‘Hwaweon 6’ was developed from a cross between ‘Hwaseongbyeo’ and a wild species, Oryza minuta L. (Acc. No. 101154) based on marker-assisted selection and backcrossing. The recurrent parent ‘Hwaseongbyeo’ is a high grain quality cultivar with medium maturity. Hwaweon 6 is nearly isogenic to Hwaseongbyeo except a small O. minuta introgressed segment on chromosome 7 harboring genes related with spikelets per panicle. The preliminary and replicated yield trial was conducted at Chungnam National University and Chungcheongnamdo Agricultural Research & Extension (CARES), Yesan in 2009 and 2010. The local adaptability test was carried out by the National Seed Management Office (NSMO) in 2011 and 2012. This cultivar was registered to NSMO with a cultivar designated as Hwaweon 6. This cultivar averaged 80cm in culm length and has a medium growth duration. Milled rice of Hwaweon 6 is translucent and the grain quality traits are comparable to those of the recurrent parent. The average yield potential of Hwaweon 6 in grain was about 6.57 MT/ha at the ordinary fertilizer level for two years about 3.0% higher than that of Hwaseongbyeo due to an introgression of the quantitative trait locus (QTL) for spikelets per panicle (qSPP7) from O. minuta. This variety is comparable to Hwaseongbyeo in low temperature germinability and cold tolerance. The qSPP7 QTL would be useful in enhancing yield potential in rice breeding program.

‘Hwaweon 7’ was developed from a cross between the African upland cultivar, ‘Moroberekan’ and ‘Ilpumbyeo’ based on marker-aided backcross selection. The recurrent parent, Ilpumbyeo is a high grain quality cultivar with medium to late maturity. Hwaweon 7 is nearly isogenic to Ilpumbyeo except a small Moroberekan introgressed segment on chromosome 6 harboring genes related with spikelets per panicle and internode diameter. The preliminary and replicated yield trial was conducted at Chungnam National University and Chungcheongnamdo Agricultural Research & Extension (CARES), Yesan in 2010 and 2011. The local adaptability test was carried out by the National Seed Management Office (NSMO) in 2012 and 2013. This cultivar was registered to NSMO with a cultivar designated as “Hwaweon7”. This cultivar averaged 80cm in culm length and has a medium growth duration. Milled rice of “Hwaweon7” is translucent and the grain quality traits are comparable to those of the recurrent parent. The average yield potential of Hwaweon 7 in grain was about 6.48 MT/ha at the ordinary fertilizer level for two years about 5.1% higher than that of Ilpumbyeo due to increase in spikelets per panicle. This variety is tolerant to lodging and the tolerance is due to the APO1 gene controlling the base internode diameter on chromosome 6 introgressed from the donor parent, Moroberekan. The Apo1 gene would be useful in enhancing resistance to lodging in rice breeding program.

Grain size has a great impact on rice grain yield and is controlled by quantitative trait loci (QTL). Daeribbyeo 1 with big grain is widely used for genetic materials to develop varieties with diverse grain size. This study was conducted to identify genes controlling grain size traits of Daeribbyeo 1. An F2:3 population derived from a cross between two japonica cultivars, Boseogheugchal and Daeribbyeo1, was used to identify QTL controlling grain shape traits. A total of 284 F2 plants were measured for grain shape traits, grain length (GL), grain width (GW), grain thickness (GT), 1,000 grain weight (TGW), and two morphological traits, pericarp color and waxy endosperm. Sixty F3 lines were selected based on the grain shape traits and marker genotypes and evaluated for grain shape traits. For marker analysis, SSR markers tightly linked to five known grain size genes and two QTLs were selected and used for genotyping. A total of 11 QTLs detected on chromosomes 2, 3, 4 and 6 explained phenotypic variation from 3.9% to 59.3%. qTGW2, qGW2 and qGT2 were detected in the same region between RM12811-RM12837 that are tightly linked with GW2 gene. qTGW3 and qGL3 were detected near GS3 gene. To know whether Daeribbyeo 1 has the same mutations in GW2 and GS3 as the various grain-size genotypes, GW2 and GS3 of two parents were sequenced. Daeribbyeo 1 had the same one base (A) deletion at a position 316 as ‘WY3’ in GW2 which results in the loss of function of GW2 gene. Boseogheugchal showed a C-to-A nonsense mutation in the second exon of GS3 gene that increased grain length. Interaction between GW2 and GS3 was not significant indicating that two genes controlled grain-size traits in additive pathway. The results from this study indicate that three QTLs GW2, qGT4 and qGL6 are associated with the grain size variation in Daeribbyeo 1 with GW2 as the major QTL.

