본 연구는 국내 밀 품종의 숙기 단축을 위해서 국내 밀 계통 및 재래종 410 계통의 간장, 파성과 감광성에 관련이 있는 유전자로 알려진 Rht-1, Vrn-1, Ppd-1 유전자의 조성을 분석하였다. 분석에 이용된 국내 밀 재료는 국립 유전자원 센터에서 분양 받았으며, 국내 육성 밀 계통은 111개였으며, 238개 국내 재래종과 61개 북한 수집종을 포함하고 있으며, 간장, 수장과 출수기를 조사하였다. 410개 국내 밀은 모두 vrn-1과 Ppd-A1b 유전자를 지니는 것으로 나타났으며, Rht-B1a, Rht-D1a, vrn-B1, Vrn-D1, Ppd-B1b와 Ppd-D1a 유전자는 대립되는 유전자에 비해서 발생빈도가 높은 것으로 나타났다. 국내 재래종과 비교했을 때 육성계통은 Rht-D1, Ppd-B1과 Ppd-D1 유전자의 발생 빈도가 상이한 것으로 나탔으며, 북한 수집종은 국내 육성계통 및 재래종과 비교하였을 때 Rht-B1b와 Vrn-D1 유전자의 발현 빈도가 높은 것으로 나타났다. 국내 육성 계통은 국내 재래종과 북한 수집종에 비해 출수기는 중간 수준이었지만 간장과 수장은 짧은 것으로 나타났다. Rht-B1a, vrn-D1, Ppd-B1b과 Ppd-D1b 유전자를 지닌 밀은 상대 대립유전자보다 간장과 수장이 긴 것으로 나타났으며, Vrn-B1b와 vrn-D1 유전자를 지닌 밀은 Vrn-B1와 Vrn-D1 유전자를 지닌 밀에 비해서 출수기가 늦은 것으로 나타났으며, Rht-B1b와 Rht-D1b 유전자를 가지는 밀은 Rht-B1과 Rht-D1의 유전적 조성에서 출수기가 가장 늦고, 간장이 가장 짧은 것으로 나타났다. 반면에 Ppd-B1b와 Ppd-D1b 유전자를 지닌 밀은 Ppd-B1과 Ppd-D1 유전자 조합에서 간장과 수장이 가장 긴 것으로 나타났다.

기상조건의 변화로 우리나라에 벼멸구의 발생이 점차 증가하며 피해가 커지고 있다. 이에 다양한 벼멸구 저항성 유전자를 가진 벼 품종의 육성이 필요하다. 국내 육성 자포니카 벼 품종 중 벼멸구 저항성 품종은 Bph18 유전자를 가진 ‘안미’를 제외하고 모두 bph2(‘화청’, ‘하남’, ‘다청’, ‘친농’, ‘친들’) 유전자를 가지고 있다. 유묘검정 결과 bph2 유전자를 가진 품종은 벼멸구 흡즙에 중도저항성을 보인 후 4주 이상 지나며 고사되는 반면, ‘안미(Bph18)’는 계속해서 강한 저항성 반응을 나타낸다. 인공교배를 통해 Bph18 유전자를 가진 계통을 육성하였다. 빠른 DNA 마커 검정을 위해 12번 염색체의 Bph18 유전자와 연관된 마커를 검색하여 PCR 후 전기영동을 수행한 결과 RM3331이 저항성 유전자별 밴드의 위치가 다른 증폭 반응을 보였다. 각 계통에 대한 밴드분석 결과 벼멸구 저항성 유전자가 없는 ‘TN1’과 ‘호평’은 위치가 다른 밴드를 보였는데 이는 인디카와 자포니카의 유전적 백그라운드의 차이로 프라이머의 증폭 부위가 달라 발생한 것으로 추측된다. Bph18 유전자를 가진 ‘익산562호’와 Bph1 유전자를 가진 ‘청청벼’, ‘Mudgo’, ‘IR09N379’의 밴드 위치가 같은 것은 두 유전자가 중복되어 위치해 있기 때문인 것으로 보인다. 따라서 RM3331로 생성된 PCR 산물의 크기는 제한효소 처리없이 2% agarose gel로 분석이 가능한 간편성을 가지고 있지만, 저항성 유전자가 중복되어 있는 Bph18과 Bph1 유전자를 구분하기는 어려우며 벼멸구 저항성 유전자를 가지고 있지 않은 계통과의 구분에 선택적으로 사용하는 것이 적합할 것으로 보인다.

