최근 우리나라 남서해안지역을 중심으로 벼 줄무늬잎마름병 발생이 크게 증가 하여 피해를 주고 있다. 벼 줄무늬잎마름병은 벼 줄무늬잎마름바이러스(RSV) 병 원체를 보독한 애멸구가 기주인 벼를 흡즙하면서 매개하여 전염시키는 것으로 알 려져 있다. 최근 우리나라에서 벼 줄무늬잎마름병이 많이 발생하는 원인으로 애멸 구 방제 미흡, 벼 조기이앙 및 직파재배, 감수성 품종 재배, 동절기 기온상승 등 월 동조건, 애멸구 비래량 증가, 논 주변 중간기주식물의 영향, 바이러스의 병원성 변 화 등이 제기되고 있다. 그러나 병 발생의 직접적 원인이 되는 애멸구 보독충률 및 발생량과 벼 줄무늬잎마름병의 발생면적과의 관계가 충분히 설명되고 있지 않다. 본 연구에서는 매개충인 애멸구의 벼 줄무늬잎마름병 감염력을 검토하기 위하여 감염능력이 서로 다른 유전적 변이 집단을 선발하고자 하였다.

돌발하여 큰 피해를 주었다. 벼 줄무늬잎마름병은 1935년부터 몇 년간의 주기로 계속 대발생하여 1937년 낙동강 연안에, 1940년 충남, 경북을 비롯한 경남 밀양, 진영, 창원, 진주, 전남 구례에, 1965년에는 전국적으로 대발생하여 6.5%의 피해를, 1973년에는 전국적으로 발생하여 6%의 피해를 주었다 (Chung, 1974). ‘70년대에는 다수계 품종이 보급되어 병발생이 잠시 추춤하였 으나 ’80년대에 일반계품종이 다시 재배되면서 1984년을 제외하고는 ‘90년대 말까지는 대발생의 피해는 없었다. 그러나 2001년 경기 김포, 강화지역과 2007년에 전북 부안, 충남 서천지역에 국지적으로 대발생하여 국지적으로 대 발생하여 큰 피해를 주었다. 그동안의 애멸구에 대한 연구결과를 분석하여 2000년대 이후 간헐적인 대발생 원인과 줄무늬잎마름병의 발병을 줄일 수 있 는 방안을 위한 연구방향에 대해 몇가지 제안을 한다. 기존의 연구에서 줄무늬잎마름병의 발병 과정은 자세히 연구되었으며 병의 대발생과 관련된 원인으로 애멸구의 보독충율과 애멸구의 밀도를 중요시하고 있다. 이제까지의 연구에서 병의 발병과 전염에 중점을 둔 연구에서는 바이러 스의 특성과 전염원인 기주범위, 매개충의 보독충율에 초점이 맞추어져 왔으 며, 충의 연구에서는 병의 발생과의 연관성 보다는 애멸구의 생태에 대한 연 구에 초점이 맞추어져 병의 발생과 관련된 상호작용에 대한 연구는 대단히 미흡한 실정이다. 애멸구의 경우 월동중의 기온이 높으면 월동율이 높아지나 이것이 꼭 벼의 줄무늬잎마름병 대발생의 원인이 되는지, 줄무늬잎마름병이 대발생할 때는 꼭 보독충율이 높아야 하는지, 보독충율이 높으면 줄무늬잎마 름병이 대발생을 하는 것인지, 월동후 증식과정에서의 대발생은 어떻게 일어 나는지, 과거에는 남쪽에 발생이 많았는데 왜 서해안지역에 많아지는지, 등 앞으로 해결해야 될 과제가 많이 있다. 이러한 의문들을 해결하기 위해서는 장기적인 모니터링 성적이 필요하다. 이번 줄무늬잎마름병 발생으로 과거 성 적을 조사해보니 연속해서 계속적으로 조사된 성적이 별로 없었다. 문제가 될 때마다 반짝하고 2∼3년간 조사하다 과제가 끝나면 잊어버리고, 다시 문제가 발생할 때 다시 시작하는 형태의 연구가 되었다. 인원이 적고 할 일은 많아 계속적으로 조사하기가 어려운 현실이지만 지속적인 연구가 이루어져야 위 의문들이 풀릴 것이며 항구적인 대책이 마련될 것이다.

1. 벼줄무늬 잎마름병에 의한 기주범위를 알기위하여 화곡류 사료작물, 잡초등을 대상으로 온실에서 보독충을 접종한 결과 30종의 공시식물중 9종이 발병되지 않았으며 나머지 21종은 발병되었다. 2. 발병된 식물중 화본과에 속하지 않으나 논과 들에 자생하고 있는 방동사니대가리와 넓은 잎개수염 방동사니 등은 새로운 기주이다. 특히 방동사니대가리는 습기있는 포장에서 흔히 볼 수 있는 것으로서 발병율이 높았다. 3. 각종작물에 있어서 애멸구의 서식충수는 대체로 24시간후보다 48시간후에 적은 편이었다.

아열대 및 온대지역에서 주로 발생하는 애멸구는 5월∼8월 사이 편서풍을 타고 우리나라에 비례하며 벼 바이러스병인 줄무늬잎마름병을 매개한다. 줄무늬잎마름병은 벼의 수량감소와 미질을 떨어뜨리는 주요 병해 중 하나이다. 애멸구와 같은 멸구류는 대부분 살충제에 의해 방제를 하고 있으나 이러한 약제의 계속된 사용은 환경오염과 약제저항성 개체의 발생을 유발시킬 수 있는 큰 단점이 있다. 이와 같이 벼에 심각한 피해를 입히는 병해충에 대한 저항성 품종 육성은 병해충을 방제하는 가장 경제적이고 효과적인 방법으로 알려져 있다. 줄무늬잎마름병의 저항성 관련 유전자는 ‘Modan’에서 유래한 Stv-bi, 일본 밭벼 또는 열대 자포니카 품종에서 유래한 Stv-a, Stv-b가 알려져 있으며, 국내에서는 주로 Stv-bi가 도입된 저항성 품종들이 육성되고 있다. 단일 유전자를 이용한 저항성 품종육성은 새로운 바이러스의 등장에 취약하므로 저항성 유전자원의 다양화와 새로운 유전자의 탐색이 필요하다. 본 실험 에서는 Stv-a 와 Stv-b가 보고된 USA 품종인 