아밀로스 함량차이에 따른 배유전분의 이화학적 특성을 파악하기 위해 아밀로스 함량의 차이를 보이는 찰벼, 저 아밀로스, 중간 아밀로스, 고 아밀로스 품종의 외관특성, 화학특성, 호화특성 및 기계적 식미치를 조사하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다.1. 시료들의 아밀로스 함량은 6.3%∼30.9% 범위로 아밀로스 함량차이에 따라 4개 그룹 찰벼(A), 저 아밀로스(B), 중간 아밀로스(C), 고 아밀로스(D) 품종군으로 나눌 수 있었으며 각 그룹에 속한 품종들의 단백질함량은 5.8 ~ 7.5%로 품종간 차이가 있었으나 아밀로스 함량에 따라 분류된 그룹간 차이는 없었다.2. 시험재료의 외형적 특성을 보면, 백도는 찰벼 품종군이 가장 높고 저아밀 중간아밀로스 품종군이 가장 낮았다. 현미경도는 고 아밀로스 품종 및 찰벼 품종이 메벼품종과 저 아밀로스 품종보다 대체적으로 낮았다.알카리 붕괴도는 5.2∼6.9의 분포를 보였으며 아밀로스 함량이 증가할수록 붕괴도가 커졌으며, 아밀로스 함량과 알카리 붕괴도 간 매우 높은 양의 상관(r=0.884**)을 보였다.3. 아밀로그램 특성을 살펴보면 저 아밀로스 품종군은 호화개시온도가 중간 아밀로스 품종과 비슷한 반면 최고점도와 강화점도는 높고 최종점도와 치반점도는 낮았다. 고 아밀로스 품종군은 호화개시온도가 다른 품종군에 비해 높고, 최고점도와 최저점도가 매우 낮았으며 최종점도가 상대적으로 높아서 강하점도는 낮고 치반점도는 높은 특성을 보였다.4. 식미관련 이화학적 특성들 간 상관을 살펴보면 아밀로스함량은 알카리 붕괴도와 상당히 높은 양의 상관(r=0.88**)을 Toyo-윤기치와는 높은 음의 상관(r=-0.89**) 나타냈고, 아밀로그램 특성 중에서는 호화개시온도, 치반점도와 유의한 양의 상관을 보이며, 강하점도와는 음의 상관을 나타냈다.

논 형태를 그대로 유지하면서 쌀 생산 조절 및 조사료 자급률 향상을 위한 방안으로 총체사료벼 연구를 추진하고 있다. 최근의 총체사료벼 품종육성은 기존의 쌀 수량증대를 위한 초다수성 품종 및 계통집단을 활용하여 총체사일리지사료로서 우수한 특성인 경엽다수성, 사료적성, 후기녹체성, 복합내병충성 및 직파적성 등을 가진 품종이 육성되고 있다. 그러나 기존의 다수계 육종재료를 이용하지 않고 사료적성이 우수한 새로운 유전자원을 교배친으로 하여 총체수량성, 후기녹체성 및 복합내병성이 개선된 ‘중모1029호’를 개발하였다. ‘중모1029호’는 총체건물수량이 높고 후기녹체성 및 복합내병성이 개선된 품종을 육성할 목적으로 바이오매스가 큰 ‘길림수집1호’를 모본으로 다수성이며 흰잎마름병 및 줄무늬잎마름병에 강한 ‘주남’을 부본으로 하여 국립식량과학원 답작과에서 2001년에 인공교배하였다. 계통육종법에 의해 세대를 진전시킨 후 고정세대에서 실시한 지역적응시험에서 총체건물수량이 1.70ton/ha로 ‘녹양’ 1.35ton/ha보다 통계적으로 유의하게 26% 증수하였다. ‘중모1029호’는 출수기가 8월29일로 ‘녹양’보다 15일 늦은 만생종이며 초장이 ‘녹양’(109㎝)보다 큰 131㎝로 바이오매스가 큰 장간 품종이다. 흰잎마름병(K1∼K3)과 줄무늬잎마름병에는 강한 반응을 잎도열병에는 중정도의 반응을 벼멸구에는 약한 반응을 보였다. 사료가치는 후기녹체성(SPAD; 22.9)이 ‘녹양’에 비해 높았고 조단백질 6.5%, 산성세제불용섬유소 28.2%, 중성세제불용섬유소 55.0%, 가소화양분총량은 66.6%로 ‘녹양’과 비슷한 경향을 보였다. 금후 본 품종은 건물수량성이 높고 후기녹체성 및 복합내병성이 강화된 총체사료벼 중간모본으로 활용가치가 높은 것으로 판단된다.