벼 꽃가루(약) 배양은 유용유전자의 조기고정으로 육종년한 단축을 위한 육종법으로 실용화되고 있다. 국내에서는 이 배양법에 의해 1985년 처음으로 농촌진흥청에서 화신벼를 육성한 이래 현재까지 20여 품종이 육성되었고, 국외에서는 IRRI에서 1995년 첫 약배양 유래 품종이 육성되었다. 국내에서 이 육종법은 전통교배육종에 비해 품종육성 기간을 2년정도 단축시켰다. 도입초기의 주요 목적형질은 양질, 내병충성이 강화된 품종이 육성되었으며 최근 2000년대 들어서는 기능성 등을 포함하고 있다. 그간 국내 약배양 유래 품종육성 수는 1985년 이래 전통교배 품종수의 약 8%정도였으며, 농가재배 면적은 지난 30여년 동안 2,200천ha정도 재배되어 왔다. 주요 육성품종으로는 화성, 화선찰, 화영, 화봉, 호평으로 꾸준히 재배되고 있는 실정이다. 우리나라에서 벼 약배양 기술은 어느 작물보다 일찍 시작하여 생명공학의 기초를 이루어 성공적으로 실용화를 이루어냈고, 앞으로도 기후변화 등에 좀 더 다양한 유용형질이 요구되는 즈음, 이 약배양법은 유용변이체 및 형질전환체 등을 조기 고정하는데 중요기술로 이용하게 될 것이다.

‘Jungmo1029’, a late-maturing, high biomass and multiple disease resistant rice (Oryza sativa L.) cultivar, was developed for whole crop silage (WCS) use. It was derived from a cross between ‘Gillim collection1’ with high biomass and ‘Junam’ which has some of diseases resistant genes. This elite cultivar had about 127 days growth period from seeding to heading, 105 cm culm length, 11 panicles per hill, 163 spikelets per panicle and 1,000-grain weight of 21.5 g as brown rice. This WCS rice variety was weak to cold stresses similar to ‘Nokyang’ but was tolerant to lodging in the field. In addition, ‘Jungmo1029’ was resistant to leaf and neck blast, bacterial blight except race K3a and rice stripe virus but susceptible to brown planthopper. Its average dry matter yield for three years reached 17.1 MT/ha, 14% higher than that of ‘Nokyang’. This stay green cultivar had good quality for WCS with low acid detergent fiber and high total digestible nutrients similar to ‘Nokyang’.‘Jungmo1029’ was suitable for cultivation in the central and southern plain area of the South Korean peninsula and required to harvest 15~30 days after heading to improve the digestibility of cattle (Registration No. 5104).

본 연구는 국내 조생종 벼 품종들과 농촌진흥청 국립식량과학원에서 육성된 자포니카(Oryza sativa L. ssp. Japonica)의 조생 다수성 품종인 남일 돌연변이 계통인 중모1024의 등숙기 고온내성을 비교 평가하여 등숙기 고온내성의 기초 자료를 얻고자 수행하였다. 본 연구를 통하여 국내 조생종 벼 품종들 중 대봉, 운광, 및 만안과 돌연변이 계통인 중모1024가 고온에서 상대적으로 양호한 고온내성을 가지고 있는 것으로 평가되었으며. 특히 중모1024는 다른 공시품종들에 비하여 상당히 양호한 고온내성을 가진 것으로 평가되었다. 본 연구의 주요 결과는 등숙기간 동안 고온에 의하여 현미의 길이와 너비가 감소하였으며, 현미 너비의 감소율이 현미 길이의 감소율에 비하여 평균 4배 이상 높았다. 이러한 결과로 보아, 등숙기간 동안 고온에 의하여 현미의 길이보다는 너비가 더 많은 영향을 받는다고 사료된다. 등숙기간 동안 고온에 의해 가장 문제가 되는 완전미율과 미숙립율을 공시품종들간 비교 평가한 결과, 상대적으로 중모1024, 태봉, 운광 및 만안이 고온에서 높은 현미완전미율을 보였으며, 상대적으로 적온에서 낮은 현미완전미율을 보인 품종들이 상대적으로 고온에 의한 현미완전미율 감소율이 적온에서 높은 현미완전미율을 보인 품종들에 비해 낮았다. 또한, 다른 공시품종들에 비하여 고온내성이 양호한 중모1024는 고온에서도 좋은 쌀 외관품위와 안정적 수확성 향상을 위한 육종모재로서 유용형질을 교배를 통해 고품질 벼의 보완을 위해 이전할 수 있는 것이 용이할 것으로 사료된다.

