Frequent occurrence of off-type plants in a given cultivar has been a serious problem in both breeder's and farmer's fields. An experiment was designed to examine the differences in rate of occurrence of off-type plants among Tongil-type cultivars (high yielding cultivars derived from indica/japonica hybridization) from which the possible cause of higher occurrence of off-type plant in a specific cultivar was deduced. Among five Tongil-type cultivars examined for morphological variant in the field, only one cultivar, Dasanbyeo, had off-type plants. When analyzed with SSR markers, off-type plants showed different band patterns from original cultivar, having several extra bands in addition to cultivar-specific band, suggesting that off-type plants were originated from Dasanbyeo, rather than originated from mixing or mishandling of seed materials with other cultivars. The possible cause of off-type occurrence seems to be natural pollination with other cuItivars adjacent to the original cultivar during seed multiplication. This was supported from the observation that self-crossed progeny of the off type plants showed a wide range of variation of agronomic traits which could not be observed when there was a smaller introduction of genes to the fixed germplasm as happened in the case of cultivar mutation. Another evidence supported this idea that Dasanbyeo showed much of difference in floral organ and behavior to other cultivar to be subjected to higher out-crossing than other cultivars examined.

Barnyardgrass had relatively higher growth vigor at the earlier growth stage than inbred rice did, showing the 2 fold higher α -amylase activity during the periods of germination and large leaf area Expansion with high net photosynthetic rate at the earlier autotrophic stage, but it performed weak growth at the late growth stage. However, the hlybrid rice Shanyou 63 had significantly higher α -amylase activity and net photosynthetic rate than that of barnyardgrass, exhibiting heterosis for two physiologica1 traits during the germination (6~12 days) and autotrophic phase, respectively. Accordingly, hybrid rice, Shanyou 63, exhibited heterotic effect at the early growing stage when were presented with barnyardgrass. Shanyou 63 exhibited stronger tillering ability, faster leaf area expansion and higher net photosynthetic rate than those of barnyardgrass.

화청벼에서 유기시킨 심백경유 및 유전자적 웅성불임 돌연변이계통에 있어서 두 특성간의 상호관련성을 검토하였고, 종실의 몇가지 이화학적 특성을 밝혔다. 돌연변이계통의 생육형질과 불임의 안정성을 조사하였고 웅성불임화시 기를 추정하였다. 이들을 토대로 웅성불임종자의 조기 외관 식별에 의한 새로운 일대잡종품종 육성체계를 구상하였고 자연교잡율도 검토하였다. 그 결과는 다음과 같이 요약된다. 1. 심백 및 유전자적 웅성불임 돌연변이는 다면발현 효과를 가진 단순열성유전자에 의해 지배되었다. 즉 이 돌연변이계통이 교잡된 분리집단에서 심백종자는 곧 웅성불임종자임을 확인하였다. 2. 심백종자는 외형과 크기는 정상종자와 동일하였으나 배유 중앙부위의 전분결정조직이 성기고 전분입자 모양도 원형~타원형 이었다. 따라서 1,000립중, 절대밀도, 경도 등이 정상종자에 비해 유의하게 낮아졌다. 3. 심백종자의 단백질함량과 알칼리 붕괴도는 정상종자와 동일하였으나 아밀로스함량이 유의하게 낮아졌고, 호응집성에서는 상당히 harder gel 특성을 보였다. 4. 웅성불임식물체는 정상식물체에 비해 초장 및 간장이 현저히 단축되었고 이삭추출이 불량하였으며 주당수수가 유의하게 적었다. 5. 화분발육단계 중 웅성불임화시기는 감수분열기 이전인 것으로 추정되었고, 이 웅성불임은 온도나 일장에 관계없이 항상안정적이었다. 6. 이 돌연변이체를 이용하여 일대잡종을 육성하는 체계를 구상하였고, 그 효율을 세포질적-유전자적 웅성불임(CGMS)이나 환경감응 유전적 웅성불임(EGMS) 등을 이용하는 체계와 비교하였다. 7. 분리집단에서 정조상태로 웅성불임증자를 선별시 비중선 단독으로는 비중 1.14~l.16 g/cm 에서 순도 85~90% 웅성불임종자의 순도로 웅성불임종자를 선별할 수 있었는데, 10~15%의 흔입된 정상종자는 파종 후 유묘 또는 일대잡종생산포에서 생육상태 판정으로 용이하게 제거할 수 있을 것으로 판단되었다. 8. 웅성불임계통의 자연교잡율은 수분조작처리구(GA3 처리+지엽절단+rope 사용 화분털기)에서 화분친 2열, 웅성불임 1열 재식시 17.3%로 가장 높았다.

