Grain size is one of the most important trait determining yield in cereal crops, apart from number of grains per panicle, number of panicles per plant and 1000 seed weight. Other than grain characteristics, plant architecture is another very important factor influencing yield by affecting the amount plant surface area directly exposed to the sun light. Erect panicle is important morphological characteristic which helps in enhancing the yield by allowing sun light to fall directly on leaves unlike curved panicle which blocks sunlight and consequently reduce photosynthesis. A small round grain and erect panicle mutant was obtained by treating Hwacheong rice (japonica) with MNU (N-methyl-N-nitrosourea) chemical mutagen. Through bulked segregant analysis (BSA) using STS (Sequence-Tagged Sites) and SS-STS (Sub-species Specific Sequence-Tagged Site) markers we located the mutated gene on the long arm of chromosome 7 and narrowed down candidate region to 168.75kbp through fine mapping. Mutant manifested characteristics like reduced grain size and plant height, dense and erect panicle and relatively erect plant compared to the wild type. When we crossed the mutant with its parent (Hwacheong), F1 panicle and grain characteristics showed intermediate phenotype, therefore, we concluded that wild type allele of this gene shows incomplete dominance. Scanning electron microscopy(SEM) result shows that increase in width of mutant grain, which changes its shape, is due to increase in width of glume cells. Phenotypic examination shows that dense and erect panicle phenotype is result of reduction in length of rachis, primary and secondary branch.

Mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling cascades play critical roles in various cellular events including abiotic/biotic stress responses, innate immunity, hormone signaling and cell specificity in plants. The MAPK-mediated stress and ethylene signaling are recently known to be involved in nitogen-fixing symbiotic interactions; however, the biological role of MAPK for nodule development in legume plants is largely unknown. We here elucidated that MtMKK5-MtMPK3/6 cascade negatively regulate the nitrogen fixing nodule formation in Medicago truncatula. MtMKK5, an ortholog of SIMKK, overexpression significantly reduces the nodule formation in M. truncatula roots. MtMKK5 directly activates MtMPK3/6 by phosphorylation on the TEY motif within the activation loop in the cytoplasm, which might link to EFD as a negative regulator for nodule formation. EFD has a putative MAPK phosphorylation Thr residue and could be a target of the activated MtMPK3/6 in the nucleus. Consistently, a MAPK specific inhibitor U0126 enhances nodule formation and confers similar nodule phenotypes to the efd-1 mutant such as lower proliferation and differentiation to symbiotic tissues. Our works thus reveal a key negative signaling module mediated by MtMKK5-MtMPK3/6-EFD for symbiotic nitrogen fixing nodule organogenesis.

양파에서 F1 종자 생산에 활용되고 있는 CMS-S세포질에 의해서 발생한 웅성불임을 회복시켜주는 회복유전자(Ms)를 식별할 수 있는 신뢰할만한 분자표지를 개발하기 위해 BSA와 RAPD를 수행하였다. 1,000개의 decamer primer를 이용한 RAPD로부터 5개의 Ms locus와 연관된 RAPD marker를 개발할 수 있었고 최종적으로 이들은 4개의 co-dominant marker (jnurf10, jnurf05, jnurf17, jnurf06)와 1개의 dominant marker(jnurf20)로 각각 전환되어 110개체로 이루어진 F2분리집단을 가지고 연관관계를 구하였다. 회복유전자와 가까이 연관된 jnurf17과 jnurf05 marker는 회복유전자와 co-segregation되었다. 따라서 개발된 마커의 high-resolution mapping을 위해 F2:3 분리집단 3,000개체를 대상으로 연관지도를 만든 결과 jnurf17과 jnurf05 marker는 회복유전자와 매우 가까이 연관된 것으로 밝혀졌다. 특히 jnurf05 marker는 표현형이 확인된 2,500개체에서 회복유전자와 분자표지 사이에서 recombinant가 발견되지 않아 매우 밀접하게 연관되었음을 보여주었다. 그리고 국내에서 양파 육종에 사용되는 계통을 대상으로 개발된 분자표지와 표현형 사이의 관계를 분석한 결과 jnurf05와 jnurf17마커를 포함한 모든 마커에서 높은 linkage disequilibrium은 확인되지 않았다. 이 연구에서 개발된 분자표지들은 양파의 F1 육종 프로그램에서 marker-assisted selection을 위해 사용가능하고 또한 회복유전자를 클로닝하기위한 좋은 재료가 될 것으로 생각된다.

