종실 돌연변이를 유기하여 미질개선을 위한 육종으로의 적극적인 활용을 목적으로 얻어진 신동진벼 돌연변이 계통의 작물학적 특성과 종실 저장단백질을 변이모본과 비교 분석을 검토하여 얻은 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 종실 변이계통의 작물학적 특성은 변이모본보다 생태특성의 출수기에서는 대부분 조생의 경향을 보였고, 간장 및 수장은 짧은 경향을 나타냈고, 또한 종실특성의 현미 길이, 현미폭 및 천립중에서도 변이모본보다 짧거나 낮은 정도를 나타냈다. 2. SDS-PAGE 분석결과 opaque 군의 SM-22와 giant embryo 군의 SM-34는 글루테린 폴리펩타이드에서 높은 농도를 보였고, floury 군의 SM-23, shrunken 군의 SM-26, sugary 군의 SM-31은 전단백질 농도패턴은 낮게 보이면서 55kDa 이상의 고분자 band에서 다양성을 나타냈다.

Magnesium is important not only for the growth of rice itself, but also as an essential micronutrient component of half of the world population who are supported by rice. Here, we performed genome-wide association study (GWAS) with high-resolution density SNPs to identify natural allelic variation in Mg2+ increase from rice set, which is derived from a total 24,368 rice germplasms. The range of the concentration and distribution of Mg2+ in 295 core accessions of brown rice grain were wide, from 18.17mg/L to 57.11mg/L, with mean 39.71mg/L. In particular, GWAS result shows that the high peak found on chromosomes 3 and 11. The new natural variants identified through haplotyping analysis would be useful to develop new rice varieties with improved storage ability of the valuable mineral through the future molecular breeding.

‘Hyowon 4’, a new medium maturing glutinous rice variety was developed by the rice breeding team of Pusan National University in 2013. This cultivar was derived from a cross between ‘Boseokchal’ and ‘Donna’ with good glutinous property. During F3~F8 generation, breeding lines were selected by a pedigree breeding method. As a result, the promising line (JS23-4-39-14-5-1-1-1) with good glutinous property was advanced and designated as the name of ‘SP 106’ in 2012. This variety headed on Aug. 15, which is 2 days later than ‘Dongjinchal’ in middle plane. The culm length and panicle length of this variety was 82.4 cm and 21.1 cm, respectively. This variety has about 13.9 tillers per a hill and 100 spikelets per a panicle. The ratio of ripened grain is about 92.0% and 1000-grain weight was 20.9 g in brown rice. The yield performance was 5.03 MT/ha in local adaptability test.

Although rice has been cultivated as a major food crop for approximately 5,000 years, the interest of customers in ‘scented rice’ is a recent trend in the Korean market. As a part of developing a germinated scented rice variety, the newly bred scented rice variety ‘Cheonjihyang-1 se’ was germinated for 24 h, and changes in profiles of flavor-related volatiles, lipophilic phytonutrients, and fatty acids were investigated. The profiling of volatile compounds by using a headspace-gas chromatography-mass spectrometry (HS-GC-MS) revealed a total of 56 odor-active flavoring compounds; 52 at the pre-germination stage, 51 at the post-germination stage, and 47 common at both stages. The major flavoring compounds were nonanol and benzene, which constituted 11.5% and 6.6%, respectively, of the total peak area in pre-germinated rice, and 19.4% and 6.5%, respectively, in post-germinated rice. Germination induced an increase in 13 flavoring compounds, including 3,3,5-trimethylheptane and 1-pentadecene, which increased by 763 and 513%, respectively by germination. However, we observed a germination-induced decrease in most of the other flavoring compounds. Especially, the most important scented rice-specific popcorn-flavoring compound, 2-acetyl-1-pyrroline, showed 89% decrease due to germination. Furthermore, the germination of scented rice induced a decrease in the content of various phytonutrients. For example, the total contents of phytosterols, squalene, and tocols decreased from 207.97, 31.74, and 25.32 μg g -1 at pre-germination stage down to 136.66, 25.12, and 17.76 μg g -1 , respectively at post-germination stage. The fatty acid compositions were also affected by germination. The composition of three major fatty acids, linoleic, oleic, and palmitic acids, increased from 36.6, 34.2, and 24.4%, respectively, at the pre-germination stage to 37.9, 36.9, and 20.7%, respectively, at the post-germination stage. All these results suggested significant changes in the flavor-related compounds and phytonutrients of the scented rice variety ‘Cheonjihyang-1 se’ during the process of germination, and subsequently the need for developing a more precise process of germination to enhance the flavor and nutritional quality of the germinated scented rice products.