본 연구는 잡종강세를 나타내는 두 조합의 벼 일대 잡종 품종, Shanyou 63, Teyou 53과 inbred계인 밀양 23호 등을 공시하여 벼의 잡종강세 발현기작을 규명코자 실시되었으며, 수행 후 얻어낸 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 종자 단백질 분석을 통해, 잡종강세 발현의 유전적인 특성들이 부분적으로 모본으로 부터 유전된다는 사실을 규명하였다. 2. Hybrid계 벼는 inbred계보다 배아의 크기가 크고 α -amylase 활성 및 chlorophyll함량이 높게 나타났다. 이러한 특성들은 분얼능력, 특히 수량에 밀접한 영향을 끼치는 하부절간의 분얼수와도 관계가 있었으며, Shanyou 63의 경우 다른 inbred계에 비해 60~70%나 분얼력이 높았다. 3. 인위적으로 GA3 0.02 ppm을 처리한 후 α -amylase활성 측정시, hybrid계에는 영향을 미치지 못하였으나 밀양 23은 무처리보다 높은 활성을 나타내었다. 이와 같은 결과는, hybrid계 벼의 종자내에는 이미 충분한 GA를 함유하고 있으며 이것이 초기활력과 관계있는 것으로 추정된다. 4. Cytochrome c oxidase의 활성은 inbred계 보다 hybrid rice에서 2.7~5.5배나 높게 나타났으며, 따라서 hybrid계 벼의 대사작용이 매우 높았다.

수도 웅성불임계통 HR7028A와 IR54756A에 임성 회복특성을 가진 것으로 알려진 용문벼를 이용한 1대 잡종과 그의 양친(유지계통, 회복계통) 및 비교품종(장성벼)를 공시하여 1대 잡종에 대한 생리적 특성과 수량에 대한 잡종강세현상을 구명한 결과는 다음과 같다. 1. 출수기와 출수후 20일에 건물중, 엽면적, 두 시기간 건물증가양과 엽면적 감소양에서 HR-7028A/용문벼는 우수친과 비교품종에 대한 잡종강세를 IR54756A/용문벼는 비교품종에 대해서 잡종강세를 나타냈다. 2. 출수후 20일 엽위별 엽면적에 있어 1대 잡종벼는 상위엽보다 하위엽에서 heterobeltiosis현상이 크게 나타났으며, 엽위별 무기성분 함량에 있어 HR7028A/용문벼는 질소, 인산, 칼리함양에서, IR54756A/용문벼는 칼리에서만 heterobeltiosis를 나타내었고 무기성분 중에서는 칼리 > 질소 > 인산 순으로 잡종강세 현상이 컸다. 3. 출수기 및 출수후 20일 지엽중 엽록소 함량, 광합성 능력, RuDPCase활성과 줄기의 전당, 전분함량은 HR7028A/용문벼는 heterobeltiosis, IR54756A/용문벼는 heterosis현상이 있었으며 출수후 20일 사이 지엽중 엽록소 함량, 광합성 능력, RuDPCase활성은 1대 잡종벼가 양친보다 감소량이 적으나 줄기의 전당 및 전분함량은 양친보다 감소량이 더 많았다. 4. HR7028A/용문벼는 수수와 입수에서, IR54756A/용문벼는 수수에서 heterobeltiosis를 나타내어 수량에서 HR7028A/용문벼는 11%, IR54756A/용문벼는 4%의 heterobeltiosis를 나타내었다. 또한 수량과 출수기 및 출수후 20일 지엽중 엽록소함량, 광합성능력, RuDPCase활력과 줄기중 전당, 전분 함량과는 고도의 유의성 있는 정의상관 관계를 나타내었다. Wase Yutaka, Sakura Wase, Magnolia, Limella, Delita의 6품종은 중정도로, 그리고 Atalja, Barmultra, Ajax, Liberta, LM-16, Elving, Wilo의 7 품종은 약한 품종으로 분류되었다.상관을 보였다. 이상의 결과로 보아 토성에 따라 지하수위 50∼70cm에서 맥류의 생육과 수량은 최대가 되며 비교적 안전한 지하수위는 사양토에서는 30cm, 식양토에서는 40cm라 하겠으며 지하수위 상승에 따른 수량감소비율은 보리에 비하여 밀에서 더욱 크게 나타났다.율은 F-1, F-2, F-3에서 각각 23.2, 24.7,27.4%였고, 0dF, 10dF, 20dF, 30dF에서 는 각각 34.1, 25.5, 21.1, 21.2%로 담수기간이 짧을수록 높았다.lly 뿐이었고, 5cm 파종심에서는 초엽이 지면을 뚫고 출아하는 품종은 없었으며 Chlnsura Boro가 지면하 0.5cm까지 신장하였을 뿐이었다. 3cm 파종에서 불완전엽이 지면을 뚫고 나오는 품종은 우리 나라의 샤레벼들, 다다조, 미국의 건답직파재배 품종 등이었으며 우리 나라 육성종들은 모두 지중에서 신장이 멈추어 제1본엽이 지중에서 추출하였으며, Scm파종심에서 불완전엽이 지면을 뚫고 나오는 품종은 Chinsura Boro뿐이었고 Nato, Labelle, Weld Pally, Italliconaverneco 등도 지면 가까이 까지 신장하였다. 6. 50% 출아일수는 제2절간장을 제외 한 모든 유아 형질의 신장도와 유의한 부의 상관을 보였는데 가장 높은 상관을 보인 것은 중배축장＋제1절간장＋불완전옆장이었으며, 다음이 불완전엽장이 었다. 7. 출아율은 중배축장+제1절간장＋불완전엽장, 중배축장＋초엽 장과 모든 파종심에서 높은 정의 상관을 보여 제1본엽의 추출 위치가 높을수록 출아에 유리하였다, 유아 형질별로 보면 3cm와 5

