‘안미’는 농촌진흥청 국립식량과학원과 국제미작연구소 간의 협력으로 분자육종법을 이용하여 2010년에 육성한 중만생 고품질 복합내병충성 품종이다. 지역적응시험을 3개년(2008~2010)간 수행한 결과, ‘안미’는 중부평야지에서 보통기 보비재배 시 출수기는 8월 15일로 ‘화성’보다 5일 늦은 중만생종으로 쌀수량은 보통기 표준재배에서 5.76 MT/ha로 ‘화성’보다 11% 증수되었다. ‘안미’는 ‘화성’에 비해 간장(77 cm)은 작고 수당립수는 많으나 등숙비율은 다소 낮았다. ‘안미’는 현미 장폭비가 1.84인 단원형이며 백미는 심복백 발현이 거의 없어 맑고 투명하다. ‘안미’의 알카리 붕괴도와 단백질 함량은 ‘화성’과 비슷하고 아밀로스 함량은 조금 낮았반면, 식미평가에서 밥맛은 매우 양호하였다. ‘안미’의 재배시험 과정 중 위조현상은 관찰되지 않았으며 성숙기 하위엽 노화는 늦은 편이었다. ‘안미’는 ‘화성’에 비해 수발아에 둔감하였고 내랭성 평가 중 적고는 나타나지 않았으나 임실율은 다소 낮았다. ‘안미’는 도열병, 벼흰잎마름병(K₁, K₂, K₃), 줄무늬잎마름병 및 벼멸구에 강한 저항성을 발현하였다.

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.

The Brown planthopper (Bph) is one of the most serious pests of rice affecting rice yield and quality throughout the country. Combining the Bph resistance in the existing quality japonica cultivars is an important breeding target in Korea. Wide crosses using several strains of AA-genome wild rices, O.rufipogon have been used to produce the primary germplasm which is highly resistant to Bph. By repeated backcrossing, the resistance gene was introgressed in the background of two japonica cultivars, Ilpum and Hwaseong. Among the advanced backcross progenies, the ten BC2F3 lines were identified as the highest resistance in the comparative Bph bioassay with other resistant sources. The 24 polymorphic markers spanning the twelve chromosomes were tested for association with marker genotypes and resistance/susceptibility reaction in the 80 BC2F3 lines, RM3748 on the chromosome 7 showed the highest association.

‘친농’은 중만생 고품질 복합내병충성 품종육성을 목적으로 2000/2001 동계에 국립식량과학원 벼맥류부에서 ‘익산450호’를 모본으로 하고 ‘YR21258-GH3’를 부본으로 인공교배하여 육성한 친환경재배 적응성 품종이다. ‘친농’의 출수기는 남서해안지 및 남부평야지 보통기 보비재배에서 8월 16일로 남평벼와 비슷한 중만생 품종으로 주당수수는 12개로 ‘남평벼’와 비슷하며 수당립수는 많으며, 천립중은 약간 무거운 편이다. ‘친농’은 도열병 저항성은 ‘남평벼’보다 강한 편이다. ‘친농’은 흰잎마름병 레이스 K1, K2 및 K3에 강하며 줄무늬잎마름병 및 벼멸구에 강하다. ‘친농’은 불시출수와 위조현상은 없다. ‘친농’의 내냉성은 ‘남평벼’와 비슷하게 약한 편이고 수발아율은 11%로 ‘남평벼’보다 높다. 또한 ‘친농’의 포장도복은 ‘남평벼’보다 강한 편이다. ‘친농’의 쌀알은 맑고 심복백이 없다. 단백질과 아밀로스함량은 ‘남평벼’와 비슷하고밥맛은 ‘남평벼’와 비슷하게 양호한 편이다. ‘친농’의 제현율과 도정율은 ‘남평벼’보다 약간 높으나, 완전립율과 완전미도정수율은 ‘남평벼’보다 낮은 편이다. ‘친농’의 쌀수량은’08~’10 3년간 실시한 지역적응시험 보통기 보비재배에서6.00 MT/ha로 ‘남평벼’보다 7% 증수되었다. 이모작재배에서의 수량은 4.97MT/ha로 ‘남평벼’와 비슷하였다. 만식재배에서의 수량은 5.07MT/ha로 ‘남평벼’보다 6% 증수되었다.