Pollen development in flowering plants is regulated by a comprehensive pattern of genes. One way to produce hybrid rice based on nuclear male sterility is to find out firstly the potential promoters that function specifically in anthers since it is a specific site for transcription initiation and play key roles for the spatial and temporal expression of the genes. To implement this objective, we were selected promoter region of 16 genes based on the expression pattern of microarray and then those were introduced into the promoterless final destination vector which containing the GFP and GUS reporters genes. The resulting twelve vectors were transformed into monocotyledonous rice (Oryza sativa L) and a dicotyledonous Arabidopsis as heterologous system. Minimum 20 plants for each vector were analyzed by histochemical GUS assay at the flowering stage in Arabidopsis. 9 vectors out of 12 vectors constructed were expressed exclusively at the anther, especially in pollen, however one vector exhibited expression in stigma. For rice, T-DNA insertion were confirmed with specific primers in each promoter and GFP region. All T0 transgenic plants contained T-DNA insertion in their genome. This study would provide valuable information for biotechnological application for the induction of male sterility in plants.

Drought is one of the major abiotic stresses in agriculture affecting major crops worldwide. Any step taken towards improvement of either crops or its growing conditions which enables the crop to produce comparable yield with less water will help substantially to combat this problem. Water regulating gel-like growth substrate called PRS claims to improve the water use of the plants and helps them to grow better and bigger with less water. To test this claim, we used two crops Pepper and Ficus to grow in pot system with and without PRS. To monitor their growth variation with detailed and precision phenotyping we used the high-throughput, non-destructive digital phenotyping platform- PhenoFab®. The continuous growth information enabled capturing of minor growth variations seen in the plants treated with and without PRS. Results reveal that no significant growth differences were found between PRS treated and non-treated plants, however the PRS treated plants needed 35% less water compared to the non-treated plants. Hence, PRS allows use of less water to grow plants.

고추 탄저병은 국내외 고추 재배 시에 가장 많은 피해를 주는 병해이며, 해외 종자 수출 대상국에서도 많은 피해를 주고 있다. 고추 탄저병은 Colletotrichum spp.에 의해 발생하며 현재 가장 많은 분포를 나타내는 종은 C. acutatum으로 보고되고 있다. 탄저병 피해를 줄이기 위한 방법으로는 탄저병 저항성 품종을 재배하는 것이 최선이지만 아직까지 저항성 품종이 시판되지 않아 약제에 의한 화학적 방제가 이루어지고 있다. 이러한 이유로 고추 탄저병 저항성 품종육성을 위하여 다양한 유전자원을 대상으로 병원균에 강한 육종재료의 탐색이 이루어져 왔으나, 국내외적으로 가장 많이 재배하고 있는 C. annuum 종내에는 안정적인 저항성을 보이는 유전자원이 없는 것으로 알려지고 있다. 따라서 본 연구에서는 국내외의 다양한 유전자원과 육성계통을 대상으로 무상처접종법과 포장검정을 통하여 기존에 알려진 저항성 이외의 새로운 저항성 계통을 탐색하여 고추 탄저병 저항성 품종육성에 이용하고자 수행하였다. 11A 1등 F4세대 13점, 2010 선발계통 22점, 신규도입 유전자원 2점 및 시판대비품종 2점을 대상으로 탄저병 저항성 검정을 수행한 결과 이병과율이 10%미만으로 강한 저항성을 보이는 11A9, 11A10, 11A11, 11A19, 11A26의 5계통을 선발하였다. 이들은 모두 무상처접종에 의한 저항성 검정에서도 동일한 결과를 보였다. 아울러 포장검정 결과 11A9와 11A10은 세균성 점무늬병, 11A19는 역병에 강한 저항성을 보여 금후 유묘검정 등을 통하여 탄저병 저항성 품종육성과 함께 이들 병해에 대한 저항성 연구 및 품종 육성에 이용될 것으로 기대한다.

