본 논문에서 2011년 출범한 글로벌벼연구협력체계(GRiSP: Global Rice Science Partnership)의 개관과 연구내용을 기술하고, 우리나라의 GRiSP 참여 및 기여, 그리고 전망에 대해 제안하였다. 1. GRiSP는 벼 신품종, 신기술을 통한 생산성 증대, 지속가능하고 효율적인 쌀농업생산계체 확립, 그리고 정보전달 매커니즘을 통한 각 쌀 생산 영역의 균형성과 효율성 증대를 목표로 하며, 각 6개의 주제(theme)에 총 26개의 성과관리체계(product line: PL)를 두고 있다. 2. 2013년 현재47개국 903개의 연구기관이 GRiSP에 참여하고 있으며, 참여기관별 비중은 정부기관 및 출연연구소 (43.6%), 선진연구소 및 학계(25.9%), 시민단체(16.6%), 기업(12.5%), CGIAR(1.4%) 순이다. 3. GRiSP는 다국적 또는 지역적으로 특화되어 있는 다양한 컨소시움 또는 네트워크를 포함하며, 각각은 품종보급, 쌀의 품질과 영양개선, 벼 유전자원의 표현형 또는 유전자 기능 연구, 지속가능농업 기술, 생물공학 등을 공유한다. 4. GRiSP의 핵심기관인 IRRI의 2010-2011년 주요연구재원은, CGIAR(25.3%), 빌앤멜린다게이츠 재단(24.5%), 미국(8.0%), 일본(7.5%) 등을 들 수 있다. 5. 한국의 농촌진흥청은 지난 50년 간 IRRI와 긴밀히 연구협력을 해왔으며, 품종 및 재배기술 개발, 유전자원관련 연구등 총 49개의 연구주제가 GRiSP 연구성과관리체계에 대응될 수 있고, 현재 3개에 과제에 한국이 참여하고 있다. GRiSP의연구 내용 중 우리나라의 참여가 요구되는 전망 있는 분야로는 (1) 분자육종을 이용한 신품종 개발, (2) ICT와 쌀농업의결합, (3) 국제협력체계의 구축, (4) 농업에서의 여성의 역할,그리고 (5) 쌀농업의 후학 양성과 농업정책적 기여 등을 제안해 볼 수 있다.

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.

‘대립자미벼’는 한국방송통신대학교 농학과에서 2009년도에 육성한 종실이 크고 C3G 함량이 높은 복합기능성 유색미 품종이다. 주요 특징으로 중부평야지 평균 출수기는 8월 18일로 중만생종이며, 간장은 80.6 cm 정도이고, 종피색이 흑자색인 유색메벼 품종이다. 현미 장폭비는 1.88로 단원형이고, 현미천립중은 27.9 g으로 무거운 대립 품종이다. 종피의 안토시아닌 주색소인 C3G (Cyanidin 3-glucoside) 함량이 ‘흑진주벼’ 보다 3.6배 높은 품종으로 건강기능성 소재 및 가공용으로 활용가치가 높은 것으로 기대된다. 중부평야지역 보통기 보비재배 2개소에서 평균 450 kg/10a 수준으로 ‘흑진주벼’ 대비 16% 증수 되었다.

‘큰눈자미벼’는 한국방송통신대학교 농학과에서 2009년도에 육성한 쌀눈이 크고, C3G 함량이 높은 복합기능성 유색미 품종을 개발하였다. ‘큰눈자미’의 중부평야지 평균 출수기는 8월 13일로 중생종이며, 간장은 87 cm 정도이고, 종피색이 흑자색인 유색메벼 품종이다. 현미천립중은 18.9 g 정도이고, 장폭비는 2.14로 중원형이며, 현미에서 쌀눈의 비율이 8.2% 수준으로 ‘흑진주벼’의 2.5배 정도이며, 현미 1립 기준 쌀눈의 무게가 ‘흑진주벼’의 2.8배 수준인 거대배아미 품종이다. 현미의 지방함량과 Lysine 함량이 ‘흑진주벼’ 보다 높고, 종피의 안토시아닌 주색소인 C3G 함량이 ‘흑진주벼’에 비해 2배 정도 높은 품종으로 건강 기능성 소재로서 활용가치가 높을 것으로 기대된다. 중부평야지역 보통기 보비재배 2개소에서 평균 410 kg/10a 수준으로 ‘흑진주벼’ 대비 5% 증수 되었다.