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.

‘중모1017’은 중부지역 적응 고품질 품종을 육성할 목적으로 2002년 하계에 중생이고 내도열병 및 흰잎마름병 저항성인 수원462호와 쌀의 외관 품위가 좋고 도정특성이 좋은 영덕34호를 교배하여 SR27934-GH1-29-1계통을 선발하고, 수원529호로 계통명을 부여하여 2009～2011년 3개년간 지역적응시험을 실시한 결과 그 우수성이 인정되어 2011년 12월 농촌진흥청 농작물 직무육성 신품종선정위원회에서 ‘중모1017’로 선정되었다. ‘중모1017’은 중부평야지 보통기 재배에서 평균 출수기가 8월 16일로 ‘화성’보다 6일 늦은 중만생종이다. 간장은 65 cm로 ‘화성’의 83 cm보다 18 cm작은 단간 내도복성이고, 이삭길이, 주당 이삭수 그리고 이삭당 입수는 20 cm, 14개 그리고 93개로 ‘화성’과 같았다. 등숙비율은 81.0%로 ‘화성’보다 약간 낮고, 현미 천립중이 22.0 g으로 ‘화성’과 비슷한 중립종이다.‘중모1017’의 도열병저항성은 잎도열병, 이삭도열병 및 내구저항성 검정 결과 ‘화성’보다 강한 저항성을 보였지만, 흰잎마름병, 줄무늬잎마름병, 오갈병 및 멸구류에 대한 저항성이 없었다. ‘중모1017’은 도복과 수발아에 강한 반응을 보였지만 내랭성은 ‘화성’보다 약한 반응을 보였다, 입형은 현미 장폭비가 1.71로 단원립이고, 백미외관은 심복백이 거의 없어 맑고 투명하였다. 단백질함량은 6.4%, 아밀로스함량은 18.0%로 ‘화성’의 7.1% 및 20.8%보다 낮아 식미관능검정 결과 0.53으로 ‘화성’보다 밥맛이 월등히 우수하였다. 또한 밥알의 경도가 부드럽고 치반점도와 균형도가 낮고 식은밥과 무균포장밥의 식미가 우수하여 무균포장밥 또는 가공밥용으로 활용이 가능할 것으로 판단되었다. 제현율과 도정률은 ‘화성’보다 약간 낮고 현백률은 비슷하였지만 도정된 쌀의 완전미율이98.8%로 화성(94.7%)보다 높아 완전미 도정수율은 75%로 ‘화성’보다 우수하였다. ‘중모1017’의 쌀수량은 ‘09∼’11년 3개년 간 7개소에서 실시한 지역적응시험 결과 보통기 보비재배 평균 5.01 MT/ha로 대비품종 ‘화성’과 비슷한 수량성을 보였다. ‘중모1017’의 재배적지는 중부 평야지 이다.

작물학적 특성을 신속히 보완하며 확충할 수 있는 이점을 가지고 있는 돌연변이 육종을 통해 육성된 유용형질발현 돌연변이계통들의 다양한 작물학적 특성과 병해충 저항성은 유용한 유전자원으로 평가되고 있으며, 다양한 작물학적 특성 및 병해충 저항성에 대한 돌연변이 계통의 유용형질들을 교배를 통해 고품질 벼의 보완을 위해 이전하는 것이 용이한 이점을 가지고 있다. 농촌진흥청 국립식량과학원에서는 국내 육성 자포니카 벼품종인 남일에 아지드화나트륨을 돌연변이원으로 활용하여 단간이며 도열병 저항성 돌연변이 후대계통인 Namil(SA)- bl5를 육성하였다. 본 연구는 염색체상에서 Namil(SA)-bl5의 단간 특성과 도열병 저항성에 관련된 유전좌위를 탐색하고자 수행하였다. 주요 연구 결과로 Namil(SA)-bl5와 밀양23호간에서 유래한 F2 94 개체로부터 단간에 대한 표현형을 조사하고 68개 SSR 마커의 유전자형을 검정하여 연관분석(association analysis)을 수행한 결과 목표 유전좌위는 6번 염색체 중하단 부위와 7번 염색체 하단 부위로 간장의 단축은 주동유전자적 조절에 의한 것으로 추정되었다. 또한, 분자마커의 유전자형과 도열병저항성 간의 연관성평가를 수행한 결과를 보면, Namil(SA)- bl5의 도열병 저항성에 관여하는 주동 유전좌위는 12번 염색체 중단의 RM1337 좌위에 위치하는 것으로 추정되었다. 추후 목표 유전좌위에 대한 마커밀도를 선택적으로 높여 고밀도 유전자지도 작성함으로 초정밀 분자표지인자를 개발할 계획이다.