복합내병충성 품종을 조기에 육성하고자 줄무늬잎마름병(RSV)과 흰잎마름병(BB)에 저항성인 우량 계통 HR26234-12-1-1과 줄무늬잎마름병, 흰잎마름병 및 벼멸구(BPH)에 저항성인 SR30071-3-7-23-6-2-1-1 계통을 인공교배한 F1을 약배양하여 총 213개 계통을 육성하였다. 목표 유전자와 연관된 DNA 분자표지를 이용하여 저항성유전자를 확인하였다. HR26234는 Stvb-i, Xa3+xa5을,, SR30071은 Stvb-i, Xa4(?), Bph18을 가지고 있는 것으로 나타났다. 이들 유래 계통들은 모두 Stvb-i를 가지고 있었고. Bph18을 가지고 있는 계통은 42계통이었다. 흰잎마름병 저항성 유전자의 작성 가능한 조합 중에서 xa5 단독 계통은 발생하지 않는 등 segregation distortion이 나타났다. BPH(Bph18), BB(Xa4+xa5)와 RSV(Stvb-i)의 저항성 유전자 집적 7 계통을 선발하여 2012년에 생산력과 병해충에 대한 저항성을 검정하였다. 이들 계통들의 농업적 특성들 중 출수일수는 96일로 진백(110), 남평벼(106일), 안미(102)보다 빠른 중생종이었고, 간장은 66∼71 cm로 진백(71 cm), 남평벼(78), 안미(77)보다 짧으며, 수당립수는 102∼119개로 안미(119개)와 비슷한 수준이었다. 등숙률과 수량성은 대조품종인 남평벼, 진백, 안미보다 낮았다. 유묘 및 성체에서 벼멸구에 강한 저항성을 나타냈으며 흰잎마름병 K1,K2,K3,K3a 균계에 저항성이고 줄무늬잎마름병에 강하였다. K3a 균계 접종 후 수량 및 등숙률의 감소율이 이병성인 남평벼와 안미에 비해 낮았다. 약배양을 통해 단기간에 복합내병충성 계통을 확보할 수 있었으나 계통 선발시 파악되지 않았던 일부 수층의 불균형과 불임립 발생, 단간임에도 도복에 안정적이지 못하는 등 열악형질이 발견되었다. 약배양을 통해 조기에 육종목표를 달성하고자 할 경우에 segregation distortion이 발생하여 편의된 변이가 발생할 수 있고 파악되지 못한 형질 특성이 나타날 수 있음을 고려하여 신중하게 목표에 접근하여야 할 것으로 생각한다.

국내 대학과 국립식량과학원 간의 협력 연구를 통해 확보된 32개 벼 형질전환 계통들 중 작물학적 성능이 유망한 11개 계통들에 대해 작물학적 특성과 미질 특성이 평가되었다. 주요 결과는 아래와 같다.1. 이들 계통들은 수량성, 환경스트레스저항성, 내병성에관여하는 7종의 유전자가 니폰바레, 낙동벼, 동진벼등에 형질전환 되어 육성된 계통들이다.2. 미질 특성과 관련된 11개 조사형질을 이용한 다변량분석결과, 형질전환에 이용된 모품종과 도입유전자들에 대한 각 형질전환 계통군들의 뚜렷한 집구현상은관찰되지 않았다.3. 실용적 측면에서는 작물학적 특성이 모품종과 유사하면서 미질 특성이 양호한 계통이 다수 확인되었다.4. 그러나 모품종의 유용한 작물학적 특성, 즉 ‘상품성’을온전히 견지하고 있다고 판단되는 계통은 선정하기 어려웠다.5. 도입할 유전자의 선정과 유전적으로 고정된 형질전환계통을 확보하는데 소요되는 경비와 시간을 고려할때, 향후 우량 벼 형질전환 계통의 육성효율을 제고하기 위해서는 기존에 비해 보다 구체적이며 차별화 된육종전략의 개발이 필요하다고 판단되었다.

