Plants strictly regulate the uptake and distribution of Zinc (Zn), which is essential for growth and development. Arabidopsis thaliana plant cadmium resistance 2 (AtPCR2), a protein containing a placenta-specific 8 domain (PLAC8), is specifically expressed in the vascular tissue and epidermis of roots and is thought to act as a Zn efflux transporter (Song et al. 2010). Proteins containing PLAC8 domain function as major organ size regulators in Solanum lycopersicum and Zea may, and putative metal ion transporters in Arabidopsis thaliana, Oryza sativa and Brassica juncea. But, there are no reports which showed that the protein containing PALC8 have the function both of seed size regulation and metal homeostasis. In our study, we found that plant cadmium resistance 1 (PCR1) influences on both Zn accumulation and grain weight in rice. The expression of OsPCR1 is elevated in developing seeds of introgression line for GW2, which encodes a protein known to regulate grain weight. Grain weight of OsPCR1 knockout and knockdown lines decreased than the wild type, while OsPCR1 overexpression lines produced heavier grains. Furthermore, the grains of OsPCR1 knockdown lines exhibited substantially higher Zn and lower Cd concentrations than the control. We identified some variation in the OsPCR1 amino acid sequence between the japonica and indica rice types using 15 different rice varieties. Japonica-type PCR1 had a shorter N-terminus than did PCR1 in the other rice types. Furthermore, japonica-type grains accumulated less Zn than did indica-type grains. Our study suggests that rice PCR1 maintains metal ion homeostasis and grain weight and might have been selected for during domestication.

이 연구는 맥류 곡실발효사료 조제를 위한 적정 수확시기 및 수확시기별 곡실 발효사료의 발효품질을 평가하기 위하여 실시하였다. 그 결과, 알곡의 수분함량은 수확시기가 늦어짐에 따라 감소하는 경향을 보였고, 이삭비율과 천립중은 맥종별 모두 출수 후 일수가 경과됨에 따라 높아지는 경향을 보였다. 알곡수량은 맥종 모두 수확시기가 늦어질수록 유의적으로 증가하는 경향을 보였다(p<0.05). 조단백질 함량은 수확시기가 늦어질수록 맥종 모두 높아지는 경향을 보였고, 조섬유함량은 낮아지는 경향을 보였으며, 조지방과 조회분 함량은 비슷하거나 약간 낮아지는 경향을 보였지만 통계적인 유의성은 없었다. 곡실사료의 발효 전후 사료가치를 비교하여 보면, 일반성분들이 발효를 거친 후 약간 증가되는 경향은 있었지만 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 발효품질 면에서는 공시한 맥종 모두 수확시기가 늦어질수록 pH는 높아지고, 젖산함량은 유의적으로 낮아지는 경향을 보였다(p<0.05). 초산함량은 맥종 모두 수확시기에 따른 차이를 나타내지 않았고, 낙산은 검출되지 않았다. 따라서 수량과 발효품질을 고려할 때, 맥류 곡실사료 조제를 위해서는 겉보리과 쌀보리는 출수 후 35일, 밀은 출수 후 40~45일에 수확하는 것이 적당한 것으로 판단된다.

There are farmer’s demands to develop early-maturing cultivar in order to replace Odae variety to mid-northern inland plain and southern mountainous area of Korea. Saeodae was developed by the rice breeding team of Cheolwon Substation, National Institute of Crop Science (NICS), RDA in 2012. This cultivar was derived from the cross between Geuroobyeo and Suweon 472 in 2001 summer season, and selected by a promising line, SR27376-2-2-1-3, was selected and designated as the line of Cheolweon 81 in 2010. The local adaptability test of Cheolweon 81 was carried out at four locations from 2010 to 2012 and it was named as Saeodae. The heading date of Saeodae is July 25 in Cheolwon area, which is 2 days earlier than that of Odae. This variety has 66cm in culm length and 77 spikelets per panicle. Its 1,000 grain-weight of brown rice is 26.5 g, which is similar to that of Odae. Germination rate at low temperature of this variety is about 70%, and viviparous germination is 17.7%. Cold tolerance of this cultivar is still not good, just mediocre. It shows strong lodging resistance. And premature heading, occurrence of wilting during ripening stage, and leaf senescence at maturing are similar to those of Odae. This variety shows resistance to leaf blast disease, but susceptible to bacterial blight, virus disease and insect pest. This variety has translucent and clear milled rice kernel without white core and belly rice. The yield potential of Saeodae was about 5.26 MT/ha at ordinary fertilizer level in local adaptability test for three years. This variety would be adaptable to mid-northern inland plain and southern mountainous area of Korea.

