화청벼에서 유기시킨 심백경유 및 유전자적 웅성불임 돌연변이계통에 있어서 두 특성간의 상호관련성을 검토하였고, 종실의 몇가지 이화학적 특성을 밝혔다. 돌연변이계통의 생육형질과 불임의 안정성을 조사하였고 웅성불임화시 기를 추정하였다. 이들을 토대로 웅성불임종자의 조기 외관 식별에 의한 새로운 일대잡종품종 육성체계를 구상하였고 자연교잡율도 검토하였다. 그 결과는 다음과 같이 요약된다. 1. 심백 및 유전자적 웅성불임 돌연변이는 다면발현 효과를 가진 단순열성유전자에 의해 지배되었다. 즉 이 돌연변이계통이 교잡된 분리집단에서 심백종자는 곧 웅성불임종자임을 확인하였다. 2. 심백종자는 외형과 크기는 정상종자와 동일하였으나 배유 중앙부위의 전분결정조직이 성기고 전분입자 모양도 원형~타원형 이었다. 따라서 1,000립중, 절대밀도, 경도 등이 정상종자에 비해 유의하게 낮아졌다. 3. 심백종자의 단백질함량과 알칼리 붕괴도는 정상종자와 동일하였으나 아밀로스함량이 유의하게 낮아졌고, 호응집성에서는 상당히 harder gel 특성을 보였다. 4. 웅성불임식물체는 정상식물체에 비해 초장 및 간장이 현저히 단축되었고 이삭추출이 불량하였으며 주당수수가 유의하게 적었다. 5. 화분발육단계 중 웅성불임화시기는 감수분열기 이전인 것으로 추정되었고, 이 웅성불임은 온도나 일장에 관계없이 항상안정적이었다. 6. 이 돌연변이체를 이용하여 일대잡종을 육성하는 체계를 구상하였고, 그 효율을 세포질적-유전자적 웅성불임(CGMS)이나 환경감응 유전적 웅성불임(EGMS) 등을 이용하는 체계와 비교하였다. 7. 분리집단에서 정조상태로 웅성불임증자를 선별시 비중선 단독으로는 비중 1.14~l.16 g/cm 에서 순도 85~90% 웅성불임종자의 순도로 웅성불임종자를 선별할 수 있었는데, 10~15%의 흔입된 정상종자는 파종 후 유묘 또는 일대잡종생산포에서 생육상태 판정으로 용이하게 제거할 수 있을 것으로 판단되었다. 8. 웅성불임계통의 자연교잡율은 수분조작처리구(GA3 처리+지엽절단+rope 사용 화분털기)에서 화분친 2열, 웅성불임 1열 재식시 17.3%로 가장 높았다.

돌연변이로 유기된 고당미 계통과 원품종을 대비하여 미립의 외형, 배유결정조직, 유리당함량, 단백질함량 및 아미노산 조성, 지방함량 및 지방산조성, 알칼리붕괴도, 호응집성을 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 고당미는 입폭과 입후가 원품종에 비해 작았고, 현미 1000입중이 월등히 감소하였다. 2. 고당미의 배유조직에서는 뚜렷한 전분입자를 관찰할 수 없었는데, 고당미의 종류별로 차이가 있었다. 3. 고당미의 sucrose, glucose, fructose 함량은 원품종보다 유의하게 높았으며 특히 sucrose는 원품종이 1.11∼2.65%인데 비해 고당미는 5.84∼8. 79%로 월등히 증가하였다. 동일한 sugary 유전자를 가진 계통간에도 차이가 있었으며, 화청su-2는 유의하게 낮은 sucrose 및 총당함량을 보였다. 4. 화청su-1을 제외한 고당미계통들은 원품종과 같거나 높은 알카리붕괴도를 보였고, 호응집성에서도 원품종에 비해 harder gel의 특성을 보였다. 5. 고당미계통의 단백질 및 지방함량은 원품종에 비해 월등히 높았는데, 이는 고당미계통에서 도리어 호분층이 두터워졌고 배유전분층의 축소로 인해 현미에서 호분층의 상대적 비율이 높기 때문이었다. 아미노산 및 지방산 조성에는 두드러진 변화가 없었다.