''Hyowon 5’, a new aromatic rice variety with high yield was derived from a cross between 'Dasan’ as a high yield source and ‘IR841-1-1-2’ as a donor for aroma. A general pedigree breeding method was applied to develop Hyowon 5. In F8 generation, a promising line, JS14-12-36-8-5-3-1-1-1, was selected and designated as the name of ‘SP 102’ in 2012. This variety headed on Aug. 14 , which is 3 days later than ‘Hwayoung’ in middle plane. The brown rice of this aromatic variety ‘Hyowon 5’ exhibited 51 odor-active volatiles including a pop corn-flavoring 2-acetyl-1-pyrroline which is exclusively detected in aroma rice varieties. The Culm length and panicle length of this variety was 83.2 cm and 26.4 cm, respectively. This variety has about 14.9 tillers per hill and 124.5 spikelet numbers per panicle. The 1000-grain weight was 20.9 g in brown rice. The yield performance of brown rice was 6.27 MT/ha in local adaptability test.

'Hyowon 2’, a new medium-late maturing glutinous rice variety with short clum and lodging tolerance was developed by the rice breeding team of Pusan National University in 2013. This cultivar was derived from a cross between 'Junam’ as a short clum source and ‘Donna’ with a good glutinous properties. During selected by the pedigree breeding method, until F8 generation. As a result, a promising line, JS22-3-24-1-6-2-1-1-1, was advanced and designated as the name of ‘SP 105’ in 2012. This variety headed on Aug. 22 is 9 days later than ‘Dongjinchal’ in middle plane. The Culm length and panicle length of this variety was 65.6 cm and 22.5 cm, respectively. This variety has about 14.4 tillers per hill and 113 spikelet numbers per panicle. The ratio of ripened grain is about 93.0% and 1000-grain weight was 18.4 g in brown rice. This variety has higher α-tocotrienol content compared to that of ‘Hwasunchal’. The yield performance of brown rice was 4.81 MT/ha in local adaptability test.