작물학적 특성을 신속히 보완하며 확충할 수 있는 이점을 가지고 있는 돌연변이 육종을 통해 육성된 유용형질발현 돌연변이계통들의 다양한 작물학적 특성과 병해충 저항성은 유용한 유전자원으로 평가되고 있으며, 병해충 저항성에 대한 돌연변이 계통의 유용형질들을 교배를 통해 고품질 벼의 보완을 위해 이전하는 것이 용이하다. 농촌진흥청 국립식량과학원에서는 국내 육성 자포니카 벼 품종인 남일에 EMS를 돌연변이원으로 활용하여 도열병 및 벼멸구 저항성 돌연변이 후대계통인 Namil(EMS)-bl10,bph1를 육성하였다. 염색체 상에 Namil(EMS)-bl10,bph1의 도열병 및 벼멸구 저항성에 관련된 유전자좌위를 표지하기 위해 Namil(EMS)-bl10,bph1 x 밀양23호로부터 유래한 F2 97 개체로부터 도열병과 벼멸구에 대한 저항성을 검정하고 60개 SSR 마커의 유전자형을 검정하여 연관성분석(association analysis)을 수행하였다. 분자마커의 유전자형과 저항성 간의 연관성분석 결과, Namil(EMS)- bl10,bph1 의 도열병 및 벼멸구 저항성에 관여하는 주동유전자위는 12번 염색체 중단의 RM1337 및 RM0277에 각각 표지 되었다.

자포니카형 조생 찰벼의 벼흰잎마름병 저항성 증진을 위하여 내도복 다수성 조생 찰벼인 상주찰벼 배경에 벼흰잎마름병 저항성 유전자 Xa2, Xa3, xa5, Xa21을 도입한 저항성 계통을 여교배와 벼흰잎마름병 생물검정을 통해 육성하였고, 해당 저항성 유전자를 표지하는 DNA 분자 마커를 이용하여 저항성 유전자 도입 여부를 확인하였으며 우리나라 벼흰잎마름병 균계 네 개와 필리핀 11개 균계를 대상으로 저항성 반응을 조사하였다. Xa2가 도입된 HR24465 계통은 우리나라 K1,K2 균계와 필리핀 race 9a에 저항성을 나타냈으며 Xa3가 도입된 HR24666 계통은 우리나라 K3a와 필리핀 race 6을 제외하고 저항성 및 중도 저항성을 나타냈다. xa5가 도입된 HR24668과 HR24673은 필리핀 race 6을 제외하고 모두 저항성 반응을 나타냈으며 Xa21이 도입된 HR24669는 우리나라 K1 균계와 필리핀 race 10을 제외하고 저항성 및 중도 저항성을 나타냈다. 육성된 계통들은 상주찰벼와 같이 조생이면서 찰벼였고 출수기와 수장, 수수, 정현비율 및 백미수량이 상주찰벼와 차이가 나지 않았다. 상주찰벼 배경에 Xa2, Xa3,xa5, Xa21이 도입된 저항성 계통은 벼흰잎마름병 저항성이 부족한 자포니카형 조생 찰벼의 저항성 강화를 위하여 유용한 육종소재로 활용될 것이다.

고세대 형질전환 벼 계통인 가뭄저항성 벼(CaMsrB2), 레스베라트롤 합성벼(RS), 인산 이용성 증진 벼(OsPT7) 3계 통과 모품종인 일미벼와 동진벼, 그리고 비교 품종으로 화성벼와 남평벼를 이용하여 수원, 익산과 밀양의 3개 지역 GMO 격리 포장에서 표준재배 시험으로 농업형질을 평가하였다. 가뭄저항성 벼 계통(CaMsrB2)은 익산에서 출수 기가 모품종 대비 1일 정도 늦었으며 라스베라트롤 합성벼(RS)는 수원, 익산, 밀양에서 모품종과 비교하여 4~5일 늦고. 인산 이용성 증진 벼(OsPT7 ) 계통은 익산지역에서 모품종 대비 1일정도 늦게 출수되었다. 형질전환 3계통의 수량성은 3개 지역에서 모품종 대비 수량지수가 88~102 였으며 수원과 익산에서 3계통은 모품종과 수량차이가 없 었으나 밀양에서 가뭄저항성 벼 계통과 인산이용성 증진 벼 계통은 모품종 보다 수량이 낮은 것으로 나타났다. 형 질전환 3계통은 모품종과 생육비교에서 출수기, 등숙비율, 천립중, 수량성과 지역 적응성에 차이가 있는 것으로 평가 되었다.