화청벼 에서 유기된 초거대배 돌연변리계통을 육성하고 그의 미립 외형특성, 단백질함량 및 아미노산 조성, 지질함량 및 지방산 조성, 비타민 함량등의 영양특성 및 작물학적 특성을 원품종과 대비하여 조사하였다 그 결과는 다음과 같다. 1. 초거대배 변리계통의 현미 외형크기는 원품종과 차이가 없었으나, 1000립중은 원품종의 74.5%이었고, 1립당 배의 크기는 건물중으로 322%이었다. 2. 현미의 단백질함량은 8.99%로 화청벼의 7.39%에 비해 높았고, 저장단백질의 조성은 차이가 없었다. 아미노산조성에서는 현미 전체로 볼 때 lysine 함량이 월등히 증대되었고, methionine, serine, ,tyrosine 함량이 다소 감소되었다. 3. 현미의 지질함량은 5.7%로 원품종의 3.8%에 비해 1.5배 증가하였다. 지방산 중 팔미틴 산 함량은 증가하였고, 리놀산 함량은 감소하였다. 4. 배의 비타민 B1,B2 , niacin함량에서 초거대배미와 원품종과는 차이가 없었으며, α-tocopherol 함량은 감소하였으나, 현미 전체로 보면B1,B2 , α-tocopherol 함량이 월등히 증가하였다. 5. 초거대배미는 고영양미로서의 이용가치가 클것으로 판단되었다. 6. 초거대배 변이계통(M4)들의 정조수량은 원품종인 화청벼(556kg/10a)에 비해 69.2～78.8% 정도이었다. 생육형질의 변이계수로 보아 대부분 계통들이 고정된 것으로 나타났다.

본 연구는 화청벼와 IR24의 돌연변이 계통인 분상질 및 심백 변이체의 작물학적 및 이화학적특성과 제병 및 알콜발효특성을 조사하여 그 가공적 이용성을 검토하고 분상질배유 유전자의 유전분리와 표지인자들과의 연관 관계를 밝히고자 수행하였으며 그 결과는 다음과 같다. 1. 돌연변이체의 종실은 원품종에 비해 작았으며, 천입중과 1 중도 전반적으로 가벼운 것으로 나타났다. 2. 변이체들의 출수기는 원품종과 같았으며, 정조수량은 원품종에 비해 낮았다. 3. 분상질 배유의 전분립은 느슨한 결정구조를 갖고 있었고, 전분립의 크기는 원품종과 변이체들간에 동일경향이 아니었으며, 원품종에 비해 변이체들은 밀도와 경도가 낮았다. 4. 변이체들의 아밀로스 함량은 16.9～28.5%로 변이복이 크게 나타났다. 현미의 조단백 함량에서 화청벼의 분상질변이체들은 원품종과 같았으나 IR24의 심백변이체인 47106은 원품종(8.30%)에 비해 11.32%로 높게 나타났다. 5. Gel consistency는 원품종들이 soft의 특성을 보였으나 분질 및 심백의 변이체에서는 모도 medium의 특성을 보였고, 백미의 알칼리 붕괴도는 원품종에 비해 분수질 변이체들에서 높게 나타났다. 6. Amylogram에 의한 호화개시 온도는 IR24의 분상질변이체(47160)를 제외하고 모도 원품종과 비슷하였으나, 최고점도와 최저점도 및 굳음성은 원품종 화청벼와 IR24에 비해 변이체에서 월등히 낮게 나타났다. 7. Instron으로 측정된 증편의 경도와 gumminess로 볼 때 화청벼 분상질 및 심백변이체로 조제된 증편은 다소 부드러운 특성을 나타냈으나, IR24의 경우는 일정 경향이 없었다. 분상질미와 심백미의 증편부피는 원품종에 비해 대체로 크게 나타났다. 8. 알콜발효 과정 중 당도 저하는 변이체들 특히 분상질에서 빨리 일어났고, 발효 10일 후의 알콜생성량도 원품종에 비해 변이체들에서 높게 나타나서 분상질미는 양조용으로서의 이용성이 크게 기대되었다. 9. 화청벼와 IR24에서 유래한 분상질 배유유전자들의 대립성 검정결과 서로 다른 3개의 유전자좌를 탐색하였으며, 그 유전자들을 각각 flo-a, flo-b, flo-c로 표시하였다. 10. flo-a 유전자는 IV번 연관군의 lg(liguleless ; 무엽설) 유전자와 5.76± 1.72%(상반)로 연관되어 있었다.