광지역적응, 다수성 유채 품종 ‘성광’은 농촌진흥청 국립식량과학원 바이오에너지작물센터에서 육성한 목포-CGMS(웅성불임)과 83019-B-5-1-1-1(임성회복화분친)을 교배하여 육성하였다. 2006년도에 목포-CGMS(웅성불임)과 83019-B-5-1-1-1(임성회복화분친)을 교배하여 생산한 1대잡종 ‘단교62호’를 2007-2008년에 거쳐 생산력검정시험을 실시하였으며, 기존 유채 1대잡종 품종인 ‘선망’과 비교하여 2009~2011년에 무안(전남), 익산(무안), 진주(경남) 및 애월(제주) 등 4개 지역에서 지역적응시험을 실시하였다. 생산력검정과 지역적응 기간 동안 ‘성광’의 고유특성과 가변특성이 조사하였으며, 내재해성 및 종자 내의 지방함유량, 지방산의 조성 및 글루코지놀레이트의 함량 등을 분석하였다. ‘성광’의 엽형은 하부익상전렬, 엽색은 녹색, 결각은 종간이며 꽃색은 황색, 종피색은 흑색이며 성숙기가 6월 5일로 6월 8일인 ‘선망’보다 3일정도 빠르다. ‘성광’은 ‘선망’보다 경장은 길고 수장은 약간 짧으며 1수협수가 많고 협당결실립수, 천립중 및 결실비율은 비슷하였다. 수량은 10a 당 313kg로 ‘선망(306kg/10a)’에 비해 약 2%가 증수되었으며 균핵병에 비교적 강하다. ‘성광’의 종자 내 기름함유량은 44.3%로서 ‘선망’과 같고 지방산 중 에루진산은 전혀 없으며 올레인산의 비율이 72.3%로 선망(63.5%)에 비해 약 9% 이상 향상되었으며, 구루코지노레이트 함량은 2.13mg/g으로 국제허용기준치인 3.0mg/g 이하였다. ‘성광’은 광지역적응 다수성 유채로서 올레인산이 많이 함유되어 바이오디젤 생산용으로 적합하며 식용으로도 이용이 가능하다.

최근 생물다양성 협약의 발효로 유전자원 사용에 제한이 있게 되면서 국내 재래종 유전자원에 대한 유전변이 평가를 통한 육종소재로 활용 가능한 유용유전자원 확보는 대단히 중요한 과제로 대두 되었다. 그 중 벼 육종에 있어서 도열병 저항성은 재배안전성 측면에서 가장 중요한 형질 중의 한가지로서 많이 연구 되었는데 효율적인 수단으로는 저항성이 증대된 신품종을 육종하는 것이 가장 효율적인 방법이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 국내 재래종 벼 품종들에 대해 주요 도열병 저항성 유전자를 탐색 하고 재래종 벼의 유전적 특성을 분석하여 벼 품종육성의 기초자료로 제공하고자 수행하였다. 선행연구에서 보고된 도열병 유전자 정보를 이용하여 국내 재래종 벼를 대상으로 분석한 결과, 홍도, 홍사도, 사두초, 앵미, 효성재래종, 적선, 선, 한양조, 백곡나 등에서 Pi-b 저항성 유전자가 탐색 되었다. 추후 국내 재래종 유전자원은 병저항성 육성 소재로 활용 가능할 것으로 생각된다.

누룽지는 고유의 풍미를 가지면서 우수한 식감을 가지고 있는 전통식품으로 생활의 간편화에 맞는 편리한 가공식품의 하나이다. 본 연구에서는 다양한 원료미의 이화학적 및 관능특성을 조사하여 누룽지제조에 적합한 벼 품종을 선발하고자 보람찬, 신동진, 호품, 드래찬, 대립벼, 친농 등 6품종을 이용하여 실험을 수행하였다. 물결합력은 가공제품 제조 시 수분흡수속도 및 열전달속도를 빠르게 하여 가공성을 향상시킨다. 다양한 품종에 대한 원료미와 누룽지의 물결합능력에서 원료미는 품종들 중 보람찬벼가 가장 높게 측정되었고, 누룽지는 보람찬>신동진>드래찬>호품>대립벼>친농벼 순으로 역시 보람찬이 가장 높게 평가되었다. 누룽지 제조 후 경도는 신동진이 가장 높은 값을 나타내 단단하였고 대립벼>친농>호품>드래찬>보람찬 순으로 보람찬이 가장 부드러운 특성을 나타냈다. 색도의 특성 중 밝기는 친농>보람찬>드래찬>대립벼>신동진>호품벼 순으로 측정되었고, 환원당 함량은 드래찬이 가장 높게 측정되었으나 품종 간 유의적인 차이는 없었다. 색, 냄새, 맛, 강도 및 씹힘성 등 관능특성을 비교한 결과, 색에 대한 평가는 갈색화가 중간정도인 대립벼가 우수하게 평가되었고, 냄새는 친농이 우수한 것으로 평가되었으며, 맛, 강도와 씹힘성은 부드러운 특성을 가진 보람찬이 가장 우수하였다. 전반적인 기호도 역시 보람찬이 높게 평가되어 누룽지 제조를 위한 최적 품종으로 평가되었다.