Four bacterial blight resistance genes, Xa1+Xa3+xa5+Xa21, pyramid elite japonica rice lines were developed for enhancing the resistance of rice against Xanthomonas oryzae pv. oryzae in Korea. Seven doubled haploid (RDL1-7) and ten F6 lines (RPL1-10) having Xa1+Xa3+xa5+Xa21 which were derived from the cross between Ilmi, high grain quality japonica rice cultivar carrying Xa1, and Iksan575, elite line carrying Xa3+xa5+Xa21, were developed using marker-assisted selection for resistance genes and phenotypic selection for bacterial blight resistance and agronomic traits. Among resistance genes combinations in F2 population, four resistance genes combination, Xa1+Xa3+xa5+Xa21, showed the highest resistance and conferred the enhanced resistance than three genes combination, Xa3+xa5+Xa21. Four genes pyramid lines (RDL and RPL) showed broad-spectrum resistant against 16 Korean bacterial blight isolates and the yield and quality of the lines did not alter by the inoculation of K3a, the most virulent race in Korea. In addition, these lines had excellent plant type and exhibited more enhanced yield than previously developed resistant cultivars. Four bacterial blight resistance genes combination, Xa1+Xa3+xa5+Xa21, was efficient and promising combination and developed lines with four genes could be useful materials and will be applied to the breeding programs for enhancing the resistance of japonica rice against bacterial blight.

자포니카 초다수성 품종으로 다수성에 관여하는 형질 특성 이 다른 드래찬과 보람찬을 이용하여 이삭과 수량 관련 형질 의 다양성이 증대된 약배양 유래 집단을 육성하고 다수성 계 통을 선발하였다. 163개로 구성된 약배양 유래 집단과 선발 된 다수성 13계통의 이삭 및 수량 관련 형질을 상관분석, 주 성분분석 및 경로계수 분석을 통해 분석하였다. 이삭 관련 형 질 중 2차 지경 착생립수가 1차 지경 착생립수에 비해 수당립 수와 높은 정의 상관관계를 나타냈으며 수당립수가 증가하는 쪽으로 기여도가 컸다. 형질들의 수량에 기여하는 정도를 보 면 집단에서는 수당립수가 선발 계통에서는 수수가 수량성 증진에 기여도가 가장 컸다. 수수는 집단과 선발 계통에서 모 두 등숙률과 정의 상관을 나타냈다. 선발 계통에서 수수 증가 에 의한 등숙률의 향상과 단위면적당 립수의 증가로 인한 수 량성 향상이 수당립수 증가에 의한 향상 효과보다 컸다. 13개 선발 계통 중 AC60, AC152, AC156, AC161 계통은 모부본 인 드래찬(481 kg/10a)과 보람찬(559 kg/10a) 보다 높은 수 량성을 나타냈다. 드래찬은 수수가 적고 수당립수가 많은 소 얼 수중형을 나타냈으며 보람찬은 수수가 많고 등숙률이 높 은 수수형에 가까웠다. 선발된 다수성 계통들은 모부본의 중 간 형태의 형질 특성을 나타내며 개선된 잠재 수량성을 가지 고 있다. 이들 우량 계통들은 자포니카 다수성 품종 개발을 위해 활용될 수 있을 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. 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.

This study was conducted to develop the early maturing rice lines with genes conferring resistance to bacterial blight and rice stripe virus to enhance the adaptability in plain area. Unkwang carrying Xa3 was used as a recurrent parent and SR30075 carrying Xa4+xa5+Xa21+Stvb-i was used as a donor parent. RL1(Resistant Line, BC1F7), RL2, RL3, RL4, and RL5(BC2F6) were bred through bio-assay of K3a race inoculation and phenotypic selection of agronomic traits. The presence of introduced genes was confirmed by testing the resistance levels against bacterial blight and rice stripe virus and then double-checked by using DNA marker. RL1 has all target genes, Xa3+xa5+Xa21+Stvb-i. RL2, RL3, and RL5 have Xa3+Xa21+Stvb-i whereas RL4 has only Xa21. Rice lines carrying Stvb-i showed resistance reaction to rice stripe virus. The combinations of bacterial blight resistant genes(Xa3+xa5+Xa21 and Xa3+Xa21) were found to be promising, as the rice lines carrying these genes enhanced a strong resistant reaction against 16 bacterial blight isolates. Also, the inoculation of K3a race did not alter the brown rice yield, ripened grain ratio and kernel quality of brown rice compared to control. Although RL1 containing all the target resistance genes showed excellent resistance performance, it is not suitable to cultivate in plain area due to instability to lodging, 80% yield level than Unkwang, and low grain quality. RL5 backcrossed twice with Unkwang was found to be a promising line due to its effective resistance gene combination, Xa3+Xa21+Stvb-i and good agronomic traits such as stability to lodging, higher yield and quality compared to Unkwang.

