본 연구는 조생종 벼의 평야지 적응성을 향상시키고자 벼흰잎마름병 및 줄무늬잎마름병에 대한 저항성 유전자가 집적된 저항성 계통을 개발하고 이들의 저항성 성능검정과 수량성 등 농업형질을 분석하여 육종사업에 반영하고자 수행하였다. Xa3를 가지고 있는 운광과 Xa4+xa5+Xa21+Stvb-i를 가지고 있는 SR30075 조합 계통을 모본으로 하여 분자표지를 이용하여 저항성 유전자가 집적된 F3계통을 선발하였고 운광에 여교배하였다. 여교배 이후에 K3a균계에 대한 생물검정 및 수량성 등 농업형질에 대한 조사를 통해 RL1(BC1F7),RL2-5(BC2F6)등 5개 조생종 저항성 계통을 육성하였다. 분자표지로 저항성 유전자를 확인한 결과 RL1은 Xa3+xa5+Xa21+Stvb-i를 가지고 있었고 RL2, RL3와 RL5 는 Xa3+Xa21+Stvb-i, RL4는 Xa21를 보유하고 있었다. 줄무늬잎마름병은 저항성 유전자 Stvb-i의 유무에 의해서 저항성이 결정되었다. 벼흰잎마름병 유전자 조합 Xa3+xa5+Xa21과 Xa3+Xa21의 계통의 경우 K1, K2, K3, K3a 균계 및 16개 수집 균주에 대해서 저항성 반응을 나타냈으며, K3a균계 접종시에 현미수량, 등숙률 및 현미 완전미율이 대조구와 차이가 없어 저항성 증진을 위한 유망조합으로 판단되었다. RL1은 목표 저항성 유전자를 가지고 있고 저항성 성능도 우수하였으나 간장이 크고 도복에 불안정하였으며 수량이 운광의 80%로 낮고 미질이 좋지 않았다. RL5는 운광에 여교배가 2회 되어 선발된 계통으로 저항성 유전자 Xa3+Xa21+Stvb-i를 가지고 있어 벼흰잎마름병 및 줄무늬잎마름병에 대한 효과적인 저항성원으로 판단되었고, 운광보다 단간으로 도복에 안정적인 특성을 나타냈으며 다수성이고 미질이 양호하였다.

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.

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.

본 연구는 V. nashicola에 의해 발생하는 배 검은별무늬병 에 저항성을 가지는 유전자를 선발하고자 고도 저항성 ‘93-3-98’과 고도 감수성 ‘스위트스킨’에 병 접종후 24시간, 48시간후 엽을 채취하여 suppression subtractive hybridization 을 수행하였다. ESTs 분석결과 ‘93-3-98’에서만 발현된 유전 자는 24H(tester, 24시간 ’93-3-98; driver, 24시간 ‘스위트스킨’)과 48H(tester, 48시간 ’93-3-98; driver, 48시간 ‘스위트 스킨’)에서 각각 9개, 14개였으며 방어 또는 스트레스에 관련 된 유전자의 비율은 각각 40%와 42%였다. 식물의 방어반응에 관련된 PR protein family 유전자로써는 24H에서 pathogenesisrelated protein 1a, major allergen Pyr c 1과 allergen mal d 1, 48H에서는 major allergen Mal d 1.03B 유전자가 특이 적으로 발현되었고 다수의 방어반응에 관련된 유전자들도 확 인되었다. Major allergen Pyr c 1, F-Box/kelch-repeat protein, flavoprotein wrbA, hypothetical protein POPTRDRAFT_ 783792은 고도저항성 ‘Bartlett’과 ‘93-3-98’에서만 높게 발 현 되었으며 중도저항성 ‘감천배’와 감수성 ‘원황’, 고도 감수 성 ‘신고’와 ‘스위트스킨’에서는 낮게 발현되어 검은별무늬병 저항성 연관 유전자로 확인되었다.

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.

