본 연구는 1968~'69에 수도육종에서의 모본선정을 위한 참고자료를 얻고저 육성모지가 다른 우리나라 품종과 일본품종을 각각 8품종씩 공시하여 근의 형태 및 생리적기능을 조사하고 그의 품종간차와 근활력 및 지상부주요형질들 상호간의 상관을 검토하는 한편 1972년에는 근의 형태 및 기능을 계통선발과정에 이용코자 초형이 다른 26품종(계통)을 가지고 근활력과 지상부 특정형질상호간의 관련성을 검토한 것이다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 간기단면의 직경과 간기피층내 기공의 직경간에 그리고 근의 직경과 간기단면의 직경 및 근피층내 조세포수간에는 높은 정의 유의상관이 인정되었다. 2. 근의 직경과 근의 후생목부대도관수 및 장력간에 고도의 정의 유의상관이 인정되었다. 이와같은 형태적인 관련은 지상부로부터 근부로 연결되는 통기계 및 수분공급등에 대한 조직구조에 있어서 우리나라 품종이 일본품종에 비해 우수한 경향이었다. 3. 근의 생리적활력과 간기피층내 공기의 직경, 근의 피층내유세포수 및 근의 후생목부대도관수간에 각각 유의상관을 보였다. 이것은 조직 및 형태와 근의 생리적기능간에 밀접한 관계가 있음을 명백히 인정할 수 있었으며, 우리나라 품종이 간기가 굵고 피층내 기공 직경이 크면서 근의 피층내 유세포수와 대도관수가 많고 생리적 활력도 높았다. 이것은 근부를 일으키기 쉬운 지역에 대하여 적응하고 있는 특성으로 추정된다. 4. 생육시기별 근의 생리적활력의 품종간차이는 우리나라품종들이 상ㆍ하위근 모두 출수전에는 높은 활력을 보이나 출수후에는 급격히 저하하였는데 반해, 일본품종들은 출수후 근활력의 저하가 완만하였으며 근활력의 생육기간중의 변이폭은 우리나라 품종들이 큰 경향이었다. 5. 출수전의 근의 활력이 높은 품종은 금엽의 경사각동가 작고(직위), 엽신의 엽록색 농도가 높으며 그 분해속도가 느리고, 출수전후의 근활력이 높은 품종은 엽신내 단백태질소의 함량이 많으며, 동시에 광합성능력도 높았는데 이의 품종간차이는 현저하였다. 6. 출수직전 근활력과 엽신중 Fe2 O3 및 MnO 함량과의 관계는 뚜렷한 경향을 인정할 수 없었으며, 다만 양 성분간에 길항적인 경향이 인정되었다. 7. 출수전의 근의 활력과 수량과의 관계는 뚜렷한 경향을 찾아보기 어려웠으나 출수후기가 될 수록 양자간의 밀접한 관계를 인정할 수 있었다. 특히 근의 활력지수[1/(근 활력의 변이폭/활력의 평균치)x100]가 높을수록 수량이 높았다. 즉 근의 활력이 높고 변이가 적은 것이 수량성이 높았다. 8. 성묘의 근활력은 묘소질로서 중요시되는 발근율과 밀접한 관계가 있었다. 9. 출수기 및 난숙기에 있어서의 근활ㄹ겨은 지상부 생엽신의 다소와 높은 정의 유의상관이 인정되었으며 근활력이 높을수록 생엽수가 많았고 근활력이 낮은 품종일수록 하엽의 고사정도가 커서 생엽수가 적었다. 10. 하위엽신의 절제처리는 근활력을 현저히 저하시켜서 위의 사실을 재확인할 수 있었다. 따라서 계통선발과정에 있어서 생육후기에 생엽수(달관에 의한 방법)을 조사하므로서 근활력을 진단하는 간접적인 방법이 될 수 있다고 보았다.

