산업적 가치가 있는 천연 레스베라트롤은 인체에 항산화 작용, 심혈관질환 예방, 항염증 등의 효능이 있다. 레스베라트롤 생합성 벼(익산 526)를 이용하여 레스베라트롤 함량을 높이기 위해 현미의 발아온도(25°C, 30°C)와 처리일수(0, 1, 3 및 5일)의 최적조건을 구명하고자 실험한 결과는 다음과 같다. 레스베라트롤 함량은 25°C와 30°C에서 발아 5일째 각각 1.7배와 2.1배로 가장 높게 나타났으며, piceid 함량은 3.5배와 1.4배 증가하였다. 25°C 발아조건과 비교하여 30°C에서 transresveratrol은 20% 이상, piceid는 70% 이상 증가하였다. 레스베라트롤 유전자 발현량도 25°C와 30°C에서 발아 5일째 가장 높게 나타났으며, 30°C에서는 25°C와 비교하여 5.5배 증가하였다. 발아 전과 비교하여 25°C에서는 2.5배, 30°C에서 14배 증가하였다. 하지만, 익산 526의 레스베라트롤 함량 증가는 항산화 활성에 큰 영향을 미치지 않았다. 따라서, 익산 526 현미를 이용하여 레스베라트롤 함량을 증가시키기 위해서는 30°C에서 5일 동안 배양하는 것이 가장 효과적으로 향후 이를 산업적 소재로 이용 할 수 있는 기초자료로 제공한다.

자포니카 품종을 이용하여 제조된 누룽지의 품종 간 차이를 비교하기 위하여 이화학적인 특성, 조직감 및 관능 특성에 대해 조사하였다. 품종들의 수분함량은 12.6-14.4%, 단백질 함량은 5.7-7.9%, 지질 함량은 0.6-3.4%, 회분 함량은 0.3-0.5% 범위이었다. 아밀로스 함량은 14.3-17.3% 범위로 대립벼가 가장 높고 친농이 가장 낮게 평가되었다. 물결합력은 품종 중 보람찬이 가장 높았으며, 경도는 신동진이 가장 높아 단단하였고 보람찬이 낮아 부드러운 특성을 나타냈다. 색도는 친농이 가장 밝게 평가되었고, 환원당 함량은 1.8-2.11 mg/mL 범위로 색도와의 상관관계는 알 수 없었다. 관능검사 결과 색깔에 대한 평가는 친농이 가장 높았고, 냄새는 친농>드래찬>보람찬 순으로 우수하였으며, 맛, 경도, 씹힘성과 전반적인 기호도는 보람찬이 우수하였다.

본 실험은 6개 자포니카 품종의 벼를 이용하여 파보일드미 제조를 위한 침지조건 및 이화학적 특성을 조사하였다. 파보일드미 제조과정 중 정조의 전분이 완전하고 균일한 호화가 될 수 있도록 하기위한 최적 수분함량은 30%이며, 침지온도와 시간은 각각 65oC 및 4시간 이었다. 파보일드미의 길이와 폭은 모든 품종에서 감소되었고, 완전미율은 증가되었으며, 쇄미와 균열미 발생은 낮았다. 파보일드미의 조단백질 함량은 모든 품종에서 낮고, 조지방과 조회분 함량은 높아졌다. 파보일드미의 쌀알의 경도는 일반 백미보다 단단하고, 명도는 낮고 적색도와 황색도는 높아졌다. 환원당 함량은 일반백미 보다 파보일링 후 증가되었고 품종 중 설갱벼가 가장 높았으며, 드래찬, 보람찬, 양조 및 평안벼 등 4품종은 유의한 차이는 없었으며 신동진이 가장 낮게 평가되었다. 조리 중 취반수에 유출된 고형분 함량은 파보일링 후 모든 품종에서 감소되었다. 파보일드미의 취반후의 경도는 원료미보다 단단하고 탄성은 높아졌으며, 응집성은 낮아졌다.