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.

‘화원 3호’는 종간교잡을 통해 화영벼의 근동질계통을 육성하고자 ‘97년 화영벼와 O. rufipogon을 교배하고, 계속적인 여교배와 MAS를 병행 실시하여 CR1112-5-2-1 계통을 선발하였다. 생산력검정 시험 결과 조사 형질 중 이삭추출도, 적고를 제외한 기타 형질에서는 화영벼와 유사한 근동질계통이었으며, 품종보호원 출원 조건에 부합하여 ‘화원 3호’로 명명하고 품종보호원을 출원하였다. 출수기는 보통기재배에서 8월 14일로 화영벼와 동일한 중생종 품종이다. 천립중은 22.1 gr으로 화영벼보다 1 gr 정도 무겁다. 흰잎마름병과 줄무늬잎 마름병에는 저항성이나 충해에는 약하다. 도정 특성, 아밀로스 함량은 화영벼와 비슷한 수준이었다. ‘화원 3호의 정조수량은 ’06～’07년 2개년간 실시한 생산력검정 시험에서 평균 7.23 MT/ha로 화영벼와 유사하였다. ‘화원 3호’는 화영벼와 근동질계통으로 자포니카 계통의 내냉성을 증진시키는 중간 모본 그리고 내냉성 유전자의 특성 분석을 위한 육종재료로 이용될 수 있을 것이다.

이차원 전기영동 분석을 이용하여 국내 밀 32 품종의 HMW-GS 단백질 발현의 정성 및 정량적인 분석을 통해 품 HMW-GS 발현 정도를 평가하여 국내 밀 품종 육성의 초 자료로 활용하고자 수행하였다. 평균 HMW-GS 스팟 수는 11.78개였으며, Glu-A1 1.31개, Glu-B1 5.53개, 그리고 Glu-D1에서 4.94 개였다. Glu-B1과 Glu-D1에서는 subunit에 따른 단백질 스팟 수가 차이가 없기 때문에, Glu-A1에서는 1과 2* subunit을 지닌 품종이 null allele 품종에 비하여 단백질 스팟 수가 많았다. 단백질 스팟 수는 조경밀이 18개로가장 많았으며, 다홍밀은 7개로 제일 적었다. 단백질의 상대적인 발현량을 조사한 결과 평균 0.44로 대비 품종인 Chinese Spring에 비하여(1.0) 낮았고, 고분밀이 1.11로 가장 높았으며, 은파밀이 0.24로 가장 낮았다. 단백질 스팟수와 발현량을 이용한 유연관계 분석 결과, 국내 밀 품종을 6개 그룹으로 분류할 수 있었다.

‘화원5호’는 ‘일품벼’의 유전적 배경에 ‘모로베레칸’의 도열병 저항성 유전자가 이입된 근동질 계통을 육성하기 위해 ‘일품벼’와 ‘모로베레칸’을 교배하고, 계속적인 여교배와 MAS를 병행 실시하여 육성한 계통이다. ‘화원5호’는 ‘일품벼’의 유전적 배경에 염색체 1번, 4번 및 6번에 ‘모로베레칸’의 염색체단편이 이입된 것으로 나타났으며, 염색체 4번에 위치한 ‘모로베레칸’의 단편이 도열병 저항성을 증진시켰다. ‘화원5호’의 출수기는 보통기 재배에서 8월 19일로 ‘일품벼’와 동일한 중생종 품종이며, 천립중은 23.8 g으로 ‘일품벼’와 유사한 수준이었다. 완전미율은 ‘일품벼’에 비해 약간 낮았고, 아밀로스 함량은 ‘일품벼’보다 높았으나 통계적인 차이는 없었다. ‘화원5호’의 정조수량은 2005년부터 2006년간 실시한 생산력검정 시험에서 평균 6.53 MT/ha로 ‘일품벼’ 대비 102% 수준이었다. 4개 지역에서 2개년간의 밭못자리 검정 및 연계재배법을 이용한 도열병 검정 결과, ‘화원5호’는 ‘일품벼’에 비해 도열병 저항성이 증진된 것으로 나타났다. 생산력검정 시험 결과 조사된 형질 중 도열병저항성을 제외한 기타 형질에서는 ‘일품벼’와 유사한 근동질계통으로, 품종보호 출원 조건에 부합하여 ‘화원5호’로 명명하고 품종보호원을 출원하였다.