국내 대학과 국립식량과학원 간의 협력 연구를 통해 확보된 32개 벼 형질전환 계통들에 대하여 주요 작물학적 특성및 수량성을 평가하였다. 이들 계통들은 수량성, 내병성, 스트레스저항성, 미질변이 등에 관여하는 17종의 유전자가 니폰바레, 낙동벼, 동진벼 등에 형질전환 되어 육성된 계통들이다. 주요 결과는 아래와 같다.1. 형질전환 계통들은 출수기, 간장, 수장, 수수 등의 주요작물학적 특성뿐만 아니라 수량성에서도 모품종과 상당한 차이를 보였다.2. 조사된 벼 형질 전환계통들에서 조사된 농업형질에 대한다변량분석 결과, 모품종에 비해 각 형질전환 계통군 내에서 관찰된 작물학적 상이성은 일정한 방향성이 없는무작위적이었으며, 그 변화폭도 3개의 모품종들의 작물학적 차이보다 훨씬 크게 관찰되었다.3. 따라서 우량 벼 형질전환 계통 육성의 효율성을 제고하기 위해서는 모품종에 형질전환 되어 발현될 유전자의우수성뿐만 아니라, 계통육성과정에서 다양한 유전학적요인에 의해 야기되는 ‘표현형 왜곡현상’을 적절히 제어할 수 있는 육종전략도 함께 고려되어야 할 것으로 사료되었다.

‘적진주찰’은 2002년 하계에 종피가 적색 메벼인 ‘적진주벼’와 SR27753(상남밭벼/적진주벼)를 교배하여 국립식량과학원 벼품종육종연구팀이 계통육종법에 의해 선발하면서 주요 병해충 및 미질검정을 병행하였다. 선발된 우량계통에 대해 2007～2008년 2년간 생산력검정시험을 실시한 결과 조생종이고 종피가 적색이면서 찰벼인 SR28796-10-3-1-1 계통을 선발하여 ‘수원524호’로 계통명을 부여하고 2008～2010년 3년간 지역적응시험 실시한 결과 그 우수성이 인정되어 2010년 12월 농촌진흥청 농작물직무육성신품종선정위원회에서 품종으로 선정되었으며 ‘적진주찰’이라 명명하였다. 이 품종은 중부지역 보통기 보비재배에서 출수기가 8월 2일로 조생종이다. 간장은 85 cm 정도이고, 수당입수는 136개로 약간 많은 편이다. 현미 천립중은 19.9 g이다. 현미의 종피 색은 붉은색이며 찰벼이다. 항산화 성분인 폴리페놀 함량은 310 mg /100 g로 ‘적진주벼’ 177 mg/100 g에 비하여 높고, DPPH인 항산화 활성 정도가 456 mg/100 g으로 ‘적진주벼’의 272 mg /100 g에 비하여 높다. 도열병, 흰잎마름병, 바이러스병 및 해충에 약한 편이다. 현미수량은 중부지역 보통기 보비재배의 3년 평균 4.68 MT/ha의 수준인 품종으로 중부평야지가 재배적응 지역이다.

