‘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.

‘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.

Cyanidin-3-glucoside(C3G) 고함유 흑자색미 계통을 육성하기 위해 흑진주, 수원425호, 상해향혈나, 용금1호, C3GHi 품종 및 계통들 간에 완전이면교배에서 얻은 20개 조합 F1 의 현미 천립중과 C3G함량에 대한 diallel analysis 및 조합 능력 분석 결과는 다음과 같다. 1. 교배모본의 현미 천립중은 16.6 g(흑진주) - 30.4 g(상해향혈나)이고, 현미 100 g당 C3G 함량은 C3GHi가 흑진주의 5배 정도 높은 1043.5 mg으로 나타났다. 2. 완전이면교배 결과 현미 천립중과 C3G 함량은 비대립 유전자 효과는 나타나지 않았고, 유전자의 상가적 및 우성적 유전효과만 인정되었다. 3. 현미 천립중과 C3G 함량의 유전 양식은 두 형질 모두 상가적 및 우성효과에 의한 부분우성을 보였으며, 평균 우성정도는 각각 0.80 및 0.69였고, 교배모본에서 정의대립 유전자 비율이 높았으며, 우성친의 빈도가 높고, 후대에서는 감소하는 방향으로 작용하였다. 4. 두형질의 상가적 유전효과에 의한 협의의 유전력은 각 각 0.66, 0.70이고, 광의의 유전력은 각각 0.98, 0.98로 높게 나타났다. 5. 현미 천립중에 대한 일반조합능력 효과는 상해향혈나가 가장 높았고, 흑진주가 가장 낮았으며, 흑진주/수원425 호, 수원425호/C3GHi 조합의 특정조합능력 효과가 가장 높았다. 6. C3G함량에 대한 일반조합능력 효과는 C3GHi가 가장 높았고, 상해향혈나가 가장 낮았으며, 흑진주/C3GHi 조합에서 특정조합능력 효과가 가장 낮게 나타났다.

유색미 품종 중에서 안토시아닌 함량이 높은 품종과 낮은 품종의 종실특성 차이와 수정 후 일수에 따른 안토시아닌 함량변화를 구명하여 안토시아닌 고함유 품종육성의 기초자료로 활용하고자 하였다. 식물에서 안토시아닌 합성은 phenyl alanine을 시작물질로 하여 phenyl propanoid 합성경로에서 출발하여 flavonoid 합성경로를 통해 이루어진다. C3G 색소함량이 흑진주벼보다 8배 높은 C3GHi 쌀은 phenyl propanoid 합성경로의 첫 번째 위치에 있는 PAL과 CHS, F3H, DFR 그리고 직접 안토시아닌 합성에 관여하는 ANS 유전자 발현이 많았다. 특히 ANS 유전자 발현이 안토시아닌 고함유 품종에서 높게 나타났다. 또한, C3GHi 쌀은 유색미 겨층의 좌보다 우측의 종피와 호분층 두께가 두꺼웠다. C3GHi 쌀의 껍질무게는 평균전체 종실무게의 약18～22%정도로 다른 유색미보다 무거웠다. C3G 색소함량은 출수 후 20일까지 급격히 증가한 후 감소하여 출수 후 35일 이후에는 양의 변화를 보이지 않았다. 또한 초기 유색미 종피 색깔의 변화는 특정부위로부터 시작하여 점차 확대되는 것으로 관찰되었다.