A variety of genetically modified (GM) crops have been developed in Korea. In these crops, the resveratrol-enriched transgenic rice plant (Agb0102) has moved ahead to generate the dossier for regulatory review process required for commercialization of GM crop. The resveratrol-enriched transgenic rice plant could be released to farmers for cultivation after national regulators have determined that it is safe for the environment and human health. Here, we developed a PCR-based DNA marker based on flanking sequences of transgene for the discrimination of resveratrol-enriched transgenic rice plant. This DNA markers will be useful for identifying of resveratrol-enriched transgenic rice plant, and can also be used to estimate transgene movement occurred by pollen transfer or seed distribution. Moreover, it is helpful for prompt screening of a homozygote-transgenic progeny in the breeding program.

A variety of genetically modified (GM) crops have been developed in Korea. In these crops, the resveratrol-enriched transgenic rice plant has moved ahead to generate the dossier for regulatory review process required for commercialization of GM crop. The resveratrol-enriched transgenic rice plant could be released to farmers for cultivation after national regulators have determined that it is safe for the environment and human health. Here we developed a PCR-based DNA marker based on flanking sequences of transgene for the discrimination of zygosity in resveratrol-enriched transgenic rice plant. This DNA marker will be useful for identifying of resveratrol-enriched transgenic rice plant, and can also be use to estimate transgene movement occurred by pollen transfer or seed distribution.

Rice flour is used in many food products. However, dough made from rice lacks extensibility and elasticity, whereas that of wheat is suitable for many food products including breads. We have produced marker-free transgenic rice plants containing a wheat TaGlu-Ax1 gene encoding the HMG-GS from the Korean wheat cultivar ‘Jokyeong’ using the Agrobacteriummediated co-transformation method. The TaGlu-Bx7-own promoter was inserted into a binary vector for seed-specific expression of the TaGlu-Ax1 gene. Two expression cassettes comprised of separate DNA fragments containing only TaGlu-Ax1 and hygromycin phosphotransferase II (HPTII) resistance genes were introduced separately to the Agrobacterium tumefaciens EHA105 strain for co-infection. Each EHA105 strain harboring TaGlu-Ax1 or HPTII was infected to rice calli at a 3:1 ratio of TaGlu-Ax1 and HPTII, respectively. Then, among 210 hygromycin-resistant T0 plants, we obtained 20 transgenic lines with both TaGlu-Ax1 and HPTII genes inserted into the rice genome. We reconfirmed integration of the TaGlu-Ax1 gene into the rice genome by Southern blot analysis. Transcripts and proteins of the wheat TaGlu-Ax1 were stably expressed in the rice T1 seeds. Finally, the marker-free plants harboring only the TaGlu-Ax1 gene were successfully screened at the T1 generation.

‘친들’은 국립식량과학원 벼맥류부에서 2012년도에 벼멸구 저항성을 가진 HR22538-GHB-36-4와 고품질이며 수량이 우수한 익산471호를 교배하여 육성한 친환경재배적응 고품질 복합내병충성 우수 품종이다. ‘친들’은 서남부해안지 및 평택이남 평야지(충남, 전남북, 경남북) 보통기 보비재배에서 이앙부터 수확까지 124일의 생육일수를 가진다. 간장은 83츠 이며 내도복성이다. 병해충 저항성은 벼멸구, 벼흰잎마름병 K1, K2, K3 균계, 벼줄무늬잎마름병에 강하다. ‘친들’은 쌀알이 맑고 투명하며 중립종이다. 비교품종인 남평벼 보다 단백질이 5.9%로 낮고 밥맞이 매우 좋다. 수량성은 3년간 지역적응성 시험 결과 5.61 MT/ha 이다. ‘친들’은 복합내병충성 육종에 있어 매우 유용한 유전자원으로 사용될 것이다.