The Brown planthopper (BPH) is one of the most serious pests of rice affecting rice yield and quality throughout the country. AA genome wild rice, O.rufipogon is a useful source of insect resistance to BPH. To broaden the BPH resistance in the existing quality japonica cultivars, crossess were made between a highly susceptible quality rice cultivar, Ilpumbyeo, and five accessions (acc.106109, 106286, 106424,105908,80671) of O.rufipogon. Among 126 F8 RIL lines evaluated for Bph resistance at NICS, the highly resistant 22 introgression lines were identified and Ilpumbyeo*2/O.rufipogon (acc.105908) showed different genotype at the marker loci of Bph1, Bph18 and the resistance reaction to BPH in the BC1F2 population fitted to 3:1 segregation mode, indicating the possible new dominant resistance gene might be involved. Polymorphism between Ilpumbyeo and resistant line was low with 36 (27%) SSR markers among 130 markers detected. Currently mapping population of BC2F2 is established and SSR marker analysis will be carried out to find out the resistance loci.

본 연구에서는 관행의 교배육종과 DNA 마커를 이용한 MAS의 접목을 통하여 벼멸구 저항성과 관련된 단점을 보완하고, 효율적으로 도열병, 줄무늬잎마름병, 흰잎마름병, 벼멸구, 끝동매미충 저항성이 집적된 복합내병충성 우량계통을 육성하고자 수행하였다. 교배모본으로는 완전미율이 높고, 끝동매미충에 저항성인 '남평'과 단간이면서 흰잎마름병에 저항성인 '주남'을 반복친으로 사용하였고, 벼멸구저항성 유전자 Bph1을 가지고 있지만 간장이 크고 재배안전성이 미흡한

Brown planthopper (BPH) is a serious insect pest of rice crop throughout rice growing countries, and yield loss due to its infection can be up to 60%. This study aimed to evaluate efficiency of molecular markers for screening BPH resistance accessions among 86 aromatic rice germplasm Eighty-six accessions of aromatic rice germplasm included two accessions of Tongil type (bred in Korea), 28 accessions of japonica type and 56 accessions of indica type. We applied eight STS markers (pBPH9, pBPH19, pBPH20, pBPH21, AJ09-b, RG457L, RG457B, and 7312.T4A) which were linked to four of BPH resistance genes, Bph1, Bph13(t), Bph10, and Bph18(t) respectively. One japonica type accession, 415XIr352, and six indica type accessions possessed one or four positive bands when tested with four STS markers linked to Bph1 gene. One indica type aromatic rice, Basmati9-93, showed the target bands linked to the Bph10 gene. The other accessions did not show same fragments as the respective resistant lines. Bph13(t) is the most widely introduced resistance gene and only one accession showed positive bands implying that this accession might harbor Bph10 and Bph18(t) genes. Three aromatic accessions, Domsiah, Khao Dawk Mali 105 and 415XIr352 showed gene pyramiding of Bph1 and Bph13(t). Two indica aromatic rice, Ds 20 and Basmati 9-93, possessed at least two BPH resistance genes, Bph1, Bph18(t) and Bph13(t), Bph18(t), respectively. These results indicates that aromatic rice germplasm have narrow diversities of BPR resistance genes.