최근 지구온난화로 인한 쌀의 품질저하가 큰 문제로 대두되고 있다. 특히 등숙기간의 고온은 쌀의 품위를 상당히 저하한다. 이로 인하여 고온에서도 좋은 외관 품위를 유지할 수 있는 품종 개발이 요구되고 있다. 중모1024는 야생 종인 남일에 아지드화 나트륨을 처리하여 육성된 남일 돌연변이이다. 중모1024는 출수기가 보통기재배에서 대조 품종인 오대와 같고 화성보다 9일 빠른 조생이다. 수량성은 보통기재배에서 498kg/10a로 오대와 동일한 수준이며, 화성보다는 낮다. 수수는 16개로 화성보다 많고 수당립수는 82개로 적은편이며 등숙율과 현미천립중은 22.3kg으 로 화성과 비슷하다. 간장은 69 cm로 단간이며 수장과 숙색은 화성과 유사하다. 도복에 대해서는 좌절중이 높고 도복지수가 낮아 우수하다. 병해충에 대해서는 도열병에 매우 강하다. 반면, 흰잎마름병 및 바이러스병과 멸구류 에는 약하다. 외관 품위에서는 심복백이 없어 우수하며, 이화학적 특성으로 단백질 함량은 6.2%이며 아밀로스 함 량은 18.4%로 화성에 비해 다소 낮다. 도정율은 화성과 비슷하나 백미완전립율 및 완전미 도정수율은 화성에 비해 높다. 고온등숙성은 고온에서 현미 완전립율이 39.7%로 19.0~30.0%를 보인 대조품종들에 비해 높으며, 포장에서 도 82.4%로 66.8~75.2%인 대조품종들에 비해 높다. 도열병에 강하며 고온등숙성을 보이는 중모 1024는 기후변화 에 대응하는 육종모재로서 또한 돌연변이 육종을 이용한 유전인자에 대한 지적재산권 확보에 기여할 것으로 사료 된다.

쌀의 식품형태 다양화를 통한 쌀 소비용도가 다양해짐에 따라 쌀 가공 시장의 규모와 가공용 이용양이 점점 커지 고 있으나, 원료곡 가격, 가공적성, 그리고 제분 및 가공비용이 제한요인이 되고 있다. 따라서 수량성과 재배안정성 이 높고, 배유전분 성능이 가공공정에 적합한 품종의 개발이 필요하다. 초다수이며 복합저항성 가공용 벼 품종인 팔방미는 병해충에 강한 서부아프리카 야생벼인 글라베리마 (O. glaberrima)와 통일계인 밀양 23호를 교배하여 육 성하였다. 팔방미는 대조품종인 국내 초다수 품종인 다산과 동일한 수준의 수량성 (633kg/10a)을 보이며, 수수는 12개로 다산과 같으나 수당립수는 148개로 월등이 많다. 출수기는 다산에 비해 평균 3일정도 늦다. 또한 저온발아 성은 다산에 비해 양호한 편이나 유묘냉해에 다소 약하다. 간장은 평균 74 cm로 다산보다 3 cm 짧고 수장은 25 cm로 길며 숙색이 양호하다. 도복지수는 다산보다 높으나 간장과 3절 간장이 짧아 포장도복에 강하다. 병해충에 대해서 는 벼멸구와 애멸구에 저항성이 있으며, 도열병 및 줄무늬잎마름병에는 강하나 흰잎마름병과 오갈병 및 검은줄오 갈병에는 저항성이 없다. 이화학적 특성으로 아밀로스함량이 29.5%로 매우 높으며, 단백질 함량은 7.9%로 다산과 유사한 수준이다. 쌀가루의 호화특성은 최고점도, 최종점도, 치반점도가 대조품종인 고아미보다 매우 유의하게 높았다. 또한, 10분 정도 삶았을 때의 압출물의 물성은 경도와 탄성 및 점성이 고아미보다 유의하게 높았다. 높은 수량 및 복합저항성 그리고 가공용으로 높은 적합성을 보이는 팔방미는 신규유용형질의 실용화 및 육종모재로 기 대된다