수도 웅성불임계통 HR7028A와 IR54756A에 임성회복친인 용문벼를 교배한 1대 잡종과 그의 양친(유지계통, 회복계통) 및 비교품종(장성벼)을 공시하여 1대 잡종에 대한 묘소질 및 양분흡여특성에 대한 잡종강세 현상을 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 묘소질(초장, 근장, 근수, 건물중등)에 있어 1대 잡종벼는 양친의 우수친보다는 월등했으며, 특히 지상부보다는 지하부의 생육이 양호하였다. 2. 지상부와 지하부 무기성분 흡수양에서 우수친에 대한 잡종강세 정도는 HR7028A /용문벼가 IR54756A /용문벼보다 켰으며 지상부 무기성분별로는 규산> 칼리 > 질소 > 인산 > 칼슘 > 마그네슘 순이었으며, 지하부에서는 인산 > 규산 > 칼리 > 질소 > 마그네슘 > 칼슘 순이었다. 3. 지상부의 전당, 기분함양 및 엽록소 함량에서도 우수친에 대한 잡종강세가 나타났고, 근절단후 사경재배후 발생한 신근의 특성에서도 1대잡종벼가 양친보다 우수하였으며, 그 정도는 HR7028A/용문벼가 IR54756A /용문벼보다 높았다. 4. 45일묘의 지상부에 비해 지하부의 건물중이 무거울수록 근절단후 발생하는 발근수와 신근의 근활력이 높았으며, 지상부 전당, 미분, 지상, 지하부 무기성분 흡수양 및 잎의 엽녹소 함양과 발근수, 발근장, 발근량(발근수X발근장), 근활력 등과 유의한 정의상관을 나타냈고 이중 발근수와의 상관계수가 가장 컸었다.

발아기에 있어 1대 잡종벼의 종실내성분함량 변화, 발아율 및 생육에 대한 Heterosis현상을 구명하기 위하여 1대잡종벼인 V20A/청청벼, IR62829 A/청청벼와 이들의 양친(유지계통;V20B, IR628 29B, 회복계통:청청벼)및 비교품종으로 삼강벼를 공시하여 시험한 결과는 다음과 같다. 1. 1대잡종벼는 양친(유지계통, 회복계통)이나 비교품종보다 발아율이 높아 발아잡종강세를 나타내었으며 잡종강세 정도는 발아초기가 발아후기 보다 켰고, 1대잡종벼 조합간에는 IR62829 A/ 청청벼가 V20A /청청벼보다도 켰다. 2. 발아 중 현미내 유리아미노 산 함양에 있어 1대잡종벼는 양친이나 비교품종보다 높았으며 또한 치상후 24시간에서 48시간 사이에 감소되는 양도 많았다. 질소함양(Amnonia-N, Nitrate-N, Nitrite-N)에 있어서는 IR62829A/청청벼 조합은 양친이나 비교품종보다 대체로 높으나 V20A/청청벼 조합에서는 뚜렷한 차이가 없었다. 3. 현미중 무기성분함양은 치상전보다 치상후 시간이 지남에 따라 P2O5 함량은 증가하였으나 K2 O, MgO함량은 감소되었고 CaO함량은 변화가 없었으며, P2O5 는 치상후,K2 O, MgO함량은 치상전후 1대잡종벼가 양친이나 비교품종보다 잡종강세를 보였으나 CaO함량에 있어서는 차이가 없었다. 4. 치상전, 후 전당함양은 1대잡종벼가 양친이나 비교품종보다 높게 나타났으며 치상전에 비하여 치상후 48시간째 증가율에 있어서도 높았는데 V20A/청청벼 보다는 IR62829A/청청벼 조합이 전당 증가율 및 전분 감소율이 월등히 켰다. 5. 치상후 현미중 a-amylase활성에 있어 1대잡종벼가 양친 및 비교품종보다 활성이 커 잡종강세를 나타내었으며 발아율과 a-amylase 활성과는 고도의 정의 유의상관이 있었다. 6. 파종 10일후 묘의 생육에 있어서도 1대잡종벼가 양친이나 비교품종보다 건물중, 초장 등에서 잡종강세를 나타내었으며 묘의 생육과 a-amylase 활성간에는 유의한 정의상관이 있었다.