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.

Recently, concerns have been voiced about the high eating quality rice in the market. To cope the high quality demands in rice market, a rice cultivar ‘Jinsumi’ which is showing high grain quality and multi-resistant to diseases was developed by the National Institute of Crop Science, RDA, Miryang, Korea. ‘Jinsumi’ was derived from a three-way cross of ‘Milyang165’and F1 plant of YR16195-B-B-B-21-1/Milyang169. The pedigree of ‘Jinsumi’ was YR21999-B-B-B-17-3-1 and designated as ‘Milyang 218’ in 2005. Heading date of ‘Jinsumi’ was August 15 as mid-late maturing ecotype. ‘Jinsumi’ showed multi resistant to rice stripe virus (RSV), bacterial blight races of K1, K2, K3 and moderately resistant to leaf blast disease. The grain appearance of ‘Jinsumi’ was translucent and showed 96.6% of head rice ratio. The milled rice yield of ‘Jinsumi’ was 5.74 MT/ha at ordinary transplanting of local adaptability test. ‘Jinsumi’ would be adaptable to the plain area of Yeongnam province in Korea.

Recent climate change has led to fluctuations in agricultural production, and as a result national food supply has become an important strategic factor in economic policy. As such, in this study, panel data was collected to analyze the effects of seven meteorological elements on the production of five types of grain with error component panel data regression method following the test results of LM tests, Hausman test. The key factors affecting the production of rice were average temperature, average relative humidity and average ground surface temperature. The fluctuations in the other four grains types are not well explained by meterological elements. For other grains and beans, only average temperature and time (year) affect the production of other grains while average temperature, ground surface temperature, and time (year) influence the production of beans. For barley and millet, only average temperature positively affects the production of barley while ground surface temperature and time (year) negatively influence the production of millet. The implications of this study are as follow. First, it was confirmed that the meteorological elements have profound effects on the rice production. Second, when compared to existing studies, this study was not limited to rice but encompassed all five types of grains and went beyond other studies that were limited to temperature and rainfall to include various meteorological elements.

다평옥은 다수성 종실용 옥수수 품종 개발을 위하여 2010 년에 농촌진흥청 국립식량과학원에서 자식계통 KS158과 KS155를 교잡하여 육성한 다수성 단교잡종이다. 다평옥의 종피색은 황색이며 입질은 마치종이다. 2006～2007년까지 2 년 동안 생산력검정시험을 거쳐 2008～2010년까지 3년 동안 수원 등 3지역에서 지역적응시험을 실시하였다. 그 결과 우수 성이 인정되어 2010 농작물 직무육성 신품종으로 결정되었고 다평옥으로 명명하였다. 다평옥의 출사일수는 장다옥과 같다. 간장은 장다옥과 비슷하며 착수고율은 장다옥과 같다. 도복은 장다옥 정도로 강한 것으로 나타났다. 이삭길이는 장다옥보다 다소 작으며 100립중은 장다옥보다 가볍다. 깨씨무늬병과 그 을음무늬병에는 강한 편이다. 검은줄오갈병, 이삭썩음병 및 조명나방 저항성은 중 정도를 보인다. 다평옥의 종실수량은 8.6 톤/ha로 장다옥보다 8% 많았다. 4 : 1(모본 : 부본) 재식 비율로 동시 파종하여 채종 시험한 결과 모본 출사기와 부본 화분비산기간이 일치하였으며 채종수량은 2.8 톤/ha이었다. 다평옥은 전국적으로 재배가 가능하다(품종출원등록번호: 제 4969호).