조생종 벼 품종인 오대, 운광과 HR28021-AC16 계통에 대한 벼흰잎마름병 저항성 유전자분석과 K1과 K3a 균계를 접종한 후에 수량 및 품질 관련 형질들의 변이에 대하여 분석하였다. 오대는 저항성 유전자를 보유하지 않는 것으로 나타났고, 운광은 Xa3 유전자를, HR28021-AC16은 Xa21 유전자를가지는 것으로 확인되었다. 오대는 K1과 K3a 균계 모두에 이병성을 보였고, 운광은 K1에는 저항성을 K3a에는 이병성을보였다. HR28021-AC16은 K1 균계에는 이병성을 나타냈고K3a 균계에는 저항성 반응을 보였다. 균계접종에 의한 이병성 정도와 2차 감염 정도로 볼 때, K3a 균계가 K1 균계에 비해 병원성이 강한 것으로 나타났다. K1과 K3a 균계 접종에따른 생산력검정시험에서 균계 처리와 반응에 의해 변이가발생한 형질들 중에 등숙률, 정현비율, 현미수량과 완전미도정수율은 서로 간에 정의 상관관계를 나타냈으며, 이들 형질들과 현미 및 백미 단백질 함량은 부의 상관관계를 나타냈다.사미는 등숙률 및 완전미도정수율과 부의 상관관계를 나타냈다. 주성분분석에서 주성분 1을 기준으로 등숙률, 정현비율,현미수량 및 완전미도정수율과 사미, 현미 및 백미 단백질 함량이 다른 방향성을 나타냈고, 주성분 2를 기준으로는 등숙률과 사미가 다른 방향성을 나타냈다. Xa21 유전자를 가지고있는 HR28021-AC16은 K3a에는 저항성 반응을 보였으나K1 균계 접종구에서는 등숙률, 정현비율, 현미수량 및 완전미도정수율은 감소하였고 사미는 증가하는 등 이병성 반응을나타냈다. Xa21 유전자는 최근 큰 피해를 주는 K3a 균계에대해 강한 저항성을 보이나, 우리나라 우점 균계인 K1에 이병성을 보이기 때문에 K1 균계에 저항성인 다른 유전자와의집적을 통한 활용이 안정적인 저항성 증진에 효과적인 것으로 나타났다.

우리나라의 경제 수준의 향상으로 먹거리도 양에서 질 방향으로 요구가 높아지고 있다. 또 현대의 웰빙시대를 맞아 건강 증진을 위한 기능성분을 강화한 맞춤형 기능성 쌀에 소비자들의 관심이 쏠리고 있다. 우리의 벼 품종은 수량성과 품질은 어느 정도의 정상까지 올라와 쌀 만큼은 우리나라에서 자급자족을 이루었으며, 소비자에게는 양질의 쌀을 공급하고 있다고 자부한다. 이제는 이러한 수량성과 고품질을 바탕으로 농촌진흥청에서는 밥쌀용 쌀에 기능성 성분이 더해진 글루텔린 성분을 낮춘 ‘건양미’를 2011를 개발하였다. 이 품종은 쌀이 맑고 밥맛이 좋은 ‘진미벼’라는 기존 벼 품종에, 단백질 조성의 변이를 일으킬 목적으로 돌연변이 유도물질인 EMS(ethyl methane sulfonate)를 처리한 후, 이들 중에서 단백질 돌연변이체를 골라내기 위해, 5-methly-tryptophan 용액에 담가두어 살아나는 개체를 다시 선발한 계통과 일본에서 개발한 글루텔린 성분이 낮은 LGC-1을 2003년 교배하여 계통육종법으로 육성하였다. ｢건양미｣의 출수기는 8월22일의 중만생종으로 중부평야에서 화성벼 8월12일보다 10일 정도 늦은 품종이다. 벼 키는 88cm로 화성벼(86cm)와 비슷하며, 이삭수도 14개로 화성벼와 같고, 벼알수는 124개로 화성벼(90개)보다 많고, 현미천립중은 19.3g으로 화성벼(22.5g) 보다는 적은 편이다. 쌀수량은 493kg/10a로 화성벼(520kg/10a)보다는 다소 떨어진다. 병해충 저항성에 대하여는 약한 편이다. 쌀 품위에서 심복백이 없는 맑고, 단백질 함량은 5.56%로 화성벼(6.99%)보다 낮은 편이지만 밥맛은 다소 화성벼보다는 떨어지는 편이다. 특히 단백질 조성은 글루텔린이 29.6%로 화성벼(44.7%) 보다 매우 낮으며, 플로라민은 28.7%로 화성벼(20.4%) 보다 높은 편이다. 이 품종의 용도는 신장병 등 단백질 섭취가 제한된 환자식용의 기능성 특수미 품종으로 재배적응 지역은 중부평야 지역이다. 앞으로도 벼는 수량성 그리고 품질을 기본으로 건강 증진과 의약보조용으로 기능이 강화되는 쌀로 발전하게 될 것이며, 특히 ｢건양미｣ 품종은 밥쌀용 쌀에 기능성을 복합화하였다는 점에서 여러가지 용도로 쌀 산업 활성화에 크게 기여할 것으로 보여 진다.