기상조건의 변화로 우리나라에 벼멸구의 발생이 점차 증가하며 피해가 커지고 있다. 다양한 벼멸구 저항성 유전 자를 가진 벼 품종의 육성이 필요하다. 본 연구는 Marker-assisted Selection(MAS)을 통한 벼멸구 저항성 유전자 Bph3 보유 벼 품종 육성을 위해 Bph3 연관마커 탐색을 수행하였다. 각각 서로 다른 벼멸구 저항성 유전자를 가진 9개 품종의 DNA를 추출한 후 6번 염색체의 Bph3 유전자 인근의 8개의 SSR 마커를 가지고 PCR을 수행하였다. 8개 SSR 마커중 bph4를 제외한 나머지 유전자와 다른 위치의 밴드를 나타내는 RM586이 가장 적합한 마커로 판단되었 다. 선발된 RM586의 MAS 능력을 검정하기 위해 벼멸구에 감수성인 벼 품종 새누리와 Bph3 유전자를 보유한 저항 성 벼 품종 BG367-2를 교배하여 F1을 육성하였고 다시 새누리를 반복친으로 여교배 하여 BC1F1 80개체를 얻었다. 80개체를 벼멸구 저항성 검정 결과 1:1의 저항성과 감수성 분리비를 보였으며, 이들 개체의 DNA를 분리하여 RM586 마커로 PCR 후 전기영동 했을시 저항성 개체와 감수성 개체는 서로 다른 크기의 밴드를 형성 하였다. RM586로 생성된 PCR 산물의 크기는 2% agarose gel로 쉽게 분석이 가능하다. 따라서 RM586은 Bph3 유전자를 가 지는 벼멸구 저항성 품종 육성에 MAS를 사용하는데 적합한 마커로 확인되었다

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.

국내 Biotype 1 벼멸구에 대해 각각 서로 다른 벼멸구 저항성 유전자를 가진 계통의 저항성 반응을 검토하여 벼멸구 저항성 품종 육성에 필요한 정보를 알고자 본 실험을 수행하였다. 공시충은 남평벼(저항성 유전자 없음)에서 10세 대 이상 누대사육한 Biotype 1 벼멸구를 사용하였다. 벼멸구에 대한 유묘저항성 반응은 벼가 3~4엽기에 개체당 10 마리를 접종한 후 조사하였다. Bph1, Bph3, Bph18 유전자를 보유한 계통은 매우 강한 저항성 반응을 보였으며 Bph2, Bph6, bph7, Bph9 유전자 보유 계통은 중도저항성을 나타냈다. bph5, bph8 유전자 보유 계통 및 남평벼는 벼멸 구에 매우 약한 감수성 반응을 보였다. 벼멸구 비선호성(antixenosis)을 접종 후 24시간 마다 3번 조사한 결과 72시간 후에 남평벼는 50% 이상, bph5, bph8 유전자는 40% 이하, Bph6, bph7, Bph9 유전자는 30% 이하, Bph1, bph2, Bph3, Bph18 유전자는 20% 이하의 식이선호성을 보였다. 벼멸구의 비선호성은 유묘저항성 반응과 비슷한 결과로 저항 성 유전자별 그룹화 되었다. 접종 10일 후 벼멸구 생존율은 저항성 유전자를 가진 계통은 30% 이하인데 반해 남평 벼는 70% 이상이었다. 본 실험결과 저항성 유전자 다양화 및 향상을 위해 저항성 반응이 뛰어난 Bph3, Bph18 유전 자를 이용한 벼멸구 저항성 품종의 육성이 유용할 것이다