국내 밀 품종 조경, 금강 그리고 중국 밀 품종인 Chinese spring의 genomic DNA를 주형으로 LMW-GS 특이 프라이머세트를 이용하여 3개의 새로운 LMW-GS i 타입 유전자를분리하였고 이들의 분리된 유전자는 각 각 조경 II-2, CSIII-5 그리고 금강 6-12로 명명하였다. 이들의 유추 아미노산을 분석한 결과 20개의 시그널 펩타이드, 이소루신으로 시작하는 N-말단 부분 그리고 글루타민이 많은 반복도메인 그리고 C-말단 부분으로 구성되어 있으며 조경 II-2와 CS III-5는 전형적인 LMW-GS i-type 유전자처럼 C-말단에 8개의 시스테인 잔기가 있었다. 금강 6-12는 특이하게도 하나 더 많은 9개의 시스테인 잔기가 존재하였는데 이 여분의 시스테인 잔기는7번째 시스테인 잔기의 11잔기 앞에 존재하며 TAT(타이로신)이 TGT(시스테인)로 바뀐 결과이다. LMW-i 타입 글루테닌 유전자들 간의 SNP와 InDel을 확인하기 위해서 본 연구에서 클로닝 된 조경 II-2, CS III-5 그리고 이전에 본 그룹에서 확인된 조경 HQ619933와 기존 문헌에 나와 있는 6배 체 밀 유래의 10개의 LMW-GS i 타입 유전자들과 다중염기서열 분석을 실시하였고, 이들 사이에서 15개의 SNP와 1개의 insertion이 확인되었다. 밀 품종 조경의 Glu-A3 단백질을 동정하기 위해 글루테닌을 추출 이차원전기영동을 하고 Glu-A3c 위치의 스팟을 절취하여 in-gel digestion한 후 LC-ESI MS/MS 분석을 수행한 결과 조경의 i 타입 LMW-GS 유전자 좌는 Glu-A3c로 확인되었다. LMW-i 타입 글루테닌 유전자들의 연관 관계를 분석하기 위해 본 연구 그룹에서 클로닝 한 조경 II-2, CS III-5, 금강 6-12 그리고 조경 HQ6199333와 Genebank DB의 35개의 LMW-i 타입 글루테닌 유전자의 유추 아미노산 서열을 이용하여 Phylogenic tree를 완성하였다. 이들 39개의 계통도 분석 결과 이배체 밀과 4배체 밀의 LMi 타입 글루테닌이 육배체 밀의 LMW-i 타입 글루테닌과 크게 나눠지는 것을 확인하였으며, 육배체 밀의 LMW-i 타입 글루테닌들은 Glu-A3a부터 GluA-3g까지 7개 subgroup으로 나눠지는 것을 확인하였다. 금강 6-12는 GluA-3a와 GluA-3c 사이에 존재하였고 조경 II-2와 CS III-5는 GluA-3d와 일본 연질 밀인 농림 61의 AB062878과 같은 subgroup에 존재하였고 조경 HQ6199333은 Glu-A3c subgroup에 위치하였다. LMW-i 타입 글루테닌 유전자들의 유추 아미노산 다중서열분석결과 반복 도메인은 length polymorphism은 179～149개 정도의 long 타입과 91, 51, 10, 2개의 short 타입으로 나눠지고 이것은 long 타입과 short 타입 LMW-i 타입 글루테닌 유전자를 구분 할 수 있는 마커의 근거가 된다.

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.