국내육성 벼 품종들의 필리핀 벼흰잎마름병 주요 균계에 대한 저항성 반응을 분석하여 국내 균계반응과 차이를 비교하여 안정지속 저항성 품종육성 정보를 얻고자 본 연구를 수행하였다. 통일형 27품종과 자포니카형 146품종을 필리핀 벼흰잎마름병 대표균계인 레이스1(PXO61)과 레이스2(PXO86)에 대해 저항성을 검정하였다. 통일형 품종 중 14품종이 필리핀 레이스 1과 2에 모두 이병성이었으며, 이들 중 밀양23호는 한국균주 K1～K3a에 모두 이병성이며, 청청, 다산, 다산2호, 한아름, 향미1호, 장성, 큰섬, 밀양30호, 래경 등 9품종은 K1 균계에 저항성이며, 안다, 가야, 중원, 풍산 등 4품종은 K1과 K2 균계에 저항성이었다. 통일형 13품종은 필리핀 레이스 1에는 저항성이고 레이스 2에는 이병성인 품종으로, 한국균주 K1～K3a에는 중도저항성 이상의 반응을 나타내었다. 이들 중 다산1호, 한강찰1호, 용주, 용문 등 4품종은 K2, K3, K3a에 대한 반응이 나머지 백운찰, 백양, 한강찰, 남천, 삼강, 세계진미, 서광, 신광, 태백 등 9품종보다 약한 중도저항성을 나타냈다. 자포니카형 146품종 중 116품종(79.5%)은 필리핀 레이스 1과 2에 모두 이병성 이었다. 이들 중 남평 등 93품종은 국내 레이스 K1～K3a 모두에 이병성이었고, 섬진 등 22품종은 K1에만 저항성, 화신은 K1과 K2에 저항성을 보였다. 필리핀 레이스 1과 2에 모두 저항성인 품종은 화영, 진백 등 30품종이었다. 이들 중 국내 레이스 K1～K3까지 저항성인 품종은 화영 등 29품종으로 필리핀 레이스 1과 2에 병반이 어느 정도 진전되다 멈추는 중도 저항성형 반응을 나타내었다. 진백은 국내 균계 K1～K3과 K3a 뿐만 아니라 필리핀 레이스 1 및 2에 대해서도 강한 저항성 반응을 나타냈다.

내병충, 다수성 계통인 CB02214-131(IT232701)을 모본으로, 청양 7호(IT232601)를 부본으로 하여 인공교배를 실시하였고, 병충해 저항성이면서 생육특성이 양호한 CB04340-64 개체를 선발하여 “청양 14호”로 계통명을 부여하였다. 충남 청양, 예산, 전남 진도 등 3지역에서 2009～2011년 3년간 지역적응성을 검정한 결과 중생종, 내병충성, 지표성분 고함유, 다수성 신품종으로 인정되어 “청광(靑廣, Cheongkwang)으로 명명하였다. 구기자 신품종 “청광”의 주요 특성은 다음과 같다. 잎은 둥근 피침형이고, 다소 작으며, 열매는 장타원형이고 중간 크기이었다. 그리고 적심에 의하여 분지가 많이 발생되었다. 병해충 저항성은 무방제 상태인 노지포장에서 자연 발생 정도를 조사하였는데, 탄저병 이병과율과 혹응애 발생률은 대비품종인 ｢청운｣과 비슷하였다. 주요 지표성분인 베타인 함량은 ｢청광｣이 0.75%로서 대비품종인 ｢청운｣에 비하여 다소 높았고, 당도는 15.3°Brix로 높았으며, 산도는 비슷하였다. 건과수량은 대비품종에 비하여 생산력 검정시험에서 15%, 지역적응시험에서 6% 증수되었다. 주요 용도는 약용과 식용으로 모두 이용이 가능하였다. 구기자는 자가불화합성이 있어 단일품종을 집단재배하면 수정과 결실이 되지 않으므로 수분수 품종과 혼식하여 재배할 필요가 있다. 수분수 품종은 개화기와 열매크기가 비슷하고, 혼식에 의하여 결실률이 높은 품종으로 선정하였는데, 신품종 ｢청광｣의 수분수 추천 품종은 ｢청명｣이 적합하였다.