‘산호미’는 국립식량과학원 상주출장소에서 중산간지 재배에 알맞은 복합내병성 고품질 벼를 육성하고자, 2002년 하계에 상미벼를 모본으로 하고, 상주24호와 화영벼의 F1 개체를 부본으로 인공교배 하였다. F3 세대 이후에는 계통육종법으로 전개하였으며, 주요 농업형질 조사, 병해충 저항성 및 미질특성의 조사를 실시하였고, 2009～2010년 생산력검정을 실시하여 복합내병성을 갖춘 YR24337-53-3-18-3-3 계통을 선발하였으며 상주44호로 계통명을 부여하였다. 2010～2012년 지역적응성시험을 실시한 결과 대조품종인 오대벼에 비해 도열병, 흰잎마름병, 줄무늬잎마름병에 강하며 외관품위가 매우 우수하여, 2012년 농작물 직무육성 신품종-선정심의회에서 신품종으로 선정하여 ‘산호미’라 명명하였고, 북부평야지, 중산간지 및 남부고냉지에 적응하는 품종으로 보급하게 되었다. 출수기는 7월 26일로 오대벼 보다 2일 빠르며, 간장과 수장은 오대벼보다 1 cm 작고 주당수수는 14개, 수당립수는 82개로 오대벼와 비슷하다. 등숙비율은 85.4%로 오대벼보다 높으며, 현미천립중이 21.1 g으로 중소립종이다. 유묘내냉성은 오대벼와 비슷하고 출수지연일수가 8일로 오대벼에 비해 짧으나, 임실률이 39%로 낮은 편이다. 도열병, 흰잎마름병(K1～K3)과 줄무늬잎마름병에는 저항성이나 오갈병 및 검은줄 오갈병에는 약하다. 쌀알은 심복백이 없이 맑고 투명하며 아밀로스 함량은 오대벼와 비슷하며, 단백질 함량은 6.7%로 약간 높고 밥맛은 매우 양호하다. 오대벼에 비해 도정률은 낮은편이나, 완전미 도정수율이67.3%로 오대벼보다 높다. 수량성은 6개소에서 보통기 표준재배시 4.99 MT/ha 로 오대벼보다 2% 낮았다.

This study was conducted to isolate a salt tolerant gene and to develop salt tolerant rice for reclaimed-saline areas through genetic transformation. A rice c/DRE binding factor 4(OsCBF4) cDNA was isolated from rice using RT-PCR. The full-length cDNA of the CBF4 gene consists of 1,429 nucleotides and 274 amino acid residues. In order to develop salt tolerant rice, transgenic rice plants containing the OsCBF4 gene were obtained via Agrobacterium-mediated transformation. The stable incorporation of the OsCBF4 gene into rice genome was confirmed by PCR and Southern analysis. The stable expression of introduced gene was also validated by RT-PCR analysis in T2 plants. Biological assay of T3 progeny of the transgenic plants in Yoshida solution containing 120mM Nacl for 2weeks, confirmed that the OsCBF4 confers salt tolerance to transgenic rice plants. OsCBF4 transgene in the transgenic line CBF4-10 was markedly expressed up to over three-fold in the leaf by 120 mM NaCl treatment. Real-time PCR analysis revealed that the levels of the transgene expression were markedly increased under salt treatment. The transgenic line CBF4-10 which showed highest ability to recover from the saline stress could be used as a potential source for salt tolerance in rice breeding programs

Resveratrol rice Iksan526 was developed by overexpession of T-DNA (RB::P-Ubi::RS::T-NOS::P-35S::PAT::T-35S::LB) in rice variety Dongjin. To confirm one locus insertion of T-DNAs, Mendelian genetic analysis was carried out on selection marker bar gene and objective RS gene separately by using a F2 population derived from a cross of Dongjin/Iksan526 (T6). A total of 450 four-leaf-old plants from F2 population were treated by 0.3% basta, and a phenotypic separation ratio of 3:1 (321 survival: 129 dead, p>0.90) complied with Mendelian inheritance indicating one locus insertion of bar gene. Genotypic separation was analyzed by using PCR with specific primers for 300 plants, which were selected from 321 survival plants after phenotypic separation. Results revealed a ratio 1:2 of homologous to heterozygous (92:208, p>0.90), which further confirmed one locus insertion of RS gene. In addition, comparison on agronomic traits and resveratrol contents between transgenic rice and the donor variety were launched to evaluate the phenotypic performance over multi-generations (years).