벼멸구 저항성 Bph18 유전자를 가진 SR30071-3-7-23-6-1-1-1계통과 감수성인 '새누리'를 교배하여 육성한 약배양집단 192계통에 대해 벼멸구 저항성 유전자 Bph18이 벼의 수량구성요소에 미치는 영향을 검토하였다. 벼멸구 저항성 유전자 Bph18과 밀접히 연관된 7312.T4A 마커의 유전자형을 분석한 결과, 저항성 유전자형을 가진 계통은 24계통이었고 감수성 유전자형을 가진 계통은 168계통이었다. 벼멸구 저항성 유전자 Bph18은

도복과 관련된 주요 형질인 초장, 3절간장, 좌절중 등에 대한 QTL을 분석을 수행하였으며 도복과 벼멸구 저항성과의 연관 관계에 대한 QTL 및 유의성을 분석하였다. 1. 초장, 3절간장, 모멘트, 도복지수, 좌절중과 같은 도복관련 형질에 대한 QTL을 분석하여 총 13개의 유의성 있는 QTL이 6개의 염색체상에서 확인되었다. 2. 벼멸구 저항성과 주요 농업형질관련 QTL과의 연관관계를 분석한 바, 7번과 8번 염색체 상의 qBPR7, qBPR8은 각각 모멘트(qMo7)와 도복(q3rdin8) 관련 QTL에 연관되어 있었다. 3. Mapping 집단을 저항성 계통군과 감수성 계통군으로 나누어 8개 형질에 대한 차이를 조사한 바, 3절간장과 도복 지수에서 두 집단간에 유의성이 인정되었다. 4. 저항성을 가지는 계통은 간장 및 3절간장 등이 ‘삼강’의 영향으로 ‘낙동’에 비하여 짧은 경향이었으며 이는 신장과 관련된 도복성향에 있어 본 집단에서는 벼멸구 저항성이 강하게 연관이 되었다는 분석결과를 찾을 수 없었다.

벼멸구 저항성 유전자의 mapping, 벼멸구 저항성 관련 QTL 분석, 주요 농업형질과 벼멸구 저항성과의 관계 분석 등에 관한 연구를 수행 하여 얻은 결과는 다음과 같다. 벼멸구 저항성을 가진 통일형 벼인 '삼강'과 자포니카형 벼인 '낙동'을 교배하여 양성된 F_1의 약을 배양하여 육성된 120 DH 계통을 유전자 지도 작성을 위한 mapping 재료로 이용 하였다. Maker 검정에서 양친에 다양성을 나타낸 SSR 73, STS 89개 등 총 162

본 연구에서는 벼멸구 저항성 개통 육성과정 중에 수행한 PS와 MAS system간의 선발 효율을 정확성, 소요시간, 소요비용 등의 요인으로 비교･분석함으로써 MAS system의 선발 효율을 제시하고, 이를 이용하여 효과적인 MAS system을 구축하고 실용화하기 위한 방안을 제시하였다. DNA marker를 이용하여 벼멸구 저항성 개체를 선발하고 MAS 체제를 확립하기 위하여 ‘삼강/낙동’ 조합의 F2집단, RIL(F6), DH집단, 여교잡집단(BC6F5)을 대상으로 PS와 marker 검정을 병행하여 두 검정 방법 간에 각 잡종집단 및 세대별 저항성과 감수성 계통(개체)의 비율을 비교한 바 95%이상 일치하였다. MAS 체제와 PS간의 선발효율을 비교한 바 MAS는 PS에 비해 약 32%의 비용이 절감되었고, 검정에 소요되는 기간도 기존의 PS에서는 30일인데 비해 MAS에서는 7일로 크게 단축되었다. 이 결과를 바탕으로 MAS에 의한 벼멸구 저항성 계통 선발 체계를 확립 할 수 있었다.

