This study was conducted, using 10 high-quality rice varieties, at 24 experimental sites in 2013 and 2014 to analyze the comparative relationship among head rice yield (HRY), its attributes and sub-attributes. In the data set pooled across sites, years and varieties, where regional and varietal variations were combined, HRY was associated with milled rice yield (MRY) more closely than percentage of head rice (PHR) although both MRY and HRY demonstrated significant relationship with HRY. In the PHR higher than 80%, compared to 80% or less, fitness of the regression between PHR and HRY decreased. MRY and PHR, the two attributes of HRY, were not significantly associated with each other. Regional variation of HRY was associated only with MRY while varietal variation of HRY was related to both MRY and PHR. HRY and MRY showed regional variation greater than varietal variation meanwhile PHR demonstrated regional and varietal variations in a similar range. In the data set pooled across sites, years and varieties, MRY demonstrated relationship with spikelets per square meter (SPIK) in a higher significance than percentage of grain filling (PGF) and 1000-brown rice weight (TBRW). Both regional and varietal variations of MRY showed significant relationship only with SPIK, neitherwith PGF nor TBRW. It is concluded that regional variation of HRY was affected by MRY, varietal variation by both MRY and PHR, and region-variety combined variation mainly by MRY.

‘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.

Relationship between grain quality-related traits and daily mean temperature/sunshine hours during grain filling stage was analyzed using eleven high quality rice varieties at 24 experimental sites through eight provinces of Korea in 2013~2014. In the data set pooled across varieties, experimental sites and years, grain quality-related traits such as percentage of head rice (PHR), head rice yield (HRY), protein in milled rice (PRO) and Toyo Mido Meter glossiness value (TGV) were higher at the temperature lower than 22.6℃ for 40 days after flowering (DAF), which was optimum for percentage of grain filling in this study. Optimum sunshine hours for 40 DAF were 6.0~6.1 hr d -1 when considered PHR, HRY and TGV. PRO was associated with daily mean temperature and sunshine hours for 40 DAF in more varieties than the other traits. PRO was closely correlated with daily mean temperature during early filling stage and sunshine hours during early to mid filling stage, compared to other stages during grain filling. It is concluded that general trend in the variation of grain quality-related traits could be explained by the changes in daily mean temperature and sunshine hours during grain filling. In addition, climate conditions during early grain filling stage played important roles to enhance grain quality.

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.

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.

1. 선행 연구에서 염색체 3번의 RM60~RM231 부근에서 종자중, 수당립수에 관여하는 QTL이 탐지되었고, 이를 확인하기 위하여 이 지역에 크기와 위치가 다른 O. glaberrima 단편이 이입된 5 계통을 선발하여 표현형을 조사하였다. 실험 결과 계통별로 출수기, 임실률, 수당립수, 종자중을 제외한 형태적 특성들이 밀양23호와 비슷한 양상을 보였다. 이는 대부분의 염색체 지역이 밀양23호로 회복되었기 때문이라고 보여진다. 2. 유전자의 위치를

화학적 종자소독방법이 아닌, 유기 친환경 벼 재배단지에서 이용하고 있는 60℃ 온탕소독 방법 수행시 종자내 수분함량에 따른 발아율에 차이가 있을 것으로 생각하여 본 연구를 수행하였다. 2009년 충남농업기술원 작황 시험포장의 삼광벼를 출수 후 55일에 수확하여 비닐봉지에 담아 5℃로 10일간 냉장시켰다. 그 이후 건조시키 면서 수분함량을 조사하였으며, 수분함량별 시료를 60℃로 조정된 water bath에서 1분에서 19분까지 2분단위 로 침종시간을 달리하면서 처리하였다. 온탕처리 후 종자를 꺼내어 30℃에서 48시간 기포기를 가동하여 발아 를 진행시켰으며, 발아율을 조사한 결과는 다음과 같다. 수분함량이 높을수록 온탕처리 시간 경과에 따른 발아율이 현격히 떨어졌다. 종자 수분함량이 22%일때 1분경과시 발아율이 56.2%였는데, 3분 이후에는 전혀 발아가 되지 않았다. 19%에서는 1분경과시 80.7%였지만 9분처리시 18%까지 낮아졌다. 벼 종자 내 수분함량 에 따라 80%이상의 발아율을 보이는 처리시간은 19%에서는 1분, 16%에서는 7분, 15%에서는 7분, 14.3%에서 는 11분이었으며 9.5%에서는 19분이 경과해도 85.5%의 발아율을 나타내었다. 상기의 결과를 통해서, 60℃ 종자소독시 안전한 발아율을 얻기 위한 적정 소독시간은 종자의 수분함량에 따라 달리 결정되어야 할 것이며 이에 따른 소독효과도 함께 검증되어야 할 것으로 판단되었다.