야생벼나 잡초벼와 같은 유전자원은 각 지역의 환경조건에 오랜 기간 동안 적응하며 집단을 유지하였기 때문에 여러 가지 저항성이나 불량한 환경에 대한 내성 등 유용한 특성을 갖고 있다. 본 연구는 이러한 야생 유전자원에서 고수량성 및 미량원소의 함량 조절 등에 관여하는 유용 유전자를 선별적으로 재배벼에 이전시키는 육종방법을 개발하고 우량 품종 육성을 목표로 한다. 이들 목적을 위하여 재배벼의 유전적 배경에 야생 유전자원의 염색체 단편이 이입된 근동질 계통을 육성, 이용하여 양적형질유전자의 고밀도 지도를 작성하고 관여 유전자 특성을 분석 중에 있다. 야생벼와 재배벼 (화성벼/O.rufipogon) 교잡 유래 이입계통을 이용하여 출수기 조절 유전자, gw9 를 탐지하였고 이들 유전자좌에서 유력한 후보 유전자 3 종, male sterility 5 (MS5), ascorbate peroxidase(AP), glutelin 유전자를 선발하였다. 이들 유전자의 염기서열을 분석한 결과 화성벼와 O. rufipogon 사이에 염기서열 차이를 확인하였다. 야생벼인 Oryza grandiglumis 에서 유래된 종자중 관여 유전자 qGW2 의 근동질계통을 이용하여 벼의 아연함량 조절 유전자, OsPCR1 (plant cadmium resistance 1)과 qGW2 유전자가 서로 상호관계가 있음을 보였다. qGW2 근동질계통의 종자 발달시 OsPCR1 유전자의 발현이 대조구에서 보다 증가하였고, OsPCR1 형질전환체에서 종자중과 아연함량의 변화를 관찰하였다. 또한 이들 OsPCR-1 의 염기서열을 다양한 벼 품종들간에 비교한 결과, 자포니카형 품종들과 인디카형 또는 야생벼 (O. rufipogon, O. glaberrima, O. grandiglumis) 간에 염기서열 변이가 존재하여 아미노산 서열의 차이를 확인하였다. 직파재배에서 중요한 중배축 신장성에 관한 유전자 고밀도지도 작성을 위하여, 선행연구에서 탐색된 QTL (qMel-1, qMel-3) 을 잡초벼/일품벼 조합계통에서 분석한 결과, qMel-1 과 qMel-3 은 각각 염색체 1번의 RM8260과 염색체 3번 RM426 에서 탐지되었고, 중배축 신장성 관여 유전자의 분리를 위하여 Nipponbare/Kasalath 교배조합의 근동질계통을 이용하여 초고밀도 지도를 작성하였다.

본 연구에서는 밀양23호의 배경에 O. glaberrima의 특정 염색체단편을 가지는 55 이입계통의 내건성 관련 형질을 조 사하여 변이를 검정하고 내건성이 향상된 4 계통을 선발하였 다. 특히 IL55는 유묘기, 영양생장기 그리고 생식생장기에서 반복친인 밀양23호에 비해 조사된 내건성 형질에서 우수한 특성을 보였으며 내건성 관련 유전자의 분석 및 교배모본으 로 이용될 수 있을 것이다. 이입계통들은 밀양23호의 유전적 배경에 각 계통마다 서로 다른 O. glaberrima 단편이 이입된 계통으로, 이 집단은 O. glaberrima에서 유래된 내재해성 및 작물학적으로 유용한 유전자의 탐색에 효율적인 도구가 될 것이다.

작물의 유전적 개량에서 가장 중요한 부분은 이용 가능한 유전자원으로부터 새로운 유전자 조합을 창출하는 것이다. 야생벼나 잡초벼와 같은 유전자원은 각 지역의 환경조건에 오랜 기간 동안 적응하며 집단을 유지하였기 때문에 여러 가지 저항성이나 불량한 환경에 대한 내성 등 유용한 특성을 갖고 있다. 이러한 야생벼나 잡초벼를 이용하여 양적형질을 개선할 수 있는 유용 유전자를 탐색하는 연구는 국내에서 거의 없는 실정이다. 그러므로 고수량성, 내재해성 등 우량한 유전자를 보유하고 있는 야생벼 유전자원을 교배모본으로 이용하여 이들의 우량 유전자를 선별적으로 재배벼에 이전시키는 육종방법을 개발하고 동시에 우량 품종을 개발하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 재배벼의 유전적 배경에 야생벼의 염색체단편이 이입된 근동질계통을 이용하여 수량성 및 내재해성에 관여하는 QTL의 고밀도 지도를 작성하고 관여유전자를 밝히는 연구를 수행하고 있다. 야생벼과 재배벼 (화영벼/W1944) 교잡 유래 이입계통을 이용하여 종자중 관여 QTL (qTGW5)과 수당립수 관여 QTL (qSPP5)이 연관됨을 밝혔다. 야생벼의 수당립수 유전자 (qSPP5)는 재배벼에선 발견되지 않은 야생벼 특이적인 유전자로 판단된다. 직파재배에서 중요한 중배축 신장성에 관한 유전자 고밀도지도 작성을 위하여, 선행연구에서 탐색된 QTL (qMel-1, qMel-3)을 잡초벼/일품벼 조합계통에서 분석한 결과, qMel-1과 qMel-3은 각각 염색체 1번의 RM8260과 염색체 3번 RM426에서 탐지되었으며, 중배축 신장성 관여 유전자의 분리를 위해 microarray 분석 및 association mapping을 실시하고 있다. 유묘기 내냉성 지표로서 저온 조건에서의 엽록소 함량에 관한 QTL(spad-1, spad-4)이 밀양23/합천앵미3조합에서 탐지되었으며 , 이들 유전자의 근동질계통 (NIL) 육성, 후보유전자의 T-DNA 삽입변이체를 분석 중에 있다. 내건성 QTL의 고밀도 유전자지도 작성을 위해 밀양23/O. glaberrima 조합을 이용, NIL를 육성 중에 있다. 야생벼인 Oryza grandiglumis와 O. rufipogon에서 유래된 종자중 관여 유전자 qGW2와 qGW9를 집적한 계통을 육성하고 그 특성을 평가 중이다.