최근 이상기상에 대응한 재해 안정성 벼 품종 개발을 크게 필요로 하고 있다. 저온에 의한 벼 장해는 생육시기에 따라 다르고 같은 품종이라도 식물체의 조건에 따라, 특히 저온에 놓여지는 기간의 장단에 따라 피해정도가 다르다. 벼 품종 오대, 다산, 삼광벼의 출수기 한 이삭내에서 개화후 1일된 영화, 개화당일~1일후 개화 예정인 영화, 2~3일후 개화 예정인 영화의 3단계로 구분하고 나머지 영화는 제거하였다. 개화시기가 다른 이삭을 3, 5, 7일 동안 17℃ 저온에 각각 처리하였다. 저온 처리후 상온에서 등숙 하였으며 성숙기에 임실율을 조사하였다. 저온 처리시기별로는 개화당일~1일후 개화 예정인 영화 임실율은 8~78% 범위, 평균 50%로 가장 낮고, 2-3일 후 개화 예정인 영화는 23~86% 범위, 평균 63%, 개화후 1일된 영화는 58~97%범위, 평균 80%의 임실율 이었다. 저온 처리기간이 길수록 임실율이 감소하였으며, 3일 처리는 51~92% 범위로 평균 76%, 5일 처리 24~88% 범위로 평균 65%, 7일처리는 8~97% 범위로 평균 46%의 임실율을 나타내었다. 모든 저온 처리기간 및 시기에서 품종별 평균 임실율은 삼광벼 76%, 오대벼 62%, 다산벼 49%로 품종간 뚜렷한 내랭성 차이를 보였다

동해안은 바다에서 불어오는 한랭하고 과습한 바람과 태백산맥을 넘어서 발생하는 고온 건조한 Foehn 바람과 벼 출수기∼등숙기인 8∼9월 태풍으로 도복이 발생하고 흰잎마름병, 바이러스병 등이 많이 발생하여 쌀의 품질과 수량이 떨어지는 원인이 되고 있다. 이에 국립식량과학원 영덕출장소에서는 흰잎마름병에 강한 “익산443호”와 줄무늬잎마름병에 강한 “밀양165호”를 인공교배하고 계통육종법에 따라 선발하여, 동해안 특수지역에 문제병해인 줄무늬잎마름병과 흰잎마름병(K1,K2,K3)에 강하여 복합내병성이고 내도복성인 중간모본 “영덕48호”를 개발하였다. “영덕48호”는 2007～2009년의 지역적응시험 결과 중생종이면서 쌀 품위가 좋고 밥맛이 양호하면서 내도복과 복합내병성으로 평가되어 2009년 12월 농작물 직무육성 신품종 선정위원회에서 “중모1009호”로 명명되었으며, 벼 품종개발에 활용가치가 충분하다고 판단되었기에 그 육성경위와 주요특성을 보고하는 바이다. “중모1009호”의 출수기는 보통기재배에서 평균 8월 13일로 중생종이며, 이삭추출은 양호하고 까락이 거의 없다. 수당립수는 약간 많은 편이고 현미천립중은 22.0g이며, “화성벼”에 비해 도정 및 외관특성은 비슷하고 완전미율은 96.4%로 높으며, 밥맛은 우수하다. 등숙기 수발아는 안되는 편이고, 내냉성은 “화성벼” 수준이다. 잎도열병은 중도저항성을 보였고 도열병 내구저항성은 “화성벼”보다 매우 강하였고, 줄무늬잎마름병과 흰잎마름병(K1,K2,K3)에는 강하나 오갈병 및 검은줄오갈병에 약하고 벼멸구 등 충해에는 감수성이다. 쌀 수량성은 지역적응시험 보통기 재배에서 5.47MT/ha이다. 적응지역은 동해안 냉조풍지 및 남부중산간지이다.