식물 육종은 변이를 확대하는 단계와 육종가가 원하는 유전자조합을 가진 계통을 선발하는 단계로 크게 나눌 수 있는데, 활용 가능한 유전자원 내에 육종가가 원하는 변이가 존재하는지의 여부가 육종의 성패를 좌우한다. 변이 집단을 만들기 위해 인공교배, 돌연변이 유기, 염색체 배가 등의 방법이 이용되어 왔다. 조직배양 기술이 확립되면서 체세포변이, 세포융합, 종속간교잡, 화분배양을 이용한 반수체육종 등의 방법도 품종육성 및 변이를 만드는 수단으로 이용되고 있다. 종간교잡은 Oryza, Brassica 속에서 널리 이용되었으며, IRRI에서 grassy stunt virus 병 저항성유전자를 Oryza nivara에서 도입하여 IR30 등 저항성품종을 육서한 것이 좋은 예다. 특히, 동형접합체 생산에 소요되는 기간을 단축시켜 내혼계의 육성에 소요되는 기간을 단축하는 반수체육종법이 큰 관심을 받고 있는데 옥수수 종자회사들이 최근 이 방법을 육종에 이용하고 있다. 가장 획기적인 방법은 교배가 불가능한 생물로부터 유용유전자를 분리해 교배과정을 거치지 않고 유용유전자를 도입하는 형질전환이다. 유전변이의 실체를 이해하기 위해서는 해결해야 할 과제가 많다. 중요한 것은 선발에 의해 육성된 고세대 계통들은 자연 상태의 유전자 pool보다 유전적 다양성이 결여되어 있다는 점이다. 작물 야생종이 보유하고 있는 유용한 유전자들이 순화와 육종가에 의한 선발 과정 동안에 도태되었으며 이러한 유전자들이 육종 연구에서 많이 이용되지 않은 유전자원에 내재되어 있다 (Tanksley and McCouch 1997). 콩도 순화 과정에서 약 81%의 희귀 유전자가 도태되었다 (Hyten et al. 2006). 그러므로 재래종과 야생근연종을 육종에서 적극적으로 활용하는 것이 매우 중요하다. 식물 육종에 이용 가능한 신기술이 개발되고 있다. 유전자 표적 기술로 게놈 내에서 특정유전자를 제거 혹은 대체하는 기술인 Zinc finger nuclease, TILLING (Targeting Induced Local Lesions in Genomes), RNAi 등의 활용 가능성이 검토되고 있다. 차세대 염기서열분석을 이용한 resequencing은 대상 식물의 표준 게놈과 실험 계통의 염기서열을 비교하여 염기서열변이와 표현형 변이 간의 연관성을 찾아내는 방법으로서 주로 염기서열 분석이 완료된 작물을 대상으로 시도되고 있다. 벼 기능유전체협의회는 20개 벼 품종의 염기서열을 분석한 결과 12개 염색체에 골고루 분포하는 250,000개의 SNP를 탐지하였다 (McNally et al. 2006). 유전체학은 육종가에게 새로운 도구를 제공하고 있는데 MAS가 대표적이다. MAS는 QTL의 탐지, 형질전환유전자의 이전, 야생종 유전자의 재배종으로 이입, 여러 유전자의 집적 그리고 연관지연의 감소 등 여러 분야에서 이용되고 있다. 새로운 육종기술은 경비가 적게 드는 방법을 요구하는데 대표적인 것이 Genome-wide selection이다 (Heffner et al. 2009). 기존의 분자표지를 이용한 육종은 DNA 표지와 목표 형질과의 연관 관계를 통계적 방법인 QTL 분석을 통해 밝히는 단계에서 시작한다. QTL 분석 결과 탐지된 유전자를 이입하고자 할 때 목표형질과 연관된 소수의 분자표지만을 이용하게 되는데 이는 식물 개량의 틀에서 볼　때 바람직하지 못한 면이 있다. 다수의 유전자가 관여하고 유전자간 상호작용이 있는 양적형질 특히 수량성을 목표로 할 경우가 대표적이다. Genome-wide selection은 목표형질과 연관을 보이는 몇몇 분자표지만을 이용하지 않고 육종 단계에 있는 모든 재료들의 유전자형을 검정하고 이들 중 일부 계통이 다음 단계로 넘어가 표현형 검정과 QTL 분석이 수행된다. 주동 및 미동 QTL을 고려하여 계산된 육종값에 근거하여 어느 계통을 다음 단계로 진전시킬 것인지를 결정한다. 표현형검정에 비해 유전자형 검정에 소요되는 비용이 저렴해지면 Genome-wide selection 기법은 보다 널리 이용될 것으로 전망된다. 전통적인 육종방법과 생명공학을 이용한 좋은 예가 내침수성 벼를 개발한 것이다. 아시아에서 침수는 연간 10억$의 경제적 손실을 가져오는데, 인디카벼에서 유래한 Sub 1A 유전자는 수량성에 영향이 없으면서 벼의 침수저항성을 증가시킨다. 국제벼연구소는 Sub 1A 유전자를 라오스, 방글라데시. 인디아 그리고 인도네시아 품종에 도입하여 침수저항성 벼를 개발 중에 있다. 육종은 어느 때보다 작물의 생산성 증가에 큰 역할을 할 것으로 기대된다. 기후 변화에 따라 육종의 목표도 다변화될 것이다. 유전체연구를 통해 얻어진 식물의 전염기서열 해독, 유전자발현, 유전자의 기능, 최종적으로 생합성경로에 관여하는 유전자들의 네트웤 등의 정보는 육종에 새로운 paradigm을 제공하여 준다. 이 모든 정보는 농업생산성의 근간이 되는 양적형질의 분석에 유용하게 이용될 것이다. 중요한 점은 이같은 대규모 유전자형 검정은 표현형이 정확하지 않을 경우 큰 의미가 없다 (Montes et al. 2007). 특히, 수량성 등 양적형질의 경우 정확한 표현형검정을 위해 적절한 실험설계, 충분히 큰 집단, 다년간 및 여러 장소에서의 반복 실험이 필요하다. 교배와 선발 등의 전통적인 기술, 분자표지와 염기서열 분석 등 신기술의 결합은 작물의 양적형질 변이에 대한 우리의 이해를 크게 증진시킬 것으로 기대한다. 이러한 연구는 육종가, 분자유전학자 등 여러 분야 전문가들의 공동연구가 절실히 요구되는 분야이며 각 전문분야의 강점을 최대한 살리는 방향으로 추진되어야 될 것이다.