국민의 생활수준 향상, 소비자의 다양한 쌀의 요구 증대 그리고 건강을 위한 새로운 기능성 쌀의 요구의 증대가 점점 많아지고 있다. 또 쌀 소비가 줄어드는 현실에 쌀 소비 촉진이 요구된다. 지금까지는 수량 증대와 미질 향상 위주의 고품질쌀 개발에 주력해왔지만 농촌진흥청은 쌀 용도의 다양화로 쌀 소비 촉진을 위하여 내병성 유색향미를 육성할 목적으로 2002년 하계에 적색 메벼인 수원477호(흑광벼)와 C3G 함유한 CG2-75-4-1-22-3 계통을 교배하여 계통육종법으로 ‘선향흑미’를 2011년 개발하였다. ｢선향흑미｣는 출수기가 8월11일 중생종으로 중부평야에서 흑진주벼 7월24일 및 호남평야 적진주벼 8월 3일보다 늦은 품종이다. 도열병에는 강하지는 않으나 흰잎마름병에 강하고 줄무늬잎마름병은 중정도로 강한 품종이다. 향이 흑진주벼에 비하여 강하다. 수량관련 특성으로 주당수수는 흑진주벼와 비슷한 14개이며 수당립수는 122개로 흑진주벼보다 많고, 평균 현미수량은 427㎏/10a로 흑진주벼 대비 45% 증수되었으며, 현미천립중은 17.0g으로 흑진주벼(16.2g)와 비슷한 쌀이 작은 품종이다. 아밀로스 함량은 19.7%로 메벼이며 현미색은 진한 검정색으로 안토시안 함량은 136mg/100g, 항산화 성분인 폴리페놀 함량은 529mg/100g 그리고 플라보노이드 함량 그리고 항산화 활성 등은 흑진주벼 등 국내 육성 품종에 비해 높은 편이다. 안토시안 및 항산화물질을 고함유한 이 품종의 용도는 가공용 및 혼반용이며 재배적응 지역은 중부평야 및 호남평야이다. 앞으로도 벼는 수량성 그리고 품질을 기본으로 건강 기능성이 더해지는 다양한 색의 쌀로 발전하게 될 것이다.

벼 흰잎마름병은 세계적으로 벼 재배치에서 가장 문제시되는 병해충의 하나이다. 우리나라의 경우 상습발생지를 중심으로 Xa1과 Xa3 이 저항성 유전자로 활용되었으나, 소수의 저항원이 집중적으로 활용됨으로 인해 최근 이병화가 급속히 진행되고 있다. 특히 최근 Xa1과 Xa3 모두를 침해하는 새로운 균계 K3a가 확인됨에 따라 새로운 저항성 유전자의 동정 및 활용의 중요성이 높아가고 있다. 국내육성 자포니카품종 화성벼와 야생벼 O. minuta 간의 종간교잡을 통해 확립된 수원506호의 흰잎마름병에 대한 유전분석을 실시하였다. 수원506호와 통일계 품종인 밀양23호간의 교잡을 통해 확보한 F2 개체들을 활용하여 흰잎마름균주 HB3011 의 접종에 따른 병반장의 변이와 유전자지도 작성에 사용된 SSR 마커의 유전자형간의 연관성분석을 수행하였다. 수원506호의 흰잎마름병 저항성을 지배하며 우성유전자로 작용하는 주동유전인자가 염색체 4변 하단에서 SSR 마커 RM255 에 의해 표지 되었는데, 해당 염색체영역은 Xa1과 Xa2 및 Xa22 등이 보고되었던 영역과 매우 유사할 것으로 추정되었다.

