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.

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.

우리나라 수도품종을 배경으로 한 유전적 자성불임 계통에 우리나라의 재배 품종을 교잡시켜 11개의 일대잡종을 육성하고 이들의 수량, 수량구성요소, 출수기, 잎도숙병반응 및 미질 등을 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 일대잡종들의 수량에 관한 평균 heterosis, he-terobeltiosis 및 standard heterosis는 각각 15.2%. 8.7% 및 17.9 %였다. 2. 수량구성요소 중 주당입수의 잡종강세가 현저하였다. 3. 일대잡종들의 출수기는 양친들과 비슷하였다. 4. 일대잡종들의 잎도숙병반응은 양친 중 저항성이 큰 친의 반응과 같았다. 5. 11개 일대잡종벼의 단백질함량은 10.4∼11.1%, amylose 함량은 20.5∼22.5％였고 알카리붕괴도는 높은 편이었으며 심복백 및 투명도는 양호하였다.

수도에서 흰둥멸구 저항성 유전자 Wb ph 1을 가지고 있는 것으로 알려진 N22와 Wb ph 2를 가지고 있는 것으로 알려진 ARC 10239에서 묘령별ㆍ얼자별로 흰등멸구 약충생존율의 차이를 조사한 결과는 다음과 같이 요약될 수 있다. 1) N 22와 ARC10239는 다 같이 묘령에 따라 약충생존율에 차이가 있었으며 그 경향은 품종에 따라 달랐다. ~circled1 N 22는 7일 묘부터 30일 묘까지 약충생존율이 매우 높고, 40일 묘에서 급격히 낮아지며, 생육후기에 다시 높아지는 경향을 보였다. ~circled2 ARC 10239는 7 일 묘에서 약충생존을이 매우낮고, 그 후 점차 높아지다가 40일 묘에서 다시 낮아져 생육후기까지 아주 낮은 경향을 보였다. 2) N22와 ARC10239는 다 같이 얼자간에 약충생존율의 차이가 있었고, 주간의 약충생존율이 낮은 묘령에서 얼자간 약충생존율의 차이가 적었으며, 얼자보다는 주간의 약충생존율이 낮은 경향을 보였다.

단순열성 유전자에 의한 GMS민 IR36ms에 가야벼, 남풍벼, 신광벼 및 수원 296 등 4개 한국 수도품종을 각각 4회 연속 Bulk로 교잡시킨 BC3 F2 에서 웅성불임 개체를 얻어서 여기에 각 반복친을 1회 더 Backcross시킨 BC4 F2 세대에서 웅성불임 개체들을 선별하였다. 여기에 각 반복친을 교잡시켜 4품종의 Msms 유전자형을 얻고 이를 다시 BC4 F2 에서 선발한 웅성불임 개체(msms)에 교잡시키므로서 가야벼ms, 남풍벼ms, 신광벼ms 및 수원 296ms를 육성하였다. 이들 4개 웅성불임 계통들의 주당수수, 수당영화수, 출수기 및 수장은 모품종과 차이가 있었으나 웅성불임 계통들의 간장은 모품종에 비하여 단축되었다. 동일한 웅성불임 유전자를 가진 GMS 계통도 반복친에 따라 자연교잡 정도의 현저한 차이가 있었다. 가야벼ms는 11.5%, 남풍벼 ms는 13.1%, 신광벼ms는 1.9% 그리고 수원 296ms는 12.7%의 자연교잡율을 나타내었다. 화분친으로부터 15~90cm 거리 내에서는 가야벼 mS 및 남풍벼ms의 자연교잡율의 거리에 따른 차가 인정되지 않았다.

