충 저항성에 대한 돌연변이 계통의 유용형질들을 교배를 통해 고품질 벼의 보완을 위해 이전하는 것이 용이하다. 농촌진흥청 국립식량과학원에서는 국내 육성 자포니카 벼 품종인 남일에 EMS를 돌연변이원으로 활용하여 도열병 및 벼멸구 저항성 돌연변이 후대계통인 Namil(EMS)-bl10,bph1를 육성하였다. 염색체 상에 Namil(EMS)-bl10,bph1의 도열병 및 벼멸구 저항성에 관련된 유전자좌위를 표지하기 위해 Namil(EMS)-bl10,bph1 x 밀양23호로부터 유래한 F2 97 개체로부터 도열병과 벼멸구에 대한 저항성을 검정하고 60개 SSR 마커의 유전자형을 검정하여 연관성분석(association analysis)을 수행하였다. 분자마커의 유전자형과 저항성 간의 연관성분석 결과, Namil(EMS)- bl10,bph1 의 도열병 및 벼멸구 저항성에 관여하는 주동유전자위는 12번 염색체 중단의 RM1337 및 RM0277에 각각 표지 되었다.

쌀 가공산업을 활성화하고 소비를 촉진하여 국내 쌀 생산기반을 유지하기 위해서는 쌀가루 제분적성을 보유한 가공용벼 품종 개발이 시급하다. 농촌진흥청 국립식량과학원에서는 아지드화나트륨을 돌연변이원으로 활용하여 건식제분적합성을 보유한 분질배유 돌연변이 후대계통인 ‘Namil(SA)-flo1’를 육성한 바 있다. 본 연구는 염색체 상에서 ‘Namil(SA)-flo1’의 분질배유 특성을 지배하는 유전자위를 탐색하고자수행하였다. 주요 결과는 아래와 같다.1. ‘Namil(SA)-flo1’ × ‘밀양23호’로부터 유래한 F2 94 개체로부터 종자 분질립 비율을 검정하고 54개 SSR 마커의 유전자형을 검정하여 연관성분석(association analysis)을 수행한 결과 목표 유전자위는 5번 염색체 중하단부위로 추정되었다.2. 목표 부위의 SSR 마커 밀도를 높여 추가 연관성분석을 실시하였고, F2:3 종자 분질립 변이의 79.7%가 5번염색체 상의 RM164의 유전자형 변이에 의하여 설명된다는 것을 확인하였다.3. 이를 통하여 분질배유 지배 유전자위를 5번 염색체17.7~20.7 Mbp 부위로 추정하였으며, 추후 추가 분리집단을 이용하여 목표 유전자를 동정하고 쌀가루용품종 개발에 활용할 수 있는 핵산정밀표지인자를 개발할 계획이다.

To determine the expression levels of genes related to the salt stress response in rice, gene expression profiles were investigated through microarray analysis using the rice mutant line Till-II-877. There were no significant changes in physiological response under salt stress of the mutant increased less than that in the WT. The intensity of gene expression was analyzed and compared between the wild type and mutant lines using a microarray. Among the most significantly affected pathways, α-linolenic acid metabolism and linoleic acid metabolism (in lipid metabolism), fructose and mannose metabolism and glycolysis-gluconeogenesis (in carbohydrate metabolism), cysteine and methionine metabolism (in amino acid metabolism), and carbon fixation (in the energy metabolism of photosynthetic organisms) showed changes in gene expression levels under salt stress. These results further our understanding of the effects of salt stress in rice and may aid in the development of salt-tolerant rice cultivars.

Brown planthopper (BPH) is a destructive insect pest of rice in Korea. Identification and the incorporation of newBPH resistance genes into modern rice cultivars are important breeding strategies to control the damage caused by BPH. To expand genetic resource against BPH in Korea, we screened more than 2,500 mutant lines, which were derived from EMS treatment on Namil, a high yielding Korean japonica cultivar. One mutant line, Namil(EMS)M2-1463-1-1-1-1, designated as ‘Namil(EMS)-bl10,bph1’ performed high level of resistance against BPGH and rice blast, while the wild type, Namil, performed highly susceptible to rice blast as well as BPH. A mapping population was constructed by using F2 progeny lines derived from cross between Namil(EMS)-bl10,bph1 and Milyang23, a BPH susceptible Tongil type cultivar. DNAs prepared from F2 individuals were used for SSR marker based linkage map skeleton, and F2:3 seeds were subjected to BPH infestation to infer resistance level of corresponding F2 plant. Association analysis between marker genotype and evaluated survival ratio of each progeny line were used to localize the putative chromosomal location(s) involved to BPH resistance. The location was initially located on the subterminal region of the long arm of chromosome 12 flanked by the SSR markers RM1337 and RM277, where at least three BPH resistance genes, Bph1, Bph18, and Bph21, were localized previously.