간식용 대립 땅콩의 선호도가 높음에 따라 단경 대립 다수 성 신품종 육성을 위하여 대립 고품질인 ‘팔광’과 단경 소분 지 자원인 ‘중국수집종-1’을 인공교배하여 육성한 ‘상안’의 주요 특성을 요약하면 다음과 같다. ‘상안’은 신풍 초형으로 개화기가 빠르고 지상부 생장습성은 단경 소분지성이다. ‘상 안’은 주당 성숙협수는 40개이며 ‘대광’ 땅콩에 비해 협실비 율, 성숙립중비율, 100립중등 양호한 성숙특성을 보이며 100 립중이 96 g인 대립품종이고, 갈반병, 흑반병에 비교적 강하 고 그물무늬병과 흰비단병은 다소 발병이 되고 있으며 도복 도 비교적 강한 특성을 나타낸다. ‘상안’은 단백질이 29.1%, 기름함량이 48.5%이고 지방산은 올레산과 리놀산의 비율이 같은 특성을 가지고 있다. ‘상안’은 3년간 지역적응시험 결과 전국평균 4.87 ton로서 대광땅콩에 비하여 15% 증수되었다. ‘상안’은 경장이 짧고 신풍형으로 병해에도 비교적 강한 편이 나 충분한 성숙을 위하여 경기북부와 강원도, 산간 고냉지를 제 외한 지역에서 적응성이 높은 품종이다(등록번호 제 4717호).

‘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.

본 연구에서는 단옥수수 주요 품종인 고당옥과 구슬옥을 재배하여 고품질 단옥수수 생산 재배법을 보급하기 위한 기 초자료를 제공하고자 종실의 등숙 중 이화학적 특성 변화를 조사하였다. 파종시기와 관계없이 등숙이 진행됨에 따라 수 분 함량은 감소하고, 종실 100립의 생중과 건중은 증가하였 고(p<0.05), 파종시기가 늦어질수록 100립중의 증가 속도는 느려졌다. 종실의 조단백과 조회분 함량은 출사 후 일수가 경과함에 따라 감소하는 경향을 보였고, 조지방 함량은 유 의하게 증가하였다(p<0.05). 단옥수수 종실의 총 유리당 함 량은 파종시기와 관계없이 출사 후 일수가 경과함에 따라 유의하게 감소하였으나(p<0.05), 유리당을 구성하는 fructose, glucose, sucrose와 maltose의 조성은 파종시기에 따라 차이를 보였으며 그 중 sucrose가 대부분을 차지하고 있었다. 종 실의 전분 함량과 경도는 출사 후 일수가 경과함에 따라 유 의하게 증가하는 경향을 보였으며(p<0.05), 전분 함량의 증 가 속도 역시 100립중과 마찬가지로 파종이 늦어질수록 느 려지는 경향을 보였다. 수확 적기의 종실 수분함량은 68~ 69% 정도였으며, 전분 함량은 7월 10일 파종이 가장 높았 고 7월 30일 파종이 가장 낮았다. 적기에 수확한 단옥수수 의 단맛을 비교한 결과 고당옥은 4월 10일 파종한 것에 비 해 7월 20일, 7월 30일 파종이 약 1.8배와 1.4배 단맛이 높 은 반면 구슬옥은 파종시기와 상관없이 단맛의 정도가 비슷 하였다.

‘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.