우리나라 수도 품종을 배경으로 한 세포질적 유전적 웅성불임계통들에 우리나라 품종의 임성회복친을 교잡시킨 HR1619A/남풍벼, HR1619A/가야벼, HR1619A/계통234, 통일A/남풍벼, 통일A/청청벼, 수원296A/계통209, 수원296A/계통237, 수원296A/계통252 및 계통201A/계통234 등 9개 Hybrid를 육성하고 이들의 수량 및 수량 구성요소, 흰빛잎마름병 저항성 및 미질을 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1 공시된 9개 Hybrid들 중 계통201A/계통234, 통일A/남풍벼 및 HR 1619A/남풍벼 등 3개 Hybrid의 수량성이 높았는데 각각 우수친에 비해 36％, 17％ 및 10％의 증수(Heterobeltiosis)를, 표준품종인 청청벼에 비해 각각 19％, 17％ 및 14％의 증수(Standard Heterosis)를 보였다. 2. 공시된 Hybrid중 HR1619A/가야벼와 수원296A/계통237의 수량은 양친보다 낮았다. 3. 수량구성요소 중 수당입수의 잡종강세가 현저하였고 주당수수, 천립중 및 임실율의 잡종강세는 인정되지 않았다. 4. Hybrid의 흰빛잎마름병 저항성은 양친 중 강한친과 같은 반응을 보였다. 5. Hybrid들의 Amylose 함량은 20.8％∼24.7%였고 딘백질함량은 9.3％∼10.0％, 알칼리 붕괴도는 3.7∼7.0으로서 각각 양친품종과 비슷하였다.

수도 8개 단간계통을 무비, 소비, 보비, 다비의 시비구에 공시하여 수량구요소의 수량에 대한 경노계수와 D2 , PCA, Q상관에 의한 Dendrogram을 작성하여 시비량간 및 방법간을 비교한 결과는 다음과 같다. 1. 8개 계통의 형질평균치는 시비량에 따라 큰 차이를 보이지 않았으나 동일시비내 계통간에는 유의차가 있었다. 2. 형질간 유의성 있는 상관을 보인 경우는 많지 않았으며 시비량이 많은 구에서 유의한 상관을 보인 경우가 적었다. 3. 수량구성요소의 수량에 대한 직접효과는 수당입수가 가장 컸고 다음이 주당수수였으며 이들은 다비에서 더욱 커졌다. 수수의 입수를 통고 간접효과가 부로 컸으며 다비에서 더욱 더 컸다. 4. D2 , Q상관, PCA에 의한 유사도는 시비량 차이에 따라 큰 차이는 없었으며 3가지 방법간에서는 D2 와 Q상관은 완전 일치하였으며 PCA에 의하여서도 이들과 비슷하였다.

향도계통 P-33-C-19(인도 육성 향도품종 Rusa-33의 자매계통)을 비향도품종 Zhu-Lian-Ai 및 Kataktara DA2와 교배한 F2 세대에서 분얼기에 엽신분석에 의해 방향성의 유전분리를 조사하고, 조합에 따라 방향성의 분리와 기부엽초색, 영색 및 백엽고병 균주 JN 7919에 대한 백엽고병 저항성 분리와의 관계를 검토한 결과는 다음과 같다. 1. P-33-C-19 계통의 방향성은 Zhu-Lian-Ai와 KataktaraDA2의 비방향성에 대해 단순열성으로 분리되었다. 2. P-33-C-19 계통은 기부엽초색에 대해 AAcc유전자형을 가진 것으로 나타났다. 3. 백엽고병 균주 JN7919에 대한 KataktaraDA2의 저항성은 P-33-C-19의 .감수성에 대해 단순열성으로 표현되었다. 4. 공시조합에서의 방향성은 제1번 연관군의 C유전자, 제6번 연관군의 gh 유전자 및 백엽고병 저항성과는 독립적으로 분리되었다.