슈퍼자미'는 한국방송통신대학교 농학과에서 2009년도에 육성한 C3G 고함유 흑자색 품종으로 주요특성과 수량성을 요약하면 다음과 같다. 1. 중부평야지 평균 출수기는 8월 25일로 만생종이며, 간장은 75 cm 정도이고, 종피색이 흑자색인 유색메벼 품종이다. 2. 현미천립중은 26.2 g 정도이고, 장폭비는 1.87로 단원형이며, 종피는 흑자색으로 안토시아닌 주색소인 C3G 함량이 '흑진주벼'의 10배 수준으로 색택이 균일한 품종이다. 3. 중부평야지역

최근 1인당 쌀 소비량은 지속적으로 감소하고 있으며 쌀의 소비성향도 고급화, 다양화됨에 따라 특수미 품종 육성이 중요한 육종목표로 대두되었다. 품종형 특수미의 주를 이루는 흑미의 안토시아닌은 항산화 활성이 높은 것으로 보고되었고 큰눈벼 등의 거대배아미 품종은 GABA 함량이 우수하여 발아현미용 쌀로서 각광받 고 있다. 본 연구는 다기능성 흑미품종 육성을 목적으로 안토시아닌 함량이 높으면서 거대배인 품종을 육성하 기 위하여 흑진주벼와 수원425호 교배 후대 계통에 거대배 계통인 EM76을 교배하여 그 후대에서 Cyanidin- 3-glucoside(C3G) 함량이 높고 거대배 특성을 가지는 품종을 육성하였다. 육성된 큰눈자미벼는 출수기가 흑 진주보다 20일 정도 늦은 중만생으로 키는 87cm 정도로 흑진주에 비해 10cm 정도 크고, 수장은 같으면서 수당립수가 많다. 현미 천립중은 흑진주보다 약간 무거우며, 현미에서 쌀눈이 차지하는 비율이 8.1%로 흑진주 보다 2.5배 높았다. 현미 100g당 C3G 함량은 흑진주보다 약 2배 높았다. 큰눈자미벼는 모본에 비해 지방함량 이 높고, 단백질 함량은 흑진주에 비해 낮으며, Ca과 K 햠량은 흑진주에 비해 낮았다. 총 아미노산의 함량은 모본보다 낮았으나 필수아미노산의 비율은 높았다. 아미노산 조성은 Alanine, Cystein, Methionine, Tyrosine은 모본에 비해 낮았고, Threonine, Valine, Lysine, Histidine은 높게 나타났다. 육성된 큰눈자미벼 품종은 흑진주에 비해 안토시아닌 함량이 2배 정도 높고, 쌀눈이 큰 거대배 흑미 품종으로 발아현미 및 가공용도 등 다양하게 이용 가능할 것으로 기대된다.

다양한 기능성 벼 품종에 대한 수요가 급증함에 따라 용도 다양화를 위한 40여개 이상의 벼 품종이 육성되었으 며, 특히 본 연구진은 천연색소 안토시아닌의 함량이 높고, 복합기능성 품종인 슈퍼자미벼, 큰눈자미벼, 대립 자미벼를 육성, 보고한 바 있다. 이들 기능성 벼 품종은 향, 색, 가공적성, 물질이용 등 다양한 요구에 부합하 고 있으나, 줄무늬잎마름병, 도열병 등 병 저항성이 여전히 문제시 되고 있다. 최근 흑설, 흑향, 흑광벼는 줄무늬잎마름병에 강한 것으로 보고된 바 있으나 대부분 유색미 특수미 품종은 잎도열병과 목도열병에 약한 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 벼 수량성 확보에 심각한 문제를 일으키는 도열병 저항성 유전자를 탐색 하고, 저항성 육종의 기초자료를 제공하고자 수행하였다. 흑진주벼 등 19개 흑자미 품종과 대립벼 1호, EM76, 적진주벼, 홍진주벼 등 총 24개 품종을 공시재료로 하여 Pi-a, Pi-b, Pi-i, Pi-5, Pi-9 및 pi-ta에 대한 도열병 저항성 유전자를 분석한 검정한 결과, 탐진벼와 상해향혈나의 교배후대에서 육성된 흑남벼는 6개 유전자 모두를 포함 하지 않는 것으로 조사되었고, 흑남벼를 모본으로 사용한 신농흑찰과 신명흑찰 또한 6개 유전자 모두를 포함 하지 않는 것으로 조사되었다. 흑설, 흑향, 흑광벼는 모두 pi-a 유전자를 가지고 있었으며, 흑설은 Pi-b와 Pi-i를, 흑광벼는 Pi-b와 Pi-ta를 추가적으로 포함하고 있었다. 용금1호에서 유래된 흑진주벼는 용금1호와 동일한 Pi-a, Pi-b, Pi-ta 3개의 저항성 유전자를 가지고 있었으며, 흑진주벼와 수원425호의 교배후대에 EM76을 교배하여 얻어 진 큰눈자미벼는 Pi-b와 Pi-ta를 포함하고 있는 것으로 조사되었다. 오봉벼와 긴까락샤레벼의 교배후대에서 육성 된 적진주벼는 Pi-a, Pi-i, Pi-ta를, 자광도를 교배모본으로 사용한 홍진주벼는 Pi-b 유전자를 포함하였다. 기능 성 특수용도 벼 품종 육성을 위해서는 도열병 등 다양한 병 저항성 유전자 탐색을 위한 마커 개발과 폭넓은 유전자원 탐색이 필요하며, 이를 통해 기능성 벼 품종의 안정적인 재배면적 확대와 농가 소득 증대가 가능할 것으로 사료된다.