동해안지역의 벼농사에서 바람에 의한 장해는 주로 생육지연 줄기와 잎의 절상 및 파열, 도복, 퇴화지편 및 영화, 백수, 백화영, 변색립, 탈립등이다. 특히 벼의 출수기전후부터 유숙기 사이의 고온 건조한 바람은 백수 및 변색립과 같은 피해를 빈번히 일으켜 등숙에 큰 장해를 입히고 있으며 풍수해는 그 피해가 엄청난데 비하여 사전예방이나 사후대책 방법은 아주 미비한 형편이으로 피해의 극소화를 위해서는 내풍성 벼 품종을 육성하기 위해 꾸준한 노력이 필요하다. 본 연구는 2001년 이후 우리나라에서 육성된 자포니카형 146품종 초다수성 8품종 등 총 154품종을 1/1,250a 플라스틱 원형폿트에 국립식량과학원 영덕출장소 내풍성검정육묘장에서 4월 30일 파종된 30일 묘을 이앙하여 유리지붕을 설치하고 출수전에 방풍망을 씌워 자연적인 풍해을 받지 않도록 하였다. 실내풍동처리는 출수기에 농촌진흥청 내풍성 표준검정법에 준하여 처리 후 조사기준에 따라 조사 하였다. 시험결과 내풍성이 강한 품종은 동해진미, 동보, 백옥찰, 삼덕, 수안, 친농, 큰눈 등이고, 내풍성이 약한 품종은 드래찬, 새누리, 다산1호, 청정진미, 백진주벼 등은 풍해에 약한 품종으로 나타났다. 백수율과 등숙비율에 의한 풍해저항성은 동해진미, 동보, 백옥찰, 삼덕, 수안, 친농, 칠보, 큰눈 등이 백수율이 낮고 등숙비율이 높아 풍해에 강한 품종인 반면 새누리, 다산1호, 백진주벼 등은 백수발생율이 높고, 등숙비율이 낮아 풍해에 약한 품종으로 나타났다. 내풍성 실내풍동 처리된 154품종 중 28.5%인 44품종이 백수율 40%이하로 비교적 강한 반응을 보였으며 자포니카형 품종은 68%인 100품종이 백수발생율이 60%이하였으나 통일형 품종은 풍동처리된 대부분 품종이 백수율 51%이상으로 자포니카형 품종보다 풍해에 약한 반응을 보였다.

“양안” 참깨는 내탈립 다수성 품종육성을 목적으로 병해에 강한 SG831052를 모본으로 하고, SI940026을 부본으로 하여 1998년에 교배하여 계통육종법(밀양 22호)으로 육성한 품종이다. “양안” 참깨의 초형은 소분지형으로 3과성 2실 4방의 삭실형을 지니며 종피색은 흰색이다. 개화기는 7월 3일로 표준품종인 “양백깨”와 같으나 성숙기는 8월 23일로 1일이 빨랐다. 경장과 착삭부위장은 은 “양백깨”와 비슷하고, 주당삭수는 84개로 2개가 많은 경향이다. 10a당 종실수량은 103kg으로 “양백깨”보다 10% 증수하였다. 참깨에 흔한 역병 등 병해저항성은 “양백깨”보다 강하며 도복은 양백깨와 비슷한 수준이며 기름과 단백질함량은 “양백깨”보다 적으나, 불포화 지방산 중 리놀레산 함량이 “양백깨”보다 많고, 인체의 노화억제와 항암 효과가 있는 기능성 리그난성분인 세사몰린 함량은 3.9mg/g으로서 표준품종 “양백깨”보다 0.3mg/g 많은 품종이다.