1. 내냉성품종의 요망은 고위도지대뿐만 아니라 열대지방에서도 간절하며 요망되는 내냉성품종의 특성도 여러 가지이다. 세계적으로 요망되는 내냉성을 IRRI에서는 편의상 a) 북해도형, b) 수원형, c) 태북일기작형, d) 태북이기작형, e) 열대고냉지형 및 f) Bangladesh형으로 구분하고 있다. 우리나라에서 요망되는 내냉성은 통일계품종에서 더욱 간절하며 생육전반에 걸쳐 Japonica 정도의 생리적 활성이 요망되지만 적어도 유묘기와 성숙기의 저온장해가 Japonica보다 크지 않은 것이 우선 당면한 문제라 하겠다. 일반계품종에서는 조생이면서 안정된 기본영양생장성을 가지고 고온에서 과민하지 않고 저온에서 생육지연이 비교적 작은 것이라면 좋을 것이다. 2. 국내에서의 내냉성계통검정방법과 시설은 통일계품종의 출현 이후 급속히 발전되었으며 저온항온기, 냉수 Tank, growth cabinet, phytotron, 춘천의 냉수포장, 진부, 운봉, 영덕의 내냉계통육종포 등 내냉계통선발을 위해서는 비교적 잘 갖춰진 편이다. 국외의 시설로는 IRRI의 냉수 Tank와 세대촉진시설 그리고 Banaue, Kathmandu나 Kashirnir의 자연생태적조건을 우리가 이용할 수 있을 것이다. 참고로 일본에서 보고된 생육각단계에서의 여러 가지 내냉성검정방법을 소개하였다. 3. 내냉성품종들이 가지고 있는 내냉형질의 단리는 아직 분명히 되어 있지 못하지만 a) 저온발아성, b) 저온유묘생장성, c) 저온묘변색 d) 저온발근력, e) 저온분벽력, f) 저온양분흡수능력, g) 저온동화력, i) 저온임실장해, j) 저온등숙장해 등에 품종간차가 분명한 것이 보고되어 있다. 위의 형질간의 상관관계는 형질에 따라 재료에 따라 구구하였다. 내냉성형질들의 유전에 관한 보고는 많지 않아 저온발아력에 관해 4개 이상의 다인자, 유묘저온생존력에 관해 단인자 또는 다인자, 유수형성기 저온저항력에 관해 4개 또는 그 이상의 다인자, 냉수포장에서의 저온저항력에 관해, 4개 이상의 유전자가 관여되는 것으로 그리고 heritability는 항상 높은 것으로 보고되어 있지만 같은 그 재료들을 가지고 다른 저온에서 검토하면 상이한 결과가 나올 것은 쉽게 짐작할 수 있다. 여러 가지 내냉성검정기술의 발전과 IRRI의 국제 내냉성품종연락시험으로 Japonica, Indica, Bulu 등에서 다같이 많은 품종들이 내냉성모본으로 검정되어 있다. 4. 육종방안을 구상할 때 고려해야 할 사항들 a) 유전질의 다양화, b) 내병충성의 집적, c) 지역별 적응품종의 동정, d) 장려품종의 체계적 통제 등을 고려하면서 단기적 및 장기적 육종방안을 제안하였다. 단기적으로는 일반계품종을 대상으로 하되 우리나라 기존품종을 기초로 알려진 내냉성품종을 가지고 생육일수와 내냉성을 조정하는 한편 극조생내냉성 찰벼모본에 내충내병인 Indica 모본을 일회친으로 Japonica로 Back cross하면서 내병충성을 유지한 계통을 선발하여 이것으로 내냉조합에 내병충성을 첨가시키도록 한다. 장기적 방안으로는 Japonica뿐만 아니라 Indica, Javanica 등 모든 내냉성모본을 이용하여 germplasm의 다양화를 꾀하며 모본별 형질별 내냉성유전자를 동정하여 이들을 종합하여 생육전기간을 안정하게 경과할 수 있게 내냉성을 향상하고 내병충성을 첨가하는 단계적인 과정을 제안하였다. 육종효율을 높이기 위하여 세대촉진, 화분배양과 국제협력의 필요성을 강조하였다.

