본 연구는 전이인자 Ac/Ds를 이용하여 세계적인 경쟁력을 갖춘 삽입변이 집단을 구축하고 Ds 삽입에 대한 분자학적 정보를 획득하여 database 화에 이용하는 것을 목적으로 하였다. 또한 농업적 유용유전자들의 생물학적 기능을 구명하고 생명공학적 방법을 통하여 새로운 작물 창출에 활용하고자 한다. 본연구를 통하여 얻을 수 있는 자료와 정보는 벼의 유전자 기능분석을 보다 효율적으로 실시하고 유용 유전자를 선발하여 육종에 이용함과 아울러 또한 이들의 지적 소유권 획득에 기초자료로 이용될 수 있을 것이다. 1. T1 진전에 의한 대량 고정종자 생산 확보를 위해 Largescale screening 활용하고 발아 활력 유지를 위해 종자를 장기보존하였다. 그 결과 Ds Knockout 육종소재의 안정적 재료공급 체계 확립하였는데 종자 증식용 파종상의 규격화를 통한대량 증식 방법 확립였고 증식계통의 목적에 맞는 재배 방법채택을 통한 편의성을 증진하였다. 2. 변이체의 선발은 각 생육 시기별 변이체 특성검정 및 선발하였으며 2008년도에는 변이율이 5.15%를 보였으나 2009년에는 4.34%로 낮았으며 평균 4.75%의 변이율을 나타냈다. 2010년 증식계통은 생육이 불량하여 표현형 조사는 불가하여 바로 이앙하여 증식하였다. 특히 spotted leaf(spl)의 형태를 나타내는 변이형이 우점하였다. 유묘기의 Ds 증식 집단에서의 표현형 변이는 주로 엽록소 이상을 보이는 변이체가 많이 관찰되었다. 3. 흑미 삽입변이체의 종자특이 전사인자의 발현 분석을 수행하기 위하여 컴퓨터 분석법을 이용하여 흑미 종자의 안토시아닌 생합성 발현 유전자를 동정하고 안토시아닌 생합성 유전자의 발현 분석을 통한 합성 기작 연구를 수행하였다. 그 결과 흑미 종자 삽입변이체 선발하였는데 115,000점의 Ac/Ds 삽입변이체 중 흑미 9계통을 선발하였다. 4. 흑미 종자의 유전자 발현 분석을 연구하기 위하여 Microarray 통계분석을 실시하였는데 672개의 안토시아닌 생합성 관련 유전자 중 전이인자 hyper-geometric 통계 분석으로 12개 전이인자 분류별 82개의 생합성 관련 전이인자 유전자 선발하였다. 5. 최근 기능유전체 연구의 효율을 높이기 위하여 변이체에대한 총체적인 해석과 함께 변이체의 표현형 변이와 삽입염기서열 분석의 연관성을 데이터 베이스화하는 이른바 Phenome 데이터베이스로 가는 추세이다. 이러한 Phenome 분석에 삽입변이집단의 데이터베이스가 활용될 것으로 기대된다.

Four bacterial blight resistance genes, Xa1+Xa3+xa5+Xa21, pyramid elite japonica rice lines were developed for enhancing the resistance of rice against Xanthomonas oryzae pv. oryzae in Korea. Seven doubled haploid (RDL1-7) and ten F6 lines (RPL1-10) having Xa1+Xa3+xa5+Xa21 which were derived from the cross between Ilmi, high grain quality japonica rice cultivar carrying Xa1, and Iksan575, elite line carrying Xa3+xa5+Xa21, were developed using marker-assisted selection for resistance genes and phenotypic selection for bacterial blight resistance and agronomic traits. Among resistance genes combinations in F2 population, four resistance genes combination, Xa1+Xa3+xa5+Xa21, showed the highest resistance and conferred the enhanced resistance than three genes combination, Xa3+xa5+Xa21. Four genes pyramid lines (RDL and RPL) showed broad-spectrum resistant against 16 Korean bacterial blight isolates and the yield and quality of the lines did not alter by the inoculation of K3a, the most virulent race in Korea. In addition, these lines had excellent plant type and exhibited more enhanced yield than previously developed resistant cultivars. Four bacterial blight resistance genes combination, Xa1+Xa3+xa5+Xa21, was efficient and promising combination and developed lines with four genes could be useful materials and will be applied to the breeding programs for enhancing the resistance of japonica rice against bacterial blight.

비동형분열을 포함한 식물화분 발달과정에 관여하는 유전자를 탐색하기 위하여, Activation tagging vector를 이용 하여 조성된 3,500여개의 애기장대 T1세대 약 3,500개의 형질전환체 집단으로부터 4종의 화분 변이형을 보이는 돌 연변이체를 선발하였다. 4종의 변이체들은 20-40% 빈도의 성숙화분 변이표현형을 보였다. 변이체에서는 정상적 인 화분으로 발달하지 않은 aborted pollen type, 한 개의 핵만이 관찰되는 tio type, 비정상적으로 분열된 gemini type 등 다양한 변이표현형들이 관찰되었다. TAIL-PCR을 통하여 T-DNA의 삽입부위의 염색체 부위를 동정하여, co-segregation분석을 수행한 결과, 4종 모두 T-DNA삽입과 무관한 자연발생적 돌연변이로 밝혀졌으며, 현재 map-based cloning방법에 의해 변이유발 유전자를 탐색중이다. 이들 유전자들은 향후 식물의 화분발달에 핵심적 인 역할을 하는 유전자를 발굴하고 이를 이용한 기작을 이해하는데 매우 유용한 정보를 제공할 것으로 판단된다.