백진주'는 1991년 하계에 개화 후 수정된 양질다수성 품종인 일품벼 수정난을 26±1℃ 암조건에서 1 mM의 MNU 용액에 45분간 침지한 후 24시간 동안 수세하였다. 처리한 식물체를 온실에서 등숙시켜 종실을 수확하여 돌연변이 M1세대 697개체를 얻었다. 1992년 하계 온실에서 M2세대 15개체를 선발하여 1992/'93 동계 온실에서 M3 집단을 육성하였다. M4 세대부터는 포장에서 계통 선발법에 의해 주요 병해충 및 미질검정을 병행하여 다양한

화원4호'는 '일품벼'의 농업적 특성에 모로베레칸의 도열병 저항성 유전자가 이입된 근동질계통을 육성하기 위해 '일품벼'와 모로베레칸을 교배하고, 계속적인 여교배와 MAS를 병행 실시하여 유망한 계통 CR502-3-2 계통을 선발하였다. 생산력검정 시험 결과 조사된 형질 중 도열병저항성을 제외한 기타 형질에서는 '일품벼'와 유사한 근동질계통으로, 품종보 호원 출원 조건에 부합하여 '화원4호'로 명명하고 품종보호원을 출원하였다. 1. 출수기는 보통기재배에서

설갱'은 다양한 전분소재를 육성할 목적으로 1991년 하계에 양질다수성 품종인 일품벼에 돌연변이 유도물질(MNU)을 처리하여 M1세대 697개체를 얻었다. 1992년 하계온실에서 M2세대 113개체를 선발하여 1992/'93 동계 온실에서 M3집단을 육성하였다. M4세대부터는 포장에서 계통선발법에 의해 주요 병충해 및 미질검정을 병행하여 다양한 전분 신소재 계통을 선발 고정시켰다. 중만생종이며 전분의 형태가 아밀로스 함량은 일반 메벼와 같고 투명도는 찰

Gluten is the main functional component of wheat, and is the main source of the viscoelastic properties in a dough. One of the gluten group is glutenin, which is composed of high molecular weight (HMW) and low molecular weight (LMW) subunits. The HMW glutenin subunits (HMW-GS) have been shown to play a crucial role in determining the processing properties of the grain. They are encoded by the Glu-1 loci located on the long arms of homeologous group one chromosomes, with each locus comprising two genes encoding x- and y-type subunits. The presence of certain HMW subunits is positively correlated with good bread-making quality. The highly conserved N- and C- terminal contaning cystein residues which form interand intra-chain disulphide bonds. This inter chain disulphide bonds stabilize the glutenin polymers. In contrast, the repetitive domains that comprise the central part of the HMW-GS are responsible for the elastic properties due to extensive arrays of interchain hydrogen bonds. In this review, we discuss HMW-GS, HMW-GS structure and gluten elasticity, relationship between HMW-GS and bread wheat quality and genetic engineering of the HMW-GS.