내염성과 관련 있는 벼의 CBF4 유전자(OsCBF4)를 벼에서 과발현 시켜 염 스트레스 조건에서 저항성이 증진된 내염성 유전자원을 개발하였다. RT-PCR을 수행하여 분리한 OsCBF4 유전자는 1,429 bp 크기의 뉴클레오티드로 274개의 아미노산으로 구성되었고, 벼의 다른 CBF 유전자와 33~49% 상동성을 나타내었다. 형질전환 식물체는 PCR과 Southern분석으로 OsCBF4 유전자의 벼 게놈 내 도입을 확인하였다. 전이 유전자는 벼 게놈 내에 1~4사본이 도입되었고, 선발된 형질전환 계통 모두에서 전이 유전자가 강하게 발현되었다. 염 스트레스 조건에서 형질전환 식물체는 비 형질전환 벼 보다 생육 정도가 양호하였으며, 특히 CBF4-10 계통은 염 처리 후 많은 식물체가 살아남았다. Real-time PCR 분석 결과 CBF4-10 계통은 120 mM NaCl 처리 시 전이 유전자 OsCBF4 전사체 발현이 잎에서 무처리 대비 약 3배 이상 증가하였다. 결론적으로 일반 벼에 도입된 OsCBF4 전이 유전자는 내염성 증진 기능이 있으며, OsCBF4 전이 유전자의 발현이 높은 형질전환 벼 계통은 내염성 벼 육종 소재로 이용할 수 있을 것으로 평가된다.

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.

‘소다미’는 소비료 재배 적응 중만생 고품질 내도복 복합내 병성 품종육성을 목적으로 2003년 하계에 단간 다수성인 ‘익 산469호’(‘온누리’)를 모본으로 하고 도열병에 강하고 초형이 양호한 조생종 운봉31호를 부본으로 인공교배하였다. 보통기 보비 재배에서 ‘소다미’의 출수기는 8월 16일로 ‘남평’과 같 고 간장, 수수 및 수당립수는 각각 81 cm, 12개 및 134개이며 등숙률은 86.8%였다. ‘소다미’는 내냉성 검정에서 냉수구 임 실률은 52%로 소비와 비슷하나 ‘남평’보다 높았다. ‘소다미’ 는 흰잎마름병(K1 ～K3), 줄무늬잎마름병에 강하고 잎도열병, 및 멸구류 등의 해충에 약한 품종이다. ‘소다미’의 쌀 외관은 심복백이 없이 맑고 투명하며, 단백질 및 아밀로스 함량은 각 각 6.0% 및 19.0% 로 ‘남평’ 및 ‘소비’보다 낮았다. ‘소다미’ 의 지역적응시험 3개년간 평균 쌀 수량성은 보통기 소비료 재 배에서 평균 5.2 MT/ha로 ‘소비’보다 3% 높은 경향을 보였 고, 보통기 보비재배에서 6.0 MT/ha로 ‘남평’보다 9% 증수하 는 품종이며 적응지역은 충남이남 평야지 및 남서해안지이다.