우리나라 japonica형 품종을 배경으로 육성된 12개 웅성불임계통과 12개 임성회복계통들의 수량에 대한 조합능력을 조ㆍ중ㆍ만생군별로 검토하고 이들간 일대잡종들의 잡종강세정도와 미질특성을 검정한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 공시된 웅성불임계통 중 오대벼 A, 화성벼A, 이리 386벼, 낙동벼 A, 팔굉 A와 임성회복계통중 오대벼 R, 호성벼 R, 이리 386 R, 팔굉 R, 화청벼 R 등의 수량에 대한 조합능력이 우수하였다. 2. 웅성불임계통과 임성회복계통간의 일대잡종에서 수량에 대한 heterobeltiosis는 조생군에서 -17%～15%, 중생군에서 -4～22%, 만생군에서 -46%～30%였다. 3. 일대잡종에서 수량에 대한 standard heterosis는 조생군에서 표준품종 화진벼에 대해 0～26%, 만생군에서 표준품종 화정벼에 대해 -38～26%였다. 4. 잡종강세정도가 정인 조합군에서는 수당영화수, 수수 등이 수량과 상관이 높았고, 부인 조합군에서는 임실율, 천입중 등이 수량과 상관이 높았다. 5. 공시된 일대잡종벼의 amylose 함량은 대부분조합에서 20% 미만이었고, 알칼리붕괴도, 심복백, 투명도, 장폭비 미질 관련 형질도 양호하였다.

우리나라 japonica 벼의 일대잡종을 다양하게 육성할 목적으로 세포질 유전자적 웅성불임인 BTCMS에 대한 임성회복력이 있는 계통 AR-3을 교잡하여 그 F1을 모본으로 하고 조ㆍ중ㆍ만생의 한국 japonica형 벼 4품종씩을 교본 반복친으로 5회 backcross하여 우리나라 벼 품종 배경의 우엉불임 계통과 임성회복계통을 육성하고 이들의 주요 작물학적 특성을 각각의 반복친과 비교한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 우리나라 japonica형 품종의 배경을 갖는 세포질 유전자적 웅성불임계통을 조ㆍ중ㆍ만생군으로 각각 4개씩 도합 12계통 육성하였으며, 동일한 품종의 배경을 갖는 임성회복계통친도 조ㆍ중ㆍ만생군으로 각각 4개씩 12계통 육성하였다. 2. 육성된 웅성불임계통은 조중군에서 소백벼 A, 오대벼,A, 관악벼A, 대성벼A, 중생군에서 화진벼A, 팔달A, 수원 224A, 이리 386A, 만생군에서 낙동벼A, 팔굉A, 화청벼A 및 밀양 97A 등으로 명명하였다. 3. 육성된 임성회복계통은 조생군에서 소백벼R, 오대벼R, 팔달R, 수원 224R, 이리 386R, 만생군에서 낙동벼R, 팔굉R, 화청벼R 및 밀양 97R 등으로 명명하였다. 4. 육성된 웅성불임계통들은 반복친(불임유지친)에 비하여 간장이 단축되는 경향이었으나 출수기, 수장 및 수량구성요소 등은 대체로 비슷하였다. 5. 육성된 임성회복계통들은 반복친과 비교하면 대체로 간장, 수장, 수량구성요소 및 수량의 차이가 없었다.

서광벼/밀양5004, HR 1619-6-2-1-2-2 /밀양5004 및 55061/IR 19735-5-2-3-2-1등 3개 조합의 F1 잡종과 이들 양친품종들의 혼묘를 각각 도열병 race IA-61, IB-47, IC-13 및 IH-1 등의 단독 race와 IC-13과 IA-61, IC-13과 IB-47 및 IC-13과 IH-1 등 2 race씩의 혼합 inoculum으로 접종시켜 이들의 잎도열병 발병반을을 검토하였다. 3개 조합의 양친품종들은 단독 race에 대해서 서로 다른 반응을 보여 각각 서로 다른 저항성 유전자의 지배를 받는 것으로 나타났다. 이들 서로 다른 정항성 유진자를 가진 양친품종들은 반응이 다른 2 race 씩의 혼합 inoculum에 대해서 모두 이병성이었으나 이들간의 F1 잡종은 모두 저항성이었다. 저항성 유전자가 서로 다른 양친품종간의 F1 잡종은 저항성 유전자의 집적효과로 인해 양친보다 광범한한 저항성을 나타내었다.