벼 품종간 미립 절대밀도의 변이와 그에 영향하는 미립관련형질들을 구명하기 위하여 통일형 30, Japonica형 72 및 Indica형 133 계 235 품종에 대해 미립의 절대밀도와 모양 및 크기, 경도, 심복백, ADV, amylose 함량, 전분구조를 조사하고 그들 간의 관계를 검토한 결과는 다음과 같다. 1. 백미의 절대밀도는 평균적으로 통일형 1.496g/cm3 , Japonica형 1.506g/cm3 , Indica형 1.500g/cm3 이었고, 출수까지의 생육일수 및 현미의 경도와는 정의 상관을 심복백, 현미의 부피 및 1000립중, 입장과는 부의 상관을 보였다. 2. 편회귀분석 결과 미립의 크기가 절대밀도에 가장 크게 영향하는 것으로 나타났다. 3. 절대밀도의 고, 저에 따른 전분결정구조의 차이는 감별할 수 없었으며, 심복백의 경우 정상배유부분에 비해 전분립자가 둥글고 그 결정조직이 느슨하였다. 4. 미립의 크기가 비슷하고 심복백이 없는 경우 절대밀도의 품종간 차이는 미미한 것으로 나타나서 수량성에는 크게 영향하지 못할 것으로 생각되나, 미질의 측면에서는 검토되어져야 할 것이다.

내염성 수도 육종에 있어서 내염성정도의 표시로 생육량과 양이온함량을 선발의 지표로 이용할 수 있는가를 구명하기 위하여 내염성품종과 비내염성품종들의 모본, F1 , F2 식물에 염처리를 하여 생육량과 양이온함량을 조사하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 공시된 벼 내염성품종들은 염의 농도가 높아갈 때 비내염성품종에 비하여 초장과 건물중의 감소가 적었다. 2. 내염성품종인 Pokkali, Annapurna는 비내염성품종인 wx817, 신설찰에 비하여 염처리시 Na+ 함량이 적고, K+함량이 많았으며 Na+ / K+비가 현저하게 낮았으나, Ca++, M a++함량은 뚜렷한 경향이 없었다. 3. 염처리시 초장, 분얼수, 건물중 등의 생육량은 Na+함량, Na+/ K+비와 유의한 부의 상관을 보였고, K+함량과는 정의 상관을 나타냈다. 그러나 Ca++와 Mg++함량은 생육량과 유의한 상관을 보이지 않았다. 따라서 Na+, K+함량 및 Na+ / K+비는 내염성정도를 표시하는 한가지 지표로서 이용 가능할 것으로 생각된다. 4. 염처리시 내염성품종과 비내염성품종 모두 얼자별 양이온함량은 유의한 차이를 보이지 않았으나, 주간의 엽들은 상위엽에서 하위엽으로 내려갈수록 Na+함량이 많아지고, Na+ / K+ 비가 높아지는 경향이었다. 5. 내염성품종인 Pokkali, Annapurna와 비내염성 품종인 wx817, wx126과의 F1 에서 염처리시 초장과 건물중 및 K+함량, Na+ / K+ 비는 내염성 모본인 Pokkali와 유사하였으며, Na+함량은 각 모본의 중간정도를 보여, 내염성은 비내염성에 대하여 우성으로 나타났다. 6. 내염성품종인 Pokkali와 비내염성품종인 wx817간의 F2 에서 염처리시 내염성 관련형질의 변이분포는 건물중과 초장, Na+ 및 K+함량, Na+ / K+비가 내염성모본인 Pokkali에 가깝게 분포하였다. 유전력은 형질별로 0.604～0.811 정도이었고, 조사형질간 유전상관 및 표현형상관은 대체로 고도로 유의한 상관관계를 보였다.