1961-1980년의 20개년간 수도 재배면적은 거의 일정하였으나 생산량은 1961년의 3,462.6천t에서 1977년의 6,0056.천t까지 73.4%가 증가되었는데 이는 재배기술의 개선과 더불어 다수성 통일성 품종의 육성 보급에 힘입은 바 크다 할 것이다. 그러나 1978년 통일형 품종의 도열병 신균계에 대한 리병화와 더불어 계속된 이상기상으로 하여 1980년의 생산량은 1960년대 수준으로 떨어지므로서 수도작은 새로운 국면에 처하게 되었다. 한편 통일품종이 육성 보급된 1971년을 전후한 20개년 생산성은 계속 증가되어 왔으나 농가와 시험연구기관간에 수량차이는 1960-1971년의 79kg/10a에서 1972-1980년의 101kg/10a으로 점차로 커져왔고, 또한 동기간중 지역간 차이도 50-60kg/10a과 80kg/10a으로 더 커지고 있는 것으로 나타났다. 따라서 품종의 생산능력을 증대시키므로서 전체 생산성의 상한선은 제고하였지만 절대편차는 변화시키지 못하였음을 입증해주고 있다. 그간의 생산성 증가에 있어서 품종적 요인이 40%이고 기술적 요인을 13%로 추정할 경우 나머지 47%는 품종과 기술외적인 요인으로 볼 수 있을 것인데 이에 대하여는 최근 사회적, 생산기반조성 및 환경개선 등 여러 각도에서 집중적으로 논의되어왔다. 물론 재배환경의 균일화나 재배기술의 평준화는 기대하기 어려운 요인이라 하더라도 농가수량과 시험장수량과의 차이 20%, 지역간 차이 20%를 가능한 줄이는 방향으로 노력해 간다면 현재의 품종 생산능력과 기술수준으로서도 상당한 정도의 증수를 기대할 수 있을 것으로 보인다. 이와 같은 효과를 기대하기 위하여는 다음과 같은 요인들이 착실하게 지속적으로 실천되어져야 할 것이다. 첫째, 품종의 생산능력 증대와 재해 저항성 증진을 위한 육종사업과 재배기술개선을 위한 수도의 생리ㆍ생태적 기초연구의 강화. 둘째, 안정된 생산기반 조성 특히 지력증진과 관배수시설을 위한 지속적 노력. 셋째, 농민들의 생산의욕 고취를 위한 안정된 정책적 뒷받침. 넷째, 장기계획 수립을 위한 정확한 통계조사 등이라 하겠다.

출수기와 성숙기가 다양한 계통포장에서 저 Amylose, 고단백계통을 선발하고자 할때 그 기준을 세우기 위한 한 방법으로 재배시기에 따른 Amylose 및 단백질함량의 계통간 변이양상을 구명하고자 포장과 온실에서 수차 또는 수년간 재배된 시료의 Amylose와 단백질함량의 계통간 변이를 검토하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 조생계통을 동일한 비료수준에서 시기를 다르게하여 포장에서 재배할 경우 단백질함량은 생육기간과 부의 상관이 있었고, 조기<보통기<만기재배 순으로 증가되었다. 2. 포장에서 재배시기가 다를 경우 Amylose 함량은 출수기가 늦어질수록 높아졌으나 생육기간과는 직접적인 관계가 없었다. 3. 온실내에서의 수확시기에 따른 단백질함량의 변이는 품종에 따라 달랐으나 3월부터 10월까지는 품종간 차이가 컸다. 4. 온실내에서 저 Amylose품종의 Amylose함량은 수확시기에 따라 변이가 컸고, 7월에 가장 낮았다. 고 Amylose계통은 수확시기에 따른 변이가 적었다. 5. 년차에 따라서 단백질함량은 변이가 적었다. Amylose함량은 저 Amylose계통에서는 고온인 해에 낮았으나, 고 Amylose계통에서는 년차에 따른 변이가 적었다.

파종시기 및 수확시기가 쌀의 Amylose 및 단백질함량에 미치는 영향을 알기 위하여 온도 및 일장감응성정도와 단백질함량이 다른 4개품종을 사용하여 4월10일부터 15일간격으로 5회파종하고, 출수후 30일부터 5일간격으로 6회 수확하여 미립내의 Amylose 및 단백질 함량이 품종에 따라 어떤 반응을 보이는가를 검토하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 파종시기가 늦어짐에 따라 Amylose함량은 증가하였고 단배질함량은 감소되었다. 2. 단백질함량의 파종기에 대한 반응은 품종에 따라 달라서 파종기가 지연될수록 조생종은 감소되었고 중만생종은 증가하였다. 3. 파종시기에 따른 단백질함량의 환경변이는 저단백품종보다 고단백품종에서 크게 나타났다. 4. 벼의 Amylose 및 단백질함량에 미치는 수확시기의 영향은 뚜렷하지 않았다. 5. 이상의 결과로 미루어 저Amylose 고단백계통육성을 위해서는 성숙에 지장이 없는한 파종시기를 늦추는 것이 효율이 높고 수확은 출수후 30일부터 가능할 것으로 추론하였다.