고온과 단일이 쌀의 Amylose 및 단백질함량에 미치는 영향을 알기 위하여 일장감응성정도와 단백질 함량이 다른 4개품종을 고온(온실내)과 상온(실외)에서 전생육기간중 계속단일처리, 출수기까지만 단일처리, 출수기이후만 단일처리하고 무처리자연구와 대조하여 쌀의 Amylose 및 단백질함량을 조사비교하였다. 그 결과는 다음과 같이 요약된다. 1. 고온에 의하여 Amylose함량은 2-3% 낮아졌으나 단백질함량은 큰 변화가 없었다. 2. 단일처리로 Amylose함량을 2-5% 저하시켰고 단백질함량을 2-6%증가시켰다. 전생육기간단일에서 가장 크게 영향됐으며 출수전단일이 출수후단일보다 영향이 컸다. 3. 출수후단일조건은 조생종에서 영향이 컸고 출수전 및 전생육기간단일하에서는 고단백품종보다 저단백품종에서 영향이 컸으며 특히 감광성품종인 진흥은 출수전영향이 컸다. 4. 이상의 결과로 미루어 저Amylose 고단백계통육성을 위해서는 장일저온하의 선발이 효율이 높을 것으로 추론하였다.

질소, 인산 및 가리비료 시용량에 따른 단백질함량의 변이를 추구하여 고단백계통육성시 선발효율을 높이고저 계통포장에서 질소시용량을 달리한 경우와 저단백 및 고단백계통을 삼요소영년비료시험구와 인산 및 가리시용량을 달리한 포장에 재배하여 현미내 단백질함량변이를 검토하였다. 1. 질소시용량을 증가시켜 줌에 따라서 현미내 단백질함량은 거의 직선적으로 증가하였으나 계통에 따라 변이양상의 차이가 있었다. 2. 계통간단백질함량의 변이는 질소시용량을 증가시킴에 따라 커졌고 저단백계통군에 비하여 고단백계통군의 질소시용량에 따른 변이가 더 컸다. 3. 질소비료시용량에 따른 단백질함량의 변이양상이 계통간에 차이가 큰 것을 고려하여 전계통중20% 정도의 고단백계통을 선발하면 유전적으로 단백질함량이 높은 계통을 안전하게 선발할 수 있다. 4. 실제 논 토양에서 비료의 삼요소중 단백질함량에 가장 크게 영향을 주는 것은 질소성분이며 인산 및 가리비료의 영향은 아주 적었다. 5. 인산 및 가리비료 시용량에 따른 단백질함량의 변이는 극히 적었다. 따라서 고단백계통선발시 인산 및 가리비료에 의한 환경변이는 고려하지 않아도 좋을 것이다.

재배시기를 달리하고 질소시용량을 달리하여 수도품종별로 잎, 줄기의 질소함량과 현미의 단백질함량변이를 출수후 10 일 간격으로 조사하고 수중을 시기별로 조사하여 미립내의 단백질축적에 품종간 차이가 있는가를 검토하였다. 1. 성숙이 진전됨에 따라서 잎, 줄기의 질소함량은 감소하였으나 그 정도는 품종에 따라서 달랐다. IR계통에서는 급격히 감소하였으나 진흥에서는 감소정도가 완만하였다. 2. 질소시용량을 증가함에 따라서 잎, 줄기의 질소함량은 증가하였으며 그 정도는 품종에 따라서 달랐다. IR계통에서는 거의 직선적으로 증가하였으나 진흥에서는 그 증가정도가 완만하였다. 3. 성숙이 진전됨에 따라서 현미의 단백질함량은 감소하였는데 그 정도는 품종에 따라서 현저히 달랐다. IR계통들은 거의 변화하지 않았으나 진흥에서는 급격히 감소하여 결국 낮은 단백질함량을 나타내었다. 4. 질소수준이 높아짐에 따라서 IR계통들은 현미단백질함량이 직선적으로 급격히 증가하였으나 진흥에서는 증가정도가 완만하였다. 5. 시기별 수중의 변이와 출수기 이후의 잎과 줄기의 질소함량의 변이를 종합하여 볼 때 경엽의 양분을 이삭으로 이동시키는데 품종간 차이가 있는 것으로 판단되었다.