자포니카형 조생 찰벼의 벼흰잎마름병 저항성 증진을 위하여 내도복 다수성 조생 찰벼인 상주찰벼 배경에 벼흰잎 마름병 저항성 유전자 Xa2, Xa3, xa5, Xa21을 도입한 저항성 계통을 여교배와 벼흰잎마름병 생물검정을 통해 육성 하였고, 해당 저항성 유전자를 표지하는 DNA 분자 마커를 이용하여 저항성 유전자 도입 여부를 확인하였으며 우 리나라 벼흰잎마름병 균계 네 개와 필리핀 11개 균계를 대상으로 저항성 반응을 조사하였다. Xa2가 도입된 HR24465 계통은 우리나라 K1, K2 균계와 필리핀 race 9a에 저항성을 나타냈으며 Xa3가 도입된 HR24666 계통은 우리나라 K3a와 필리핀 race 6을 제외하고 저항성 및 중도 저항성을 나타냈다. xa5가 도입된 HR24668과 HR24673 은 필리핀 race 6을 제외하고 모두 저항성 반응을 나타냈으며 Xa21이 도입된 HR24669는 우리나라 K1 균계와 필리 핀 race 10을 제외하고 저항성 및 중도 저항성을 나타냈다. 육성된 계통들은 상주찰벼와 같이 조생이면서 찰벼였고 출수기와 수장, 수수, 정현비율 및 백미수량이 상주찰벼와 차이가 나지 않았다. 상주찰벼 배경에 Xa2, Xa3, xa5, Xa21이 도입된 저항성 계통은 벼흰잎마름병 저항성이 부족한 자포니카형 조생 찰벼의 저항성 강화를 위하여 유용 한 육종소재로 활용될 것이다.

선향흑미는 밥쌀용 쌀에 현미 기능성 성분인 종피에 유색색소 C3G의 함량을 높이고 쌀에 구수한 향을 추가하여 식미 증진을 목적으로 종피가 흑자색인 수원477호(흑광)를 모본으로하고 C3G 성분이 많고 쌀에서 구수한 향이 있는 CG2- 2-75-4-1-22-3을 부본으로하여 2002년 교배하여 계통육종법으로 육성하여 2007~2008년 2년간 생산력검정시험 2009~2011년 3년간 지역적응시험 실시한 결과 그 우수성이 인정되어 2011년 12월 농촌진흥청 농작물 직무육성 신품종선정위원회에서 품종으로 선정되었다. 이 품종의 주요특성을 요약하면 다음과 같다. 1.출수기는 8월 11일로 중부평야에서 흑진주벼 7월 24일보다 늦는 중생종 품종이다.2.간장은 89 cm로 흑진주보다 8 cm 정도 크고, 주당수수는 흑진주벼와 비슷한 14개이며 수당립수는 122개로 흑진주 100개보다 많다. 현미천립중은 17.0 g 이다.3.도열병에는 강하지는 않으나 흰잎마름병에 강하고 줄무늬잎마름병은 중정도로 강하다.4.불시출수는 없고 성숙기 하엽노화는 흑진주벼와 같이 늦으며, 수발아는 6.6%로 적은 편이다. 내냉성과 도복은 약한 편이다.5.전국 7개 장소의 평균 현미수량은 4.75 Mt/ha 이다.6.아밀로스 함량은 19.7%로 메벼이며 향이 흑진주벼에 비하여 강하다. 7.현미색은 진한 검정색으로 안토시안 함량은 136 mg/100g, 항산화 성분인 폴리페놀 함량은 529 mg/100g 이다.8.재배적응 지역은 중부평야 및 호남평야이다.