가공용 쌀의 소비량은 2005년 이후 꾸준히 증가하고 있는 추세로서 국내 쌀 소비 기반 확대를 위해서는 기존 밥쌀 시장을 유지하는 것과 함께 다양한 쌀 가공식품 시장 개척을 통한 소비기반 확충이 필요하다. 본 연구는 향기 성분 에 대한 간이 평가법을 개발하고, 다수성 향미 신품종 개발을 목표로 수행하였다. 향기 계통의 조기 선발을 위해 벼 식물체 잎을 채취하여 Solid Phase Micro Extraction(SPME)를 이용한 향기성분 검출법을 확립하였고, 벼에서 주 요한 향기성분으로 알려진 2-acetyl-1-pyrroline (2AP)의 methyl ketone기에 특이적으로 반응하는 DNPH (2,4-di-nitrophenyl hydarazine)을 이용하여 향미계통과 무향 계통을 차별화 가능한 2AP-DNPH간 고유 발색반응을 조건을 설정하였고, 이를 활용한 향의 유무 및 간이 수준의 2AP함량 추정이 가능할 것으로 판단되었다. 향미품종 개발을 위해 고세대 육성계통의 생산력 및 지역적응성 시험을 통해 복합저항성 향미 계통 및 가공용 다수성 향미 계통 등 우수 계통을 육성하였다. 예농3호는 수원지역에서 8월 22일경에 출수하는 중만생종으로 간장이 78.4cm로 화영벼와 비슷하고, 현미의 단백질함량과 아밀로스 함량은 각각 6.9%, 18.6% 수준이며, 현미 천립중은 19.4g정도 이고, 장폭비는 2.79의 장원형이다. 내냉성, 목도열병, 흰잎마름병 및 줄무늬잎마름병에 중 정도의 저항성을 보였 으나 멸구에 대한 저항성은 없었으며, 10a 당 수량은 417kg 수준이었다. 효원 5호는 수원지역에서 8월 14일경에 출 수하는 중생종으로 간장이 81cm로 다산벼 보다 크고, 이삭길이가 26.1cm로 긴 편이었다. 현미의 단백질 함량과 아 밀로스 함량은 각각 8.4%, 19.4% 수준이고, 장폭비는 2.9의 장원형이다. 현미천립중은 20.8g이며 10a 당 수량은 627kg 수준이다. 육성 향미계통 및 품종은 떡볶이용 떡, 볶음밥 등 조리 가공용으로 활용이 가능할 것으로 기대 된다.

‘진상’은 공주대학교에서 2013년도에 육성한 고품질 저아밀로스 품종으로 주요특성과 수량성을 요약하면 다음과 같다. 1.‘진상’은 중서부평야 보통기 보비재배에서 출수기가 8월 11일로 ‘추청’보다 약 11일 빠른 중생종으로, 이삭길이는 19 cm로 ‘추청’과 비슷한 수준이었으나, 간장은 75.2 cm로 ‘추청’보다 짧다. 2.‘진상’의 정현비율은 81.2%로 ‘추청’과 비슷한 수준이며 현미길이와 폭이 각각 4.86 mm, 2.91 mm로 ‘추청’에 비해 약간 길고, 넓은 단원형 품종이다. 현미 천립중은 20.91 g 수준이며, 수량성은 457 kg/10a로 ‘추청’과 비슷하였다. 3.‘진상’은 중간찰벼로서 투명도가 중간 정도의 불투명 배유 특성이고, 알칼리 붕괴도는 6.4 정도이며, 아밀로스함량은 11.9%로 대조품종 19.1%보다 낮고, 도요 식미기로 측정한 밥 윤기치는 대조품종인 ‘추청’보다 높게 나타났다.

최근 지속적인 쌀 소비량 감소로 쌀 가공식품에 대한 관심이 높아지고 있다. 차별화되는 양질의 가공용 쌀의 개발과 안정적인 원료 공급을 통해 쌀 소비 기반을 확대할 필요가 있다. 또한 전통지식을 바탕으로 하는 전통식품에 대한 관심이 고조되고 있는 바, 국내 토종 유전자원에 대한 육종 소재로서의 활용을 확대할 필요가 있다. 본 연구는 민요, 문헌 등에서 떡으로 가공했을 때 오랫동안 굳지 않는 특성이 있는 것으로 알려진 재래종 찰벼인 ‘돼지찰벼(돈나)’의 우수한 가공특성을 규명하고, 재배안정성 및 수량성이 개선된 양질의 찰벼 신품종 육성을 위해 수행되었다. 단간 내도복 찰벼 계통 육성을 위해 주남벼에 돼지찰벼를 교배하였고, 복합저항성 찰벼 계통육성을 위해 보석찰벼와 돼지찰벼를 교배하여 F1을 얻었고, 각각의 F2를 전개하여 계통육종방법에 의해 우량계통을 선발하였다. 단간내도복 특성의 찰벼 우량계통(JS22-3-24-1-6-2-1-1-1)은 수원지역에서 8월 22일경에 출수하는 중만생종으로 간장이 평균 66.2㎝이고, 이삭길이는 22.5㎝ 이다. 현미의 길이와 폭은 각각 4.5㎜, 2.8㎜로 장폭비가 1.9 정도였고, 현미 천립중이 18.5g 정도로 다소 소립이며, 10a 당 수량은 480kg 정도이다. 육성된 복합저항성 찰벼 우량계통(JS23-4-39-14-4-5-1-1-1)은 수원지역에서 8월 15일경에 출수하였고, 간장이 82.3㎝이고 현미천립중은 21.0g 정도이며, 10a 당 수량은 500kg 내외로 동진찰벼와 비슷한 수준이었다. 포장에서 목도열병, 흰잎마름병, 줄무늬마름병에 대해 저항성을 보였다. 토종 찰벼의 우수 가공특성을 활용한 양질의 찰벼 계통으로 친환경재배용 품종 및 쌀가루 가공용 등으로 활용이 가능할 것으로 기대된다.