기후변화에 따른 지구온난화로 작물을 가해하는 해충의 대발생 가능성이 증가됨에 따라 안정적인 식량 공급에 필수적인 내충성 품종 개발이 필요하다. 해충에 대한 저항성 자원 탐색과 관련 저항성 유전자 확보가 우선되어야 하며, 관련 유전자에 대한 분자육종시스템 적용을 위한 DNA marker 개발 등 관련기술 확보가 필수적이다. 본 연구 에서는 우리나라에서 콩을 가해하는 3대 진딧물 중 하나인 싸리수염진딧물에 대한 저항성 유전자 탐색을 실시하 였다. 싸리수염진딧물에 대한 저항성 검정에는 감수성 품종인 Williams 82와 저항성 품종인 PI366121의 인공 교배 를 통해 유래된 144개의 RIL 집단을 이용하였다. 완전임의배치법을 이용하여 Pot에 파종 후 3본엽이 전개되기 전 에 접종을 실시하였다. 접종된 RIL 집단을 Growth Chamber로 이동 후 2주간 관찰하였다. RIL 집단에 SNP marker를 이용하여 genotyping을 실시하고 이를 이용하여 QTL분석을 하였다. 분석결과 콩 Chromosom 7번에서 BARC- 0428150084와 BRAC-015945-020 marker 사이에 저항성 유전자가 위치하였고, 이때 LOD 값은 46.0으로 나타나 매 우 높은 QTL 효과를 보여 향후 본 유전자를 이용한 저항성 품종육성가능성을 보여주었다

국내에서는 아직까지 유전자변형 작물이 재배되고 있지 않으나 유전자변형 작물의 환경방출을 위해서는 반드시 환경위해성 평가가 수행되어야 한다. 본 연구에서는 병저항성 유전자변형 벼(OsCK1)로부터 비 형질전환 벼(낙동벼)와 잡초성벼(R55)로의 화분 매개에 의한 유전자 이동성을 평가하였다. 비 형질전환 벼로부터 449,711립의 종자를 얻었으며 잡초성벼로부터는 164,604립의 종자를 수확하였다. 교잡개체는 2회의 제초제 살포와 병저항성 벼에 특이적인 프라이머를 이용한 분자생물학적 방법을 통해 저항성 여부를 검증하였다. 개화기간이 서로 일치하였음에도 불구하고 비 형질전환 벼에서만 교잡개체를 확인할 수 있었으며, 교잡율은 교잡개체가 발생한 거리에 따라 0.013～0.018%로 나타났다. 모든 교잡개체들은 병저항성 유전자변형 벼에 근접한 0.6 m내에서 발견되었다. 화분 매개에 의한 병저항성 유전자변형 벼의 유전자 이동성은 앞서 연구된 결과와 유사한 것으로 나타나 농업환경에 방출되더라도 환경에 미치는 영향은 다른 벼들과 비슷할 것으로 추정되었다. 개화기간 중 온도와 습도 등 기상요인이 벼의 교잡율을 결정하는데 중요한 요소이었다. 따라서 유전자변형 벼와 주변 재배종 및 잡초성벼로의 유전자 이동에 의한 안전관리 대책을 마련하기 위해서 지역의 기상요인과 개화기 중복 등의 요인들이 충분히 고려되어야 할 것이다.

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.

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.

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. 