건양미는 진미벼라는 기존 벼 품종에 단백질 조성의 변이를 일으킬 목적으로 돌연변이 유도 물질인 EMS (ethyl methane sulfonate)를 처리한 후, 이들 중에서 단백질 돌연변이체를 골라내기 위해 5-methly-tryptophan 용액에 담가두어 살아나는 개체를 다시 선발한 진미벼 TR 계통과 일본에서 개발한 글루텔린 성분이 낮은 LGC-1을 2003년 교배하여 계통육종법으로 육성하였다. 선발된 SR29355-B-51-2-2-1 계통을 2008~2009년 3년간 생산력검정시험을 실시한 후, 수원533호로 계통명을 부여하고 2009~2011년 3년간 지역적응시험 실시하여 2011년 12월 농촌진흥청 농작물 직무육성 신품종선정위원회에서 품종으로 선정되었으며 건양미라 명명하였다. 이 품종의 주요특성과 수량성을 요약하면 다음과 같다. 1. 출수기는 중부평야에서 8월 22일로 화성벼의 8월12일보다 10일 늦은 중만생종 품종이다.2. 벼 키는 90 cm로 화성벼 86 cm 보다 약간 크며, 이삭수도 14개로 화성벼와 같고, 벼알수는 124개로 화성벼 90개 보다 많고, 현미천립중은 19.3 g으로 화성벼 22.5 g 보다는 작은 편이다.3. 도열병, 흰잎마름병, 바이러스병 및 해충에 약한 편이다.4. 쌀수량은 4.93 Mt/ha로 화성벼 5.20 Mt/ha보다는 다소 떨어진다.5. 쌀 품위에서 심복백이 없고 맑고, 단백질 함량은 5.56%로 화성벼 6.99%보다 낮은 편이다.6. 단백질 조성은 글루텔린이 29.6%로 진미벼 44.7% 보다 매우 낮으며, 플로라민은 28.7%로 진미벼 20.4% 보다 높은 편이다.

‘안미’는 농촌진흥청 국립식량과학원과 국제미작연구소 간의 협력으로 분자육종법을 이용하여 2010년에 육성한 중만생 고품질 복합내병충성 품종이다. 지역적응시험을 3개년(2008~2010)간 수행한 결과, ‘안미’는 중부평야지에서 보통기 보비재배 시 출수기는 8월 15일로 ‘화성’보다 5일 늦은 중만생종으로 쌀수량은 보통기 표준재배에서 5.76 MT/ha로 ‘화성’보다 11% 증수되었다. ‘안미’는 ‘화성’에 비해 간장(77 cm)은 작고 수당립수는 많으나 등숙비율은 다소 낮았다. ‘안미’는 현미 장폭비가 1.84인 단원형이며 백미는 심복백 발현이 거의 없어 맑고 투명하다. ‘안미’의 알카리 붕괴도와 단백질 함량은 ‘화성’과 비슷하고 아밀로스 함량은 조금 낮았반면, 식미평가에서 밥맛은 매우 양호하였다. ‘안미’의 재배시험 과정 중 위조현상은 관찰되지 않았으며 성숙기 하위엽 노화는 늦은 편이었다. ‘안미’는 ‘화성’에 비해 수발아에 둔감하였고 내랭성 평가 중 적고는 나타나지 않았으나 임실율은 다소 낮았다. ‘안미’는 도열병, 벼흰잎마름병(K₁, K₂, K₃), 줄무늬잎마름병 및 벼멸구에 강한 저항성을 발현하였다.

본 연구는 벼멸구, 벼흰잎마름병, 벼줄무늬잎마름병에 저항성인 자포니카 복합내병충성 품종을 조기에 확보하고자 약배양을 수행하여 목표 저항성 유전자 조합의 우량 고정계통을 개발하고 육성 과정 중에 발생할 수 있는 문제점을 파악하여 병해충 저항성 육종사업에 반영하고자 수행하였다. 벼흰잎마름병과 벼줄무늬잎마름병에 저항성인 우량 계통 HR26234- 12-1-1과 벼멸구, 벼흰잎마름병, 벼줄무늬잎마름병에 저항성인 SR30071-3-7-23-6-2-1-1을 인공 교배한 F1을 약배양하여 213개 고정계통을 육성하였다. HR26234는 Xa3+xa5, Stvb-i, SR30071은 Bph18, Xa4, Stvb-i를 가지고 있는 것으로 확인되었다. 이들 유래 약배양 계통들은 모두 Stvb-i를 가지고 있었고, Bph18+Xa3, Bph18+Xa4, Bph18+Xa3+xa5, Bph18+Xa4+xa5, bph18+Xa3, bph18+Xa4, bph18+Xa3+ xa5과 bph18+Xa4+xa5의 조합이 확인되었다. 약배양 집단에서 xa5+Bph18(또는 bph18)+Stvb-i 조합이 발생하지 않았고 Bph18 보유 계통이 bph18 보다 적게 발생하는 등 segregation distortion이 발생하였다. Bhp18을 보유하며 벼멸구에 저항성인 계통들이 감수성인 계통들에 비해 간장이 컸다. 선발된 Bph18+Xa4+xa5+Stvb-i 조합의 계통은 단간이면서 벼멸구, 벼흰잎마름병, 벼줄무늬잎마름병에 저항성을 나타내었으나, 낮은 수량성과 일부 불임의 발생, 단간임에도 도복에 안정적이지 못한 특성을 나타냈다. 병해충에 대한 저항성 육종사업에서 약배양을 활용하여 조기에 육종 목표를 달성하고자 할 경우에 segregation distortion이 발생하여 편의 된 변이가 발생할 수 있고, 저항성 유전자 도입 시 linkage drag에 의해 예기치 못한 열악형질 특성이 나타날 수 있음을 고려하여 신중하게 목표에 접근하여야 할 것으로 생각한다.