벼흰잎마름병 저항성이 취약한 조생종 품종의 저항성을 증진시키기 위하여 약배양을 통해 개발된 HR28021-AC16의 저항성 유전자의 분석과 저항성 유전자가 수량 및 품질에 미치는 영향에 대하여 분석하였다. 오대는 흰잎마름병에 대한 저항성 유전자가 없고, 운광은 우리나라 흰잎마름병 K1～K3에 저항성인 Xa3 유전자를 보유하였으며, HR28021-AC16은 K2, K3 및 K3a 균계에는 저항성을, K1에는 이병성 반응을 나타내는 Xa21을 가지고 있는 것으로 확인되었다. 이들 품종에 대하여 무접종, K1 및 K3a 균계 접종 처리에서 수량 관련 형질인 등숙률, 정현비율 및 현미수량과 품질 관련 형질인 사미, 완전미도정수율, 현미 및 백미 단백질 함량에 대해 비교 분석한 결과, 형질들의 상관분석과 주성분분석에서 등숙률, 정현비율, 현미수량 및 완전미 도정수율은 서로 간에 정의 상관을 보였으며 사미와 단백질 함량과는 다른 방향성을 나타냈다. 운광은 K1 접종구는 무접종구와 비슷한 저항성 반응을 보였고, K3a 접종구에서는 이병성 반응을 보이며 등숙률, 정현비율, 현미수량, 완전미도정수율이 감소하고 사미와 단백질 함량은 증가하였다. HR28021-AC16은 K1 접종에서 등숙률, 정현비율, 현미수량 및 완전미도정수율은 감소하였고 사미는 증가하였다. K3a 접종에서는 등숙률, 정현비율과 사미는 대조구와 통계적으로 유의한 차이가 없었으나, 현미수량 및 완전미도정수율은 일부 감소하였다. 이상의 결과로 보아 저항성 유전자의 반응에 따라 이병화되면 등숙률, 정현비율과 완전미도정수율이 유의하게 감소하여 수량이 줄어들고, 사미와 단백질 함량이 증가하여 품질의 저하를 가져온 것으로 판단되었다.

최근 정부의 미곡증산 억제정책으로 유휴 경작지가 급증하고 있으며 휴경논의 활용방안에 대한 관심이 증가하고 있는 추세다. 또한 2013년에 시행 예정된 “수송용 바이오연료 혼합의무 사용제(RFS)”에 필요한 바이오연료 수급을 위해 바이오에탄올 원료작물의 대량생산이 시급하다. 이에 휴경논을 이용하여 재배할 수 있는 비식량 작물 중에서 벼 수급정책에 유익하고, 논 형상 유지로 비상시 즉시 벼농사로 전환 가능한 일년생 작물이 주목 받고 있다. 본 연구는 일년생 섬유질계 작물인 수수/수단그래스 교잡종에 대한 품종 간 생육특성 및 수량을 조사함으로서 바이오에탄올 원료작물로 적합한 고수량성 품종을 선발하기 위하여 수행되었다. 공시재료는 수수/수단그래스 교잡종 11품종을 2010년 5월 상순에 50 × 20cm 간격으로 재식하여 2년간 재배하였으며 각 품종의 수량 및 생육특성을 파악하기 위하여 간장, 건물수량, 중륵색깔(BMR-Brown mid-rib) 및 내도복성 등을 조사하였다. 그 결과, 시험대상 11개 품종 중 중륵색깔이 갈색에서 백색까지 다양하여 갈색이 2품종 연갈색이 2품종, 백갈색이 5품종, 백색이 2품종으로 확인되었다. 간장은 Green star 등 2품종을 제외하고 1년차에 비해 2년차 시험에서 작아진 경향이었다. 또한 Green star와 SS504 등의 4품종은 내도복성이 강한 것으로 조사되었으며 그 중 Green star와 SS504는 2년간 평균 건물 수량이 4,000㎏/10a 이상으로 나타나 내도복성이 강한 품종이 건물수량도 많음을 알 수 있었다.

2005년에 CB02214-131(IT232701)을 모본으로, 청당(IT232723)을 부본으로 하여 인공교배를 실시하였고, CB05372-235 개체를 선발하여 “청양 15호”로 계통명을 부여하였다. 청양, 예산, 진도 등 3지역에서 2009～2011년까지 3년간 지역적응성을 검정한 결과 중생종, 내병충성, 대과, 지표성분 고함유, 다수성으로 인정되어 신품종으로 “청한(靑瀚, Cheonghan)으로 명명하였다. 구기자 신품종 “청한”의 주요 특성은 다음과 같다. 잎은 타원형으로 농녹색이고 대비품종인 ｢청운｣에 비하여 크다. 수형은 직립형이고, 열매는 타원형이면서 백과중이 26.4g로서 열매가 컸다. 중생종이며, 적심에 의하여 분지가 적게 발생되었다. 병해충 저항성은 무방제 상태인 노지포장에서 자연 발생 정도를 조사하였는데, 탄저병 이병과율과 혹응애 발생률은 대비품종인 ｢청운｣에 비하여 강하였다. 주요 지표성분인 베타인 함량은 ｢청한｣이 0.81%로서 대비품종인 ｢청운｣에 비하여 다소 높았고, 당도는 16.0°Brix로 높았고, 산도는 비슷하였다. 건과수량은 대비품종에 비하여 생산력 검정시험에서 19%, 지역적응시험에서 17% 증수되었다. 주요 용도는 약용과 식용으로 모두 이용이 가능하였다. 수분수 품종은 개화기와 열매크기가 비슷하고 두 품종의 혼식에 의하여 결실률이 높은 품종으로 선정하였는데, 신품종 ｢청한｣의 수분수로 ｢호광｣이 적합하였다. 또한 열매가 크고 열과가 발생하기 쉬우므로 적기에 수확하고, 건조 온도 준수할 필요가 있다.