마늘은 양파 및 파와 더불어 백합과 작물로 오랜 재배 역사를 거치면서 돌연변이와 선발에 의해 전 세계적으로 많은 지역종으로 분화되어 오기는 하였으나 유전적 변이가 상당히 제한되어 있다. 마늘은 최근에 임성이 있는 마늘이 발견되어 육종에 이용되기는 하나 유전적 변이가 제한적인 문제점을 가지고 있다. 대부분의 마늘은 불임으로 유성생식이 불가능하여 교잡에 의한 품종육성이 어렵다. 마늘은 특히 영양번식 작물로 바이러스 감염에 의해 수량감소가 극심한 편으로 바이러스 감염에 의해 36～60%의 수량감소가 일어난다고 보고되고 있다. 이외에 마늘재배에 문제가 되는 형질을 개량하기 위해서는 육종방법의 개발이 필요하다. 이를 위한 방법으로 마늘에서 형질전환 방법의 개발이 필요하게 되었으며, 성공적인 형질전환을 위해서는 외부 유전자를 마늘의 게놈으로 도입하기 위한 세부적인 방법이 개발되어야 한다. 마늘의 형질전환은 어려운 것으로 보고되고 있는데, 우리는 마늘에서 효율적인 형질전환 방법을 개발하였으며, 형질전환 실험결과 ‘단양마늘’ 및 ‘삼척마늘’에서 제초제저항성이 도입된 형질전환 식물체를 획득하였다. 마늘 형질전환체의 확인은 PCR과 Southern blot, Northern blot 및 생물검정을 통해 마늘게놈에 안정적으로 도입된 것을 확인할 수 있었다. 기내에서 재분화되어 선발된 마늘 형질전환체가 염색체 수준에서 변화가 있는지를 확인하기 위해서 ploidy analyser를 이용하여 배수성을 조사한 결과 대부분의 마늘 형질전환체는 정상적인 염색체를 가지고 있었으나 형질전환체 중 2개의 개체가 4배체인 것을 확인할 수 있었다. 이는 조직배양 과정 중 캘러스 단계를 거치면서 염색체가 배가 된 것으로 판단되며, 형질전환체는 배수성 분석을 통해 비 정상적인 개체를 제거하는 것이 필요할 것으로 판단된다. 4배체인 형질전환 마늘은 수확기가 일반적인 형질전환체에 비해 빠르며, 수량특성은 정상적인 염색체를 가진 형질전환 마늘과 비슷한 것으로 판단된다.

벼흰잎마름병 저항성이 취약한 조생종 품종의 저항성을 증진시키기 위하여 약배양을 통해 개발된 HR28021-AC16의 저항성 유전자의 분석과 저항성 유전자가 수량 및 품질에 미치는 영향에 대하여 분석하였다. 오대는 흰잎마름병에 대한 저항성 유전자가 없고, 운광은 우리나라 흰잎마름병 K1～K3에 저항성인 Xa3 유전자를 보유하였으며, HR28021-AC16은 K2, K3 및 K3a 균계에는 저항성을, K1에는 이병성 반응을 나타내는 Xa21을 가지고 있는 것으로 확인되었다. 이들 품종에 대하여 무접종, K1 및 K3a 균계 접종 처리에서 수량 관련 형질인 등숙률, 정현비율 및 현미수량과 품질 관련 형질인 사미, 완전미도정수율, 현미 및 백미 단백질 함량에 대해 비교 분석한 결과, 형질들의 상관분석과 주성분분석에서 등숙률, 정현비율, 현미수량 및 완전미 도정수율은 서로 간에 정의 상관을 보였으며 사미와 단백질 함량과는 다른 방향성을 나타냈다. 운광은 K1 접종구는 무접종구와 비슷한 저항성 반응을 보였고, K3a 접종구에서는 이병성 반응을 보이며 등숙률, 정현비율, 현미수량, 완전미도정수율이 감소하고 사미와 단백질 함량은 증가하였다. HR28021-AC16은 K1 접종에서 등숙률, 정현비율, 현미수량 및 완전미도정수율은 감소하였고 사미는 증가하였다. K3a 접종에서는 등숙률, 정현비율과 사미는 대조구와 통계적으로 유의한 차이가 없었으나, 현미수량 및 완전미도정수율은 일부 감소하였다. 이상의 결과로 보아 저항성 유전자의 반응에 따라 이병화되면 등숙률, 정현비율과 완전미도정수율이 유의하게 감소하여 수량이 줄어들고, 사미와 단백질 함량이 증가하여 품질의 저하를 가져온 것으로 판단되었다.

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.

본 연구는 최근 콩 재배에서 심각한 병으로 대두된 콩 불마름병에 대한 저항성 유전자인 rxp 근접분자표지를 개발하고자 수행하였다. 콩 불마름병은 국내에서 전국적으로 발생하는 심각한 세균병으로 이에 관련하여 세균병 접종을 이용한 저항성 품종과 감수성 품종에 대한 연구가 많이 진행되고 있지만 정확한 유전자의 염기서열이 밝혀져 있지 않고 있다. 본 연구는 콩 불마름병에 저항성 품종 8개체와 감수성 품종 8개체를 이용하여 rxp 유전자 근접분자표지를 확인하기