‘설레미’는 국립식량과학원 상주출장소에서 2011년도에 육성한 조생 고품질 고식미 도정특성 우수 품종이다. ‘설레미’는 남부중산간지, 북부평야지 및 중산간지, 남부고냉지 및 동북부해안지 보통기 보비재배에서 평균 출수기가 8월 1일로‘오대벼’보다 3일 늦은 조생종이다. 간장은 73 cm로 오대벼보다 작으며, 수당립수는 많고 등숙비율이 높은 중립종에 속한다. 위조현상은 나타나지 않았으며 성숙기 하엽노화가 늦고수발아는 ‘오대벼’보다 안되는 내수발아성이다. 내냉성은 보통이다. ‘설레미’는 도열병에 저항성 반응을 보였다. 입형은현미장폭비가 1.90으로 단원형이며 심복백이 없고 맑고 투명하다. ‘오대벼’에 비해 아밀로스함량은 낮고 단백질함량은 약간 높으며 밥맛은 매우 양호하다. 도정율, 백미완전미율이 각가 77.5%, 97.7%로 ‘오대벼’에 비해 높다. 쌀수량은 보통기표준재배에서 5.60 MT/ha로 ‘오대벼’보다 7% 많은 편이다.

‘Hyeonpum’ is a new japonica rice variety developed by a cross breeding between Iksan469 having a good canopy architecture and Sindongjin and Musashino 7 having a good eating-quality with a view to develop a new variety having high quality of grain and palatability by the rice breeding team of Rice Breeding and Cultivation Research Division, Department of Rice and Winter Cereal Crop, NICS, RDA in 2012. The heading date of this variety is August 18 and later than that of check variety, Nampyeongbyeo, by four days. ‘Hyeonpum’ has 74cm of culm length and 101 spikelets per panicle. This variety showed resistance to bacterial leaf blight and rice stripe virus, but susceptible to leaf blast and planthoppers. The milled rice of this variety exhibits translucent and very clear non-glutinous endosperm. ‘Hyeonpum’ has much better palatability of cooked rice than that of Nampyeongbyeo. The whole grain rate of milled rice and milled rice recovery of ‘Hyeonpum’ are slightly higher than those of Nampyeongbyeo as 91.8% and 75.2% respectively. The yield of ‘Hyeonpum’ is 5.6 MT/ha in milled rice. ‘Hyeonpum’ could be adaptable to the southern part plain area of Pyeongtaek and southwestern costal areas in Korea.

본 연구는 우리나라 벼흰잎마름병 균주에 대한 인디카형과 자포니카형의 단일 저항성 유전자의 반응과 이들의 집적 효과를 비교 분석하고 자포니카형의 유망 조합을 제시하여 향후 우리나라 환경 여건에 효과적인 저항성 품종을 육성하고자 수행하였다. 단일 저항성 유전자 계통중 Xa1, Xa3, Xa21은 생태형 간에 차이가 없었으나 Xa4와 xa5는 자포니카에 비해 인디카형에서 저항성이 강하였다. 인디카형과 자포니카형에서 모두 저항성 유전자가 집적되었을 경우에 단일 또는 두 개의 저항성 유전자에 비해 저항성이 정도가 증가하거나, 저항성 수준이 높은 유전자가 저항성 수준이 낮거나 균계 특이적 이병성을 나타내는 저항성 유전자를 보완하는 효과를 나타냈다. 자포니카형에서 새롭게 확인된 저항성 유전자 집적 조합인 Xa3+Xa21, xa5+Xa21과 Xa3+xa5+Xa21은 우리나라 우점 균주와 16개 균주에 대해서 저항성이었으며 현재 우리나라 벼흰잎마름병 저항성 육종에서 주력 저항성 조합으로 이용되고 있는 Xa3+xa5 보다 높은 수준의 저항성을 나타냈다. 이들 저항성 유전자 집적 조합은 균계 분화 등에 따른 저항성 붕괴에 안정적으로 대응할 수 있고 저항성을 효과적으로 강화할 수 있는 유망 조합으로 생각되어 자포니카 벼흰잎마름병 저항성 증진을 위한 목표 조합으로 설정하여 육종사업을 수행하겠다.