수도원연품종간 교배육종에 있어서 지리적 생태품종 간의 잡종 초기 세대의 생육일수와 불임성의 변이에 관한 지견을 얻고자 대표적인 Indica와 Japonica 그리고 그중간형인 Beaumont 품종과 Ponlai등 7개 품종을 상호 교배하여 IRRI(북위 14˚ 17')에서 F1 을 10시간 및 14시간 조명하에서 F2 를 단일건계의 자연일장하에서 재배하고 수원(북위 37˚ 16')에서도 F1 을 10시간 및 자연일장하에, F2 및 F3 을 자연일장하에 각각 재배하고 출수일수 및 불임율을 조사 연구하였다. 1. 출수일수 : 1) F1 들은 10시간 단일하에서는 조생이 만생에 대해 우성 내지 초월성으로 나타났고 14시간 장일하에서는 우성 내지 불완전 우성으로 나타났는데 IRRI와 수원에서 모두 같았다. 2) IRRI에서 단일시기에 재배된 F2 는 조생이 만생에 대해 불완전우성이며 분리는 연속적이었다. 수원에서 조기재배된 F2 는 대부분의 조합에서 조생이 불완전우성이거나 중간성으로 적기 재배된 F2 는 대부분의 조합에서 만생이 불완전 우성이거나 중간성으로 나타났다. 3) 극단의 만생간의 조합에 있어서도 유효 출수 가능한 초월분리 개체가 있었다. 4) 기본영양생장성이 긴 품종들의 조합에서는 변이의 폭이 넓었고 신품종의 평균과 친계열평균 변이계수와에는 높은 상관이 있었다. 5) F1 이나 중간친으로 F2 집단의 평균 출수일수를 예측할수 있으며 F2 평균과 F3 계통 평균과에도 높은 상관이 있었으나 IRRI에서 재배된 F2 개체와 수원에서 재배된 F3 계통간의 상관은 없었다. 6) IRRI에서 재배된 F2 와 수원에서 재배된 F3 계통간에는 통계학적으로 조정된 heritability가 매우 낮아서 출수일수에 관한 선발의 효과는 단일감응성 품종에 대해서는 기대하기 어렵다. 7) F1 및 F2 의 평균 출수일수는 정역교배간에 차가 없거나 극소하였다. 8) 잡종의 단일감응성 측정치를 친계열별 평균과 이 평균으로 부터의 편차로 구분 계산하여 단일감응성에 기여하는 양친들의 효과에 따라 친품종을 감응성품종과 비감응성 품종을 구분 할 수 있었다. 9) 단일감응성은 F1 이 양친보다 높으며 F2 , F3 으로 세대가 진전함에 따라 낮아진다. 10) 온도차에 따른 F1 의 출수일수 반응은 양친품종보다 작으며 장일과 단일하에서의 온도반응의 차이는 품종에 따라 차이가 있었다. 2. 불임율 : 1) IRRI에서도 수원에서도 다같이 F1 의 불임은 조합에 따라 차가 크며 친품종의 불임율과 상관이 없었다. 또 10시간 단일하에서는 14시간 장일하에서 보다 불임율이 높았다. 2) F1 에서 불임이 높았던 조합이 F2 에서도 높았으며 단일감응성이 높은 품종과 고온감응성이 높은 품종간의 조합에서 불임이 높았고 그 분산의 폭도 넓었다. 3) F2 평균은 F1 보다 낮으며 F3 계통들의 평균은 F2 평균보다 낮아 세대가 진전됨에 따라 불임율이 낮아지며 F3 에서는 조합간의 차가 현저하지 못하게 되었다. 4) F2 에 있어서는 화분불임과 종실불임간에 상관이 미약하였다. 5) F1 과 F2 평균의 불임율에는 정역교배간에 차가 없었다. 6) 잡종 불임을 잡종강세에서와 같이 Griffing의 방법에 따라 조합 능력 검정을 한 결과 SCA 효과는 GCA효과보다 컸는데 SCA효과가 특히 큰 것은 감광성이 높은 품종과 감온성이 높은 품종간의 조합들이였다. 7) IRRI에서 재배된 F2 와 수원에서 재배된 F3 과에는 불임에 관해 상관이 낮으며 F3 에서는 F2 에서보다 불임율이 낮아졌다. 8) F2 에 있어서 출수일수와 불임율과에는 상관이 거의 없었다.