본 연구에서는 혼합사로 구성된 망상하천에서 사주의 변화와 하상토 분급현상을 실내실험을 통하여 파악하였다. 하상경사가 급한 하도에서 유사 유출량은 시간의 변화에 따라 매우 불규칙하지만, 경사가 완만한 하도에서 유사 유출량은 규칙적이고, 일정한 주기를 나타내었다. 또한 2중 퓨리에 해석을 통하여 지배적인 사주의 특성과 진폭을 분석하였다. 하상고가 상승하면 무차원 하상토 입경은 작아졌지만, 하상고가 저하되면 무차원 하상토 입경은 커졌다. 기층에서 무차원 한계소류력과 표층에서 무차원 한계 소류력의 비가 증가하면, 표층에서 평균입경과 무차원 하상토 중앙입경이 작아졌다. 또한 국부적으로 하상경사가 증가하면서, 유사의 선택적 이동에 의하여 하상토가 분급되고, 평면적으로 입경이 불균일하게 분포하는 분급 특성이 나타났다.

농촌진흥청 국립식량과학원에서 수확시기가 빠른 국수용밀 품종 개발을 목적으로 1997년도에 조숙 계통인 SW86054 를 모본으로 하고 현재 국내 최대 재배되고 있는 금강밀을 부본으로 인공교배하여 SW97031 조합을 육성하였다. 경기도 연천에서 집단재배 후 계통을 전개하여 초형과 수형이 양호하며 숙기가 빠르고 내한성이 강한 계통인 SW97031-B-47-4-1-5-1-1을 2005년과 2006년도 2년간 생산력검정을 거쳐 ‘익산318호’로 계통명을 부여하고, 2007년부터 3개년 동안 지역적응시험을 실시한 결과 숙기가 빠르며 내한성이 강하고, 백립계이면서 수발아 중도저항성으로 생산안정성이 우수하였다. 밀가루와 국수 색택이 좋고 식미감이 우수하지만 단위면적당 수량 개선이 요구되어 2009년 농작물 직무육성 신품종심의회에서 ‘중모2003’으로 명명하였다. 그 후 국립종자원의 재배심사를 거쳐 2013년 종자산업법제55조에 따라 품종보호등록 원부에 등록되었다. 중모2003의 파성은 III형으로 양절형이고, 엽색은 녹색이며 이삭은 방추형이고, 종자는 중간크기로 백색이다. 출수기와 성숙기는 밭 조건 조건에서 각각 4월 24일과 6월 4일로 금강밀보다 1～2일 빠르고, 논 조건에서는 각각 4월 21일과 6월 2일로 2일 빠르다. 추위와 수발아저항성이 강하고, 흰가루병과 붉은곰팡이병은 감수성이다. ‘중모2003’의 제분율은 금강밀보다 약간 낮지만, 밀가루의 품질과 국수 가공특성이 비슷한 특성을 보였다. 천립중은 42.5g으로 금강밀보다 약간 적은 소립이며, 지역적응성 시험에서 밭 조건 수량은 555 kg/10a, 논 조건 수량은 485 kg/10a로 금강밀보다 4%와 7% 감수하였다.