한국 재래품종, 잡초형 벼인 샤례벼와 앵미 그리고 불복장미 등의 입형 종피색ㆍamy1ose 함량ㆍAlkali 붕양도 및 esterase 반응성 등 몇가지 벼 형질들을 검토하여 Indica의 범주에 속하는 것들이 있음을 밝히고 고농서와 근래 일본인들이 우리나라에서 채집 분류 보고한 기록들 중 Indica에 관한 것을 검토하였다. 이것을 요약하면 다음과 같다. 1. 1920년대에 수집 보존되어 오는 한국 재래품종 중 분명히 Indica의 범주에 속하는 것들이 있다 2. 샤례벼 집단에서 분리 계통화한 것들 중에도 Indica 범주에 속하는 것들이 있다 3. 농가 포장에서 수집한 앵미 중에도Indica 범주에 속하는 것들이 있다. 4. 1302년 불복장미로 발견된 한 시료는 쌀의 형태와 amylose 함량으로 보아 당시 Japonica와 Indica가 혼재되었던 것으로 생각된다. 5. 과거의 기록과 보고를 검토하여 우리나라에는 Japonica 뿐만 아니라 Indica도 오래전부터 재배되었을 것으로 추론하였다.

화청벼와 IR24의 수정란에 N-methyl-N-nitros-ourea(MNU)를 처리하여 여러 종류의 배란 및 배 돌연변이체를 유기하였다. 그 결과는 다음과 같이 요약된다. 1. 변이체들에 대한 외관특성, SEM 검경 특성 및 amylose 함량 분석을 통하여 각각 dull, 찰성, 심백, 분질, sugary, shrunken, 유색종피 변이체들로 명명하였다. 2. 변이체들 중에서는 심백 변이체들의 비율이 74.8%로 가장 높았다. 3. 47320(dull)을 제외한 모든 변이 형질은 단순열성 돌연변이인 것으로 나타났다.

수도에 있어서 일대잡종 품종의 육종적 이용을 전제로 잡종종자생산을 극대화하기 위한 적합한 양친의 배치법을 구명하고자 웅성불임친으로 V20A/Iri 342*8 과, Iri342를 화분친으로 하여 출수기 풍향에 따라 2처리(남↔북, 동↔남), 재식밀도 4 처리(10 15, 15 15, 20 15, 25 15cm), 화분친의 재식열수 4처리(1, 2, 3, 4열) 및 CMS의 재식열수 4처리(1, 2, 3, 4열)를 두고 자연교잡 증대를 위한 인위적 처리를 가하지 않은 상태에서 각 처리별 증식용 종자 생산량을 검토하였다. 그 결과는 다음과 같다. 1 출수기의 풍향과 수직으로 재식한 구가 다른구에 비하여 재식밀도 및 재식열수에 관계없이 종자 생산량이 많았으며 평균 46.9% 증가하였다. 2. 10 15cm까지는 재식밀도가 높을수록 증수되었다. 최고 수량은 81.2kg/ha에 불과하였다. 그러나 수량의 변이가 구내의 개체간에서도, 동일 처리내의 반복구간에서도 비교적 컸다. 3. 환분친의 연속 재식열수가 많을수록 임실율은 높았으나 10a당 절대 수량은 화분친 1열 재식에서 가장 많았다. 4 CMS의 연속 재식열수가 적을수록 임실율은 높았으나 10a당 절대 수량은 CMS 4열 재식에서 가장 많았다. 5. 따라서 종자 생산량과 화분친의 수량 및 농작업과 관련하여 20 15cm나 25 15cm의 재식밀도로 하여 화분친 1열에 CMS 4열을 출수기 풍향과 수직이 되도록 재식하는 것이 가장 효율적인 것으로 생각한다.