최근 국내 쌀 소비량은 지속적으로 감소하고 있으며 수입량이 꾸준히 증가하여 국내 쌀의 과잉 공급의 문제가 발생하고 있다. 특히 밥쌀용은 해마다 감소하고 있으나, 가공용 쌀의 소비량은 2005년 이후 꾸준히 증가하고 있어 다양한 기능성 품종개발 및 새로운 수요 창출이 요구되고 있다. 본 연구는 가공용 향미 벼 품종육성을 위해 수행되었으며, 다수성 통일계 품종인 다산벼와 향 특성을 갖는 IR841을 교배하여 F1을 얻었고, F2를 전개한 후, F3 이후 다수계이며 향을 갖는 계통을 선발하여 초형과 수량성이 우수한 계통(JS14-12-36-8-5-3-1-1-1)을 육성하였다. 육성계통은 수원지역에서 8월 14일경에 출수하는 중생종으로 간장이 평균 81.5㎝으로 다산벼 보다 다소 크고, 이삭길이는 26.2㎝, 이삭당 벼알수는 평균 128개로 다산벼와 비슷한 수준이다. 현미의 길이는 평균 6.67㎜, 폭은 2.29㎜, 두께는 1.70 수준으로 장폭비 2.9의 장원형이다. 현미의 단백질함량과 아밀로스 함량은 각각 8.4%. 19.4% 수준이었다. 현미의 천립중은 20.8g이며 10a 당 수량은 627kg 수준이다. 도복에 강하고, 도열병에 어느정도 견디는 편이나 멸구 등 해충에는 약하다. 육성 다수성 향미계통은 떡복이용 떡, 볶음밥 등 조리가공용으로 활용이 가능할 것으로 기대된다.

최근 생물다양성 협약의 발효로 유전자원 사용에 제한이 있게 되면서 국내 재래종 유전자원에 대한 유전변이 평가를 통한 육종소재로 활용 가능한 유용유전자원 확보는 대단히 중요한 과제로 대두 되었다. 그 중 벼 육종에 있어서 도열병 저항성은 재배안전성 측면에서 가장 중요한 형질 중의 한가지로서 많이 연구 되었는데 효율적인 수단으로는 저항성이 증대된 신품종을 육종하는 것이 가장 효율적인 방법이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 국내 재래종 벼 품종들에 대해 주요 도열병 저항성 유전자를 탐색 하고 재래종 벼의 유전적 특성을 분석하여 벼 품종육성의 기초자료로 제공하고자 수행하였다. 선행연구에서 보고된 도열병 유전자 정보를 이용하여 국내 재래종 벼를 대상으로 분석한 결과, 홍도, 홍사도, 사두초, 앵미, 효성재래종, 적선, 선, 한양조, 백곡나 등에서 Pi-b 저항성 유전자가 탐색 되었다. 추후 국내 재래종 유전자원은 병저항성 육성 소재로 활용 가능할 것으로 생각된다.