자포니카형 품종에서 벼멸구 저항성 육종의 효율을 향상시키고자 '삼강벼'/'낙동벼' BC5F5 세대의 여교잡집단(SNBIL)에서 개발된 DNA marker RM28493에 대하여 활용성을 검토한 결과는 아래와 같다. 1. 벼멸구 저항성 유전자 Bph1의 근동질 유전자 계통인 SNBIL61과 감수성인 주남벼가 교배된 약배양 집단에서 RM28493은 벼멸구 저항성 생물검정 성적과 일치하였다. 2. RM28493은 다양한 유전자원에서 벼멸구 저항성 유전자인 B

화영벼와 일품벼를 이용하여 벼멸구에 피해에 따른 농업적 특성, 수량 및 품질에 미치는 영향을 검토한 결과는 다음과 같다. 1. 벼멸구 피해지에서 간장 수장 및 수당립수는 차이가 없었으나, 등숙율 및 쌀수량은 무피해구에 비해 감소되어 출수기 이후의 피해가 큰 것으로 나타났다. 2. 현미의 외관품질 분석 결과 벼멸구 피해지의 정상립 비율은 감소하였고, 미숙립, 피해립 및 사미의 발생은 증가되었다. 3. 벼멸구 피해지의 쌀의 이화학적 특성 분석 결과 아밀로스 함량은 차이가 없었으나, 단백질 함량은 높았다. 최고 점도는 낮고 치반점도는 높았으며 취반시 호화특성이 불량한 것으로 나타났으며, 식미치는 낮아졌다.

This study was conducted to investigate the relations between brown planthopper (BPH, Nilapavata lugens) resistance and specific organic acids (oxalic acid, silicic acid, and trans-aconitic acid) known as BPH sucking inhibitors on different rice varieties and/or lines. There were no specific relations between BPH resistance and the contents of oxalic and silicic acids in the rice plant tissues. However, the stronger the BPH resistance was occurred, the higher the content of trans-aconitic acid was contained in the rice plants. The relations between the injury rate of rice plant by BPH and the content of trans-aconitic acid in the rice plants were negatively correlated, which were -0.84 and -0.82 at 30 and 60 days after seeding, respectively. Therefore, the content of trans-aconitic acid in rice plant tissues might be utilized as an index for improving BPH resistance of rice varieties.

보리 재배면적 증가로 인하여 월동한 애멸구 밀도증가가 벼 줄무늬잎마름병의 대면적 발생 위험이 상존하고 있다. 특히 호남지역은 보리재배 논과 1모작 이앙 또는 직파재배 논이 혼재하고 있어 보리 수확과 동시에 보독충인 애멸구는 벼가 자라고 있는 논으로 대규모 이동하여 병 발생을 조장하고 있다. 재배양식에 따른 줄무늬잎마름병 발생양상은 1모작 이앙과 담수직파 재배에서 병발생이 각각 2.5, 2.4%로 이모작 이앙 1.3%보다 높았다. 보리재배 논과의 2m 이내의 거리에서 보리 수확 3일전 애멸구 밀도는 5마리에서 수확 3일후 63마리로 급격하게 증가하였다. 또한 보리재배 논과 거리가 멀어짐에 따라서 애멸구 밀도는 크게 감소하였다.

본 연구에서는 벼멸구 저항성 품종인 '청청벼'와 감수성이면서 자포니카형 벼인 '낙동벼'를 교배한 DH 계통 및 F2 집단을 이용하여 벼멸구 저항성과 DNA marker와의 관계를 분석하였다. 1. 520개의 RAPD marker를 이용하여 양친에 다형성을 보이는 310개의 marker를 찾았고 이들을 대상으로 한 BSA를 통해 벼멸구 저항성과 관련있을 것으로 보이는 17개의 marker를 선발하였다. 2. 벼의 12번 염색체상에 위치한 38개의 SSR marker를 사용하여 모~cdot부본에 대한 다형성 검정을 실시한 바, 17개의 SSR marker를 선발할 수 있었다. 3. BSA를 통해 선발된 17개의 RAED marker와 DH 계통의 벼멸구 저항성과의 관계를 분석하여 벼멸구 저항성과 가장 밀접하게 연관된 OPE16700을 선발하였다. 4. SSR marker 및 OPE16과 65 DH 계통의 벼멸구 저항성과의 연관분석을 실시한 결과 OPE16이 벼멸구 저항성 유전자와 4.6cM 거리로 가장 밀접하게 연관되어 있는 것으로 나타났다.