정부에서는 쌀 공급과잉에 대응하여 쌀 생산을 조절할 수 있는 하나의 방안으로 총체사료벼 연구를 추진하고 있다. 총체사료벼는 사료적성과 더불어 건물수량성이 높아야 하기 때문에 교배에 이용하는 유전자원도 바이오매스가 큰 유전자원을 탐색하여 활용하고 있다. 그동안 국내에서 개발된 총체사료벼 품종은 통일형 품종을 개량하여 육성한 녹양, 목우, 목양이 유일하며 다양한 숙기를 가진 품종개발이 요구되고 있다. 수원560호는 총체건물수량이 높은 고품질의 경엽형 총체사료벼 품종을 육성할 목적으로 사료가치가 높은 LK1A-2-12-1-1 계통과 쓰러짐에 내성이 강하며 바이오매스가 큰 열대자포니카인 IR72225-29-1-1 계통을 국립식량과학원 답작과에서 2006년 인공교배하여 계통육종법에 의하여 세대를 진전시켜 육성한 우량계통이다. 고정세대에서 실시한 생산력검정에서 총체건물수량이 1.9ton/ha으로 녹양벼 1.6ton/ha 보다 통계적으로 유의하게 증수하는 결과를 보였다. 수원560호는 초기세대부터 바이오매스가 큰 장간 계통으로 선발하였는데 초장이 녹양벼(125cm)보다 월등히 큰 187cm를 보였으나 포장도복은 중도저항성을 보였다. 도열병은 강한 반응을 보였으나 흰잎마름병 및 바이러스 병에는 약한 반응을 보였다. 사료가치는 조단백질(CP, Crude Protein) 5.8%, 산성세제 불용성 섬유(ADF, Acid Detergent Fiber) 28.2%, 가소화양분총량(TDN, Total Digestive Nutrient) 66.6%로서 녹양벼와 비슷한 경향을 보였다. 금후 본 계통은 건물수량성이 높은 경엽형 총체사료벼 중간모본으로서 활용가치가 높은 것으로 판단된다.

“아라리”는 중생 다수성이며 앙금 가공적성이 우수한 품종육성을 목적으로 1999년 하계에 국립식량과학원 기능성작물부에서 단간이며 다수성인 SA9411-1-1-2를 모본으로 하고 앙금적성이 우수한 수원38호를 부본으로 인공교배하여 F3이후부터는 계통육종법에 의하여 육성 선발하였다. 2008～2009년 생산력검정을 실시한 결과 다수성이며 수광태세가 양호한 SA9905-14-1-1 계통을 선발 “밀양8호”로 계통명을 부여하고 2009～2011년 지역적응시험을 실시한 결과 도복에 강하고 통팥 및 앙금 가공적성이 우수한 계통으로 우수성이 인정되었다. 아라리의 개화는 8.17일로 충주팥과 비슷하며 성숙일수가 42일로 8일 빠른 중생종이다. 경장은 51㎝로 단간이며 협당립수는 6.8개로 충주팥보다 많다. 100립중은 13.1g으로 가벼운 편이며 통팥수율 268%, 앙금수율은 65.2%로 충주팥보다 높다. 단보당 수량은 205kg로 충주팥보다 3% 증수되는 품종이다. 아라리의 재배적응 지역은 우리나라 중남부 팥 재배지역이다. 아라리는 기존의 앙금용으로 많이 이용하는 충주팥이나 수입산 팥보다 통팥 및 앙금 수율이 높고 맛과 색감도 뛰어나 팥을 이용한 가공식품에서 수입산과 품질에서 유리할 것으로 기대된다.