야생벼는 재배벼의 병해충 저항성과 불량환경 적응성 등을 제고할 수 있는 유용한 유전자원으로 평가되고 있다. 농촌진흥청 국립식량과학원에서 국내육성 자포니카 벼 품종인 ‘화성’과 야생벼 O. minuta (BBCC 게놈; Acc.=101141)간의 종간교잡을 통하여 흰잎마름병과 도열병에 저항성인 ‘수원506호’를 육성하였으며, 본 계통에 대한 야생벼 유래 도열병 저항성 유전자의 유전양상 구명 및 유전자위 표지에 대한 연구결과는 다음과 같다.1.반복친인 ‘화성’에 높은 친화성을 발현하는 6개 도열병 균주 검정에서 ‘수원506호’는 반복친 ‘화성’과 5개 비교품종들과 다른 저항성 반응을 보여 이들과 다른 야생벼 유래 도열병 저항성 유전자를 보유하는 것으로 판단되었다.2.분자마커의 유전자형과 도열병 저항성 간의 연관성평가를 수행한 결과, ‘수원506호’의 도열병 저항성에 관여하는 주동유전자위는 12번염색체 중단의 RM101-S10704-RM1337 좌위에 위치하는 것으로 추정되었다.3.STS 마커 S10704에서 확인된 ‘화성’과 ‘수원506호’의 이질적인 유전자형은 해당부위에 야생벼 O. minuta의 염색체 단편이 이입되었다는 것을 증명하였다.4.이 좌위는 적어도 9개의 도열병 저항성 유전자들이 위치하는 것으로 보고된 바 있는데, 추후 정밀분석을 통해 ‘수원506호’의 도열병 저항성 유전자위와 기 보고된 유전자들과의 관계를 분석할 계획이다.

쌀 가공산업을 활성화하고 소비를 촉진하여 국내 쌀 생산기반을 유지하기 위해서는 쌀가루 제분적성을 보유한 가공용벼 품종 개발이 시급하다. 농촌진흥청 국립식량과학원에서는 아지드화나트륨을 돌연변이원으로 활용하여 건식제분적합성을 보유한 분질배유 돌연변이 후대계통인 ‘Namil(SA)-flo1’를 육성한 바 있다. 본 연구는 염색체 상에서 ‘Namil(SA)-flo1’의 분질배유 특성을 지배하는 유전자위를 탐색하고자수행하였다. 주요 결과는 아래와 같다.1. ‘Namil(SA)-flo1’ × ‘밀양23호’로부터 유래한 F2 94 개체로부터 종자 분질립 비율을 검정하고 54개 SSR 마커의 유전자형을 검정하여 연관성분석(association analysis)을 수행한 결과 목표 유전자위는 5번 염색체 중하단부위로 추정되었다.2. 목표 부위의 SSR 마커 밀도를 높여 추가 연관성분석을 실시하였고, F2:3 종자 분질립 변이의 79.7%가 5번염색체 상의 RM164의 유전자형 변이에 의하여 설명된다는 것을 확인하였다.3. 이를 통하여 분질배유 지배 유전자위를 5번 염색체17.7~20.7 Mbp 부위로 추정하였으며, 추후 추가 분리집단을 이용하여 목표 유전자를 동정하고 쌀가루용품종 개발에 활용할 수 있는 핵산정밀표지인자를 개발할 계획이다.