국립식량과학원에서 수발아와 붉은곰팡이병 등에 대한 내재해성이 강한 국수용 밀 품종 육성을 목적으로 1997년도에 금강밀과 은파밀을 인공교배 한 F1을 모본으로 하고 다시 금강밀을 부본으로 인공교배하여 SW97005 조합을 육성하였다. 경기도 연천에서 집단재배 후에 계통을 전개하여 초형과 수형이 양호하고 내한성이 강한 계통인 SW97005-B-26-5-4-1-1-1을 2005년과 2006년도 2년간 생산력검정을 거쳐 ‘익산319호’로 계통명을 부여하고, 2007년부터 3개년 동안 지역적응시험을 실시한 결과 내한성이 강하고, 수발아 저항성이며 붉은곰팡이병에 중도저항성이고, 수량이 많을 뿐만 아니라 국수가공적성이 우수하여 2009년 농작물 직무육성 신품종심의회에서 ‘수안밀’로 명명하였다. 그 후 국립종자원의 재배심사를 거쳐 2013년 종자산업법제55조에 따라 품종보호 등록 원부에 등록되었다. 수안밀의 파성은 III형으로 양절형이고, 엽색은 녹색이며 이삭은 방추형이고, 종자는 중간크기로 적색이다. 출수기와 성숙기는 밭상태 조건에서 각각 4월 25일과 6월 4일로 금강밀보다 1일 빠르고, 논상태에서는 각각 4월 23일과 6월 4일로 동일하다. 내한성과 수발아 저항성이 강하고 붉은곰팡이병은 중도저항성이다. 수안밀의 제분율은 금강밀보다 약간 낮고, 단백질 함량과 회분함량이 낮아 밀가루 색이 밝고 단백질적 특성은 국수용에 적합하다. 천립중은 43.7 g으로 금강밀보다 약간 적은 소립이며, 지역적응성 시험에서 밭상태 수량은 594 kg/10a, 논상태 수량은 563 kg/10a로 금강밀보다 3%와 8% 증수하였다.

동해 후포분지의 고환경을 규명하기 위해 HB 13-2 코어를 대상으로 퇴적물의 입도 분석 및 XRD, XRF를 통한 광물 분석을 실시하였다. HB 13-2 코어 퇴적물은 0.4 mbsf를 기준으로 엽리가 미약하고 생교란작용이 나타나는 퇴적상과 생교란작용이 하부로 갈수록 강해지는 두 개의 퇴적상으로 구분된다. 0-0.82 mbsf 구간에서의 비응집성 실트(sortable silt) 함량의 갑작스러운 증가와 상부층준에서의 민감입도 요소의 변화는 대마난류의 영향이 증가하였음을 보여준다. 퇴적물의 주 구성광물은 석영, 미사장석, 정장석, 알바이트와 더불어 녹니석, 캐올리나이트, 일라이트와 같은 점토광물이 포함되어 있으며 이들은 시료의 깊이 및 입도와 크게 연관성이 없는 것으로 나타나는데 이는 코아시료의 퇴적기간 동안 수문학적 변화는 크지 않았음을 시사한다. 1.4 mbsf부터 점토광물의 결정도가 감소하고 S/I 피크가 증가하는 현상은 온난다습한 기후의 영향으로 판단된다.

This study was conducted to identify quantitative trait loci (QTL) related to grain qualities under high temperature during ripening stage using 187 Korean rice varieties. To analyze grain qualities under high temperature during ripening stage, grain appearance such as head rice and chalky grains percentage and physicochemical characteristics were investigated and SNP genotyping of 187 Korean varieties was conducted for association analysis related with grain qualities under high temperature. Five traits exhibited continuous distributions in the non-glutinous Korean varieties, indicating that these traits are controlled by multiple genes. Association mapping among non-glutinous Korean varieties was conducted using 223 markers showed polymorphism among 384 SNP markers. Six QTLs for chalk grains percentage were mapped to chromosomes 1, 4, 10 and 11. These six QTLs were linked to the SNP marker id1014176 on chromosome 1, id4010924 on chromosome 4, id10000644 on chromosome 10 and id11011505 on chromosome 11, and explained approximately 21, 61, 50, 23, 23 and 21% of the total phenotypic variance. Four QTLs for head rice percentage in chromosomes 4, 10 explained the total phenotypic variance by over 47% and around 20%. Fifteen QTLs for RVA characteristics including hot paste viscosity, peak viscosity and setback viscosity were mapped to chromosome 1, 6, 7, 12 and QTLs were explained around 20% of the total phenotypic variance.