고부가가치 쌀 품종 육성을 위하여 검정벼와 대립벼를 인공교배하여 계통육종법으로 계통을 선발 및 고정하 여 안토시아닌 함량이 높으면서 대립종인 대립자미벼를 육성하였다. 출수기는 조생종인 검정벼보다 16일 정 도 늦은 중만생종으로 간장은 75.8cm 정도로 검정벼보다 크고, 대립벼1호보다는 작다. 포기당 이삭수는 검정 벼보다 6개 정도 많았으며 현미 천립중은 27.7g으로 검정벼의 1.5배 높게 나타났다. 현미 100g 당 Cyanidin-3-glucoside(C3G) 함량은 1070mg으로 흑진주보다 3.9배 높게 나타났다. 대립자미벼는 모본에 비해 단 백질과 회분, 칼륨의 함량이 높게 나타났고 탄수화물의 함량은 다소 낮게 나타났다. 대립자미벼의 총아미노산 함량은 모본에 비해 높았으며, 필수아미노산의 비율도 높게 나타났다. 조사된 17개 아미노산 중에서 대립자 미벼의 Cystein, Tyrosine, Arginine의 비율은 낮게 나타났고, Valine, Isoleucine, Leucine, Phenylalanine의 비율은 높게 나타났다. 육성된 대립 흑미인 대립자미벼는 기존의 품종에 비해 안토시아닌의 함량이 높고 단백질함량 등의 성분 조성과 아미노산 조성이 다른 품종으로 다양한 용도로 이용 가능하므로 농가소득 향상에 기여할 것으로 기대된다.

최근 들어 쌀은 맛과 영양뿐만 아니라 기능성이 강화된 기능성 쌀에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있으나 품종형 기능성 쌀의 종류는 많지 않으며 대부분이 쌀에 특정 영양소나 천연물질을 코팅한 가공형 특수미가 주를 이루고 있는 실정이다. 흑미에 존재하는 Cyanidin-3-glucoside(C3G)는 안토시아닌계 색소의 일종으로 연구 결과에 따르면, 자유라디칼의 소거기능이 우수하고 특히 인체에 유해한 활성산소의 흡착능력이 뛰어나 항산 화제로서의 기능이 재평가되고 있는 색소이다. 본 연구는 기능성 특수미 품종육성의 일환으로 C3G함량을 높이기 위해 수행하였으며, 흑진주 벼와 수원425호의 후대계통과 대립벼1호를 교배하여 C3G함량이 높은 계통 을 육성하였다. 슈퍼자미벼Ⅰ은 출수기가 흑진주에 비해 30일 정도 늦은 만생종으로 줄기가 굵고 반직립의 분얼개형이 양호하다. 간장은 73cm로 흑진주와 비슷하고 수수와 수당립수가 많고 현미천립중이 27.1g으로 흑진주에 비해 1.6배 무겁다. 슈퍼자미벼Ⅱ는 출수기가 흑진주에 비해 33일 늦은 만생종으로 줄기가 굵고 분얼개형이 양호하다. 간장은 93.7cm로 장간이며 수수와 수당립수가 많고 천립중이 흑진주의 1.5배인 26.1g이 다. 슈퍼자미벼Ⅰ,Ⅱ의 C3G함량은 흑진주의 10배 정도로 매우 높은 수준이며 단백질, 회분, Ca, K 함량은 흑진주보다 낮았다. 총아미노산의 함량은 흑진주에 비해 낮았으나 필수아미노산의 비율은 높게 나타났다. 아미노산 조성은 Cystein, Tyrosine, Arginine의 비율은 모본에 비해 낮았으며, Aspartic acid, Valine, Isoleucine, Leucine 비율은 높게 나타났다. 슈퍼자미벼는 기존의 흑미 보다 C3G 함량을 획기적으로 증가시킨 품종으로 기능성 식품으로서 적극적인 활용이 기대된다.

This study was carried to examine the changes in kernel-greenness under different storage conditions in green-kerneled rices, Saedongchalbyeo (Korea) and Hexi41 (China). Rough and brown-rice grains were stored just after harvest under different storage conditions; low (15℃) and room temperature storage, and light and dark storage at 21℃, 24℃, and 27℃. Kernel- greenness was measured by using colorimeter. When the grains were stored in brown rice at room temperature under light condition after harvest, kernel greenness was maintained up to 4 months and gradually faded away until 8 months. However, kernel greenness was maintained up to 10 months storage after harvest at room temperature under dark condition, and up to more than 11 months at low temperature under dark. Rough-rice grains kept the greenness up to more than 11 months regardless of the light and temperature. The higher the storage temperature, the less kernel-greenness when stored in brown rice. Light was the critical factor for degradation of kernel-greenness. For long-term storage of green-kerneled rices, rough-rice storage, or brown-rice storage under low-temperature and dark condition seemed to be desirable for the maintenance of kernel-greenness.

This study was carried out to investigate the cultural conditions for optimizing kernel greermess in order to obtain basicinformation for breeding and cultivation of green-kerneled rice varieties. Thirty-days-old seedlings of two green-kerneled varieties,