산업적 가치가 있는 천연 레스베라트롤은 인체에 항산화 작용, 심혈관질환 예방, 항염증 등의 효능이 있다. 레스베라트롤 생합성 벼(익산 526)를 이용하여 레스베라트롤 함량을 높이기 위해 현미의 발아온도(25°C, 30°C)와 처리일수(0, 1, 3 및 5일)의 최적조건을 구명하고자 실험한 결과는 다음과 같다. 레스베라트롤 함량은 25°C와 30°C에서 발아 5일째 각각 1.7배와 2.1배로 가장 높게 나타났으며, piceid 함량은 3.5배와 1.4배 증가하였다. 25°C 발아조건과 비교하여 30°C에서 transresveratrol은 20% 이상, piceid는 70% 이상 증가하였다. 레스베라트롤 유전자 발현량도 25°C와 30°C에서 발아 5일째 가장 높게 나타났으며, 30°C에서는 25°C와 비교하여 5.5배 증가하였다. 발아 전과 비교하여 25°C에서는 2.5배, 30°C에서 14배 증가하였다. 하지만, 익산 526의 레스베라트롤 함량 증가는 항산화 활성에 큰 영향을 미치지 않았다. 따라서, 익산 526 현미를 이용하여 레스베라트롤 함량을 증가시키기 위해서는 30°C에서 5일 동안 배양하는 것이 가장 효과적으로 향후 이를 산업적 소재로 이용 할 수 있는 기초자료로 제공한다.

내염성과 관련 있는 벼의 CBF4 유전자(OsCBF4)를 벼에서 과발현 시켜 염 스트레스 조건에서 저항성이 증진된 내염성 유전자원을 개발하였다. RT-PCR을 수행하여 분리한 OsCBF4 유전자는 1,429 bp 크기의 뉴클레오티드로 274개의 아미노산으로 구성되었고, 벼의 다른 CBF 유전자와 33~49% 상동성을 나타내었다. 형질전환 식물체는 PCR과 Southern분석으로 OsCBF4 유전자의 벼 게놈 내 도입을 확인하였다. 전이 유전자는 벼 게놈 내에 1~4사본이 도입되었고, 선발된 형질전환 계통 모두에서 전이 유전자가 강하게 발현되었다. 염 스트레스 조건에서 형질전환 식물체는 비 형질전환 벼 보다 생육 정도가 양호하였으며, 특히 CBF4-10 계통은 염 처리 후 많은 식물체가 살아남았다. Real-time PCR 분석 결과 CBF4-10 계통은 120 mM NaCl 처리 시 전이 유전자 OsCBF4 전사체 발현이 잎에서 무처리 대비 약 3배 이상 증가하였다. 결론적으로 일반 벼에 도입된 OsCBF4 전이 유전자는 내염성 증진 기능이 있으며, OsCBF4 전이 유전자의 발현이 높은 형질전환 벼 계통은 내염성 벼 육종 소재로 이용할 수 있을 것으로 평가된다.

GM 벼의 환경위해성 평가를 위해 레스베라트롤 생합성 벼인 익산515호, 익산526호와 동진벼를 수원, 익산, 밀양 등 3개 지역의 GMO 격리포장에서 재배하여 지역별 농업적 특성과 레스베라트롤 함량을 조사하였다. 익산과 밀양에서 재배된 3계통 모두 생육특성 및 수량 등 농업적 특성이 비슷한 결과를 나타내었으나, 수원지역에서 재배된 시험계통 모두 익산 대비 출수가 지연되고, 키는 12㎝ 이상 작고, 수수, 수당립수, 등숙률이 낮아져 익산지역과 비교하여 쌀 수량이 약 12% 정도 감수되었다. 하지만, 대조구인 동진벼 대비 익산515호, 익산526호의 수량지수는 익산, 수원, 밀양 등 3개 지역 모두 동일한 경향을 나타내었다. 3개 지역에서 재배된 동진, 익산515호, 익산526호 등 3계통의 정조 시료를 백미로 조제한 후, UPLC를 이용하여 레스베라트롤 함량을 분석한 결과, 익산지역 대비 익산515호, 익산526호 계통의 레스베라트롤 함량은 수원, 밀양에서 생산된 2계통 모두 각각 약 30%, 25% 이상 함량이 증가하였다. 이는 레스베라트롤 합성 유전자가 온도, 일조량 등 재배환경에 따라 유전자 발현량이 조절되어 최종산물인 레스베라트롤 생합성에 영향을 주는 것으로 확인되었다.

벼멸구 저항성 Bph18 유전자를 가진 SR30071-3-7-23-6-1-1-1계통과 감수성인 '새누리'를 교배하여 육성한 약배양집단 192계통에 대해 벼멸구 저항성 유전자 Bph18이 벼의 수량구성요소에 미치는 영향을 검토하였다. 벼멸구 저항성 유전자 Bph18과 밀접히 연관된 7312.T4A 마커의 유전자형을 분석한 결과, 저항성 유전자형을 가진 계통은 24계통이었고 감수성 유전자형을 가진 계통은 168계통이었다. 벼멸구 저항성 유전자 Bph18은

콩의 PR10 유전자(GmPR10)를 벼에 형질전환하여 GmPR10 전이 유전자의 발현 정도와 내염성 관련 형질의 반응 사이의 인과관계를 조사하여 염 스트레스에 대한 GmPR10 생리적 기능을 분석하고 내염성 유전자원을 개발하였다. 1. 전이 유전자는 형질전환 계통에 따라 게놈 내에 1 ~ 6개의 사본이 도입되었고, 선발된 8개의 형질전환 계통 모두에서 전이 유전자가 발현되었으며, 발현 정도는 계통에 따라 변이를 보였다. 2. T1세대 2계통의 형질전환

신간척지에 조기에 벼를 재배하기 위해서는 내염성 품종개발을 필요로 한다. 내염성 벼 개발을 위해 애기장대로부터 클로닝한 NHX1(Na+/H+ antiporter) 유전자를 아그로박테리움을 이용하여 벼에 형질전환하였다. BNHX1 형질전환체 T3 23계통, NHX1 형질전환체 T6 64계통을 선발하고 내염성 유묘검정을 수행하였다. 이 검정을 토대로 염에 대한 저항성을 5개 그룹으로 나누어 염에 대한 생육변화와 무기이온 함유량을 비교분석하였다. 내염성 벼인 인디카 계열의 Pokkali와 형질전환 계통일수록 초기 생육이 좋았고, 특히 염스트레스 초기에 뿌리생장이 염에 약한 계통보다 3~4배 큰 생장변화를 나타냈다. 또한 줄기부위의 양이온(Ca2+, K+, Mg2+ ) 함유량의 변화폭이 크며, Pokkali와 염에 강한 계통의 경우 염처리 시기동안 줄기부위의 Na+ 함유량이 염에 약한 계통보다 2~3배 적은 것을 확인하였다. 이렇게 선발된 내염성 계통은 간척지 적응성 내염성 벼 개발을 위한 중간모본으로 이용하고자 한다.