The seed shattering played a key role in the crucial step of rice domestication. Because it has been important to increase the yield human had to select the rice varieties and species with low shattering degree. The shattering habit of rice is considered to be under the relatively simple genetic control compared with other characteristics related to domestication. Several recessive genes associated with the formation of an abscission layer, sh2, sh4 and sh-h on chromosomes 1, 3 and 7, have been reported. In addition, the grain shattering of rice is considered to be caused by seed abscission. The morphology of the abscission layer can differ in many different rice varieties that show varying degrees of shattering. Accordingly, it is important to elucidate the molecular mechanism to determine why some varieties do not have abscission layers and have an easy-shattering trait. In this study, analysis of QTL for grain shattering was performed to determine the location of QTLs on the whole chromosomes of rice. Also, we tried to construct a physical map for qPs6

A sugary mutant with low total starch and high sugar content was compared with its wild type Sindongjin for grain-filling caryopses. In the present study, developing seeds of Sindongjin and sugary mutant from the 11th day after flowering (DAF) were subjected to RNA sequencing (RNA-Seq). A total of 30,385 and 32,243 genes were identified in Sindongjin and sugary mutant. Transcriptomic changes analysis showed that 7,713 differentially expressed genes (DEGs) (log2 Fold change ≥1, false discovery rate (FDR) ≤ 0.001) were identified based on our RNA-Seq data, with 7,239 genes up-regulated and 474 down-regulated in the sugary mutant. A large number of DEGs were found related to metabolic, biosynthesis of secondary metabolites, plant-pathogen interaction, plant hormone signal transduction and starch/sugar metabolism. Detailed pathway dissection and quantitative real time PCR (qRT-PCR) demonstrated that most genes involved in sucrose to starch synthesis are up-regulated, whereas the expression of the ADP-glucose pyrophosphorylase small subunit (OsAGPS2b) catalyzing the first committed step of starch biosynthesis was specifically inhibited during the grain-filling stage in sugary mutant. Further analysis suggested that the OsAGPS2b is a considerable candidate gene responsible for phenotype of sugary mutant.

Fortification with vitamins in crops like rice is a continuing endeavor for geneticists and rice breeders. Tryptophan is one of the essential amino acids needed in human diet. In this study, we developed rice mutant lines using ethyl methane sulfonate (EMS) treatment in Korean cv. Donganbyeo and candidate rice lines were selected by insensitivity to the tryptophan analog, 5-methyltryptophan. One of the mutants has a 20-25 fold higher tryptophan level in mature seeds than wild type. To identify the mutations in anthranilate synthase genes, OASA1 and OASA2 sequences were generated. Moreover, mRNA expression levels of tryptophan biosynthesis related genes were examined. To further qualify the tryptophan fortification in rice, comparative assessment of cooking and eating quality was conducted with mutant lines and wild type. The moisture, viscosity, taste quality, protein content, amylose content and amino acid composition were similar with wild type. However, tryptophan contents in the mutant lines were higher than wild type as we targeted. The mutation present in AS gene of 5MT resistant rice may prove useful for the generation of crops with increased tryptophan contents and the mutation differences in AS sequences can be used for selection of mutant lines with high tryptophan level from large population.

An increasing preference for good eating quality of rice among consumers has become one of the important considerations in rice breeding. Amylose content of starch is one of the important factors of rice eating quality. Amylose composition is determined by the relative activity of soluble starch synthase (SSS) and granule-bound starch synthase (GBSS). This study focuses on modifying the expression of SSS1 gene which is responsible for amylopectin and amylose synthesis in rice by using RNA interference (RNAi) and antisense technology. The transgenic rice plants showed various amylose content (9-17%) in rice seed. Candidate rice lines were selected according to PCR, RNA expression and amylose contents analyses. A semi-quantitative RT-PCR was carried out to determine the expression level of SSS1 gene at several time points after the flowering of transgenic plants. Downregulation of SSS1 gene in transgenic rices was evident in the decreasing expression in rice grains over time. Accordingly, SEM micrographs analysis revealed uniform size with smooth curves starch granules in downregulation rice lines, in contrast with the non-uniform granules in wild type.