본 연구를 통하여 조생 다수성 벼 품종인 남일벼의 돌연변이 후대계통으로 'Namil(SA)2652-RGA-l-l-l-l'의 계보를 지니며 Namil(SA)-flo1로 명명된 분질계통의 건식제분 적성과 쌀가루의 이화학적 특성과 호화특성 등을 평가하였다. 배유절단면의 전자현미경 관찰결과 원품종인 남일벼는 배유절단면이 부드러우며 다변각의 전분립들이 치밀하게 배열된 반면 Namil(SA)-flo1은 원형모양의 전분립들이 매우 성기게 배열되어있었다. Namil(SA)-flo1의 작물학적 특성은 남일벼와 유사하였으나 등숙비율과 천립중이 낮았으며 이러한 특성은 백미수량 감소로 이어짐을 알 수 있었다. 조직분석기들 이용한 곡립경도측정 결과 Namil(SA)-flo1는 3,417 g으로 남일벼 (7,526 g)의 45% 수준으로 매우 낮았다. 건식제분기인 Buhler 제분기를 이용해 동일조건에서 생산된 쌀가루들에 대한 입도분석결과 Namil(SA)-flo1는 평균 86.1um 로서 원품종인 남일벼 (109.1um )는 물론 화성벼(112.2um )나 설갱벼 (97.6um )보다 매우 고운입자로 이루어져 있음을 확인하였다. 건식제분에 의한 쌀가루의 손상전분량 역시 Namil(SA)-flo1가 5.1% 수준으로 남일벼 (9.2%), 화성벼(10.3%) 및 설갱벼(7.1%) 보다 매우 낮아 Namil(SA)-flo1의 높은 건식제분 적합성을 확인할 수 있었다. 반면 Namil(SA)-flol에서 생산된 쌀가루의 이화학적 특성과 호화특성은 원품종인 남일벼의 고유한 특성을 견지하고 있는 것으로 사료되었다.

야생벼은 재배벼의 친환경적성을 강화시킬 수 있는 병해충 저항성 및 불량환경에 견딜 수 있는 유용한 유전자들의 보고로 알려져 왔다. 국내에서 육성된 벼 품종인 '화성'(AA게놈)와 야생벼인 Oryza. minuta(BBCC 게놈; Acc.=101141)간의 교잡을 통하여 종간잡종 후대들이 육성되었다. 불화합성과 초기분리세대의 극심한 불임을 극복하기 위해 배주배양으로 F1 개체를 확보하였으며, '화성'으로의 여교잡을 수 차례 실시하였다. 확립된 계통들에 대

우리나라의 벼 냉해 피해는 통일벼를 주로 재배하던 1980년 전국 쌀 생산량의 25.6%가 감소하였다. 이후 냉해에 강한 자포니카 품종이 육성․보급되고 있어 전국적인 냉해 피해는 없었으나 최근 이상기후에 의한 기상 변동이 잦아짐으로 인해 국지적인 냉해 피해 우려는 높아지고 있는 실정이다. 특히 생식생장기의 냉해는 미소포자형성불량과 이삭추출을 지연시킴으로써 불임을 유발하고 쌀 수량을 감소시킨다. 장해형 냉해(생식 생장기의 냉해)를 검정하는 조사기준은 출수 전 15일부터 10일간, 17℃에서 냉해를 유발하여 검정한다고 되어 있지만 품종의 출수일을 미리 정확하게 예측하기가 어렵다. 또한 생식생장기는 유수형성기, 감수분열기, 출수 기 등으로 짧은 시간 동안 급격한 변화가 일어나는 예민한 시기로서 품종간 이삭추출속도와 균일도가 다른데 일괄적으로 출수 전 15일부터 냉해처리를 하여 장해형 냉해 민감도를 조사하는 데 부정확한 면이 있었다. 따라서 본 연구는 장해형 냉해에 가장 민감한 시기를 육안으로 구별하여 처리시기를 결정할 수 있는 조사기 준을 선정하고자 지엽의 엽이와 제2엽 사이의 이삭이 추출되는 구간(엽이간장)별로 임실율과의 관계를 조사 하였다. 수잉기에 지엽의 엽이 아래 이삭이 배어있는 구간별로 10일간 냉해 처리했을 때 임실율을 조사한 결과 -3 ～ -5㎝ 구간 처리가 품종간 냉해 반응이 뚜렷하게 나타났다. 본 결과를 품종선발은 물론, 장해형 냉해 생리기작연구에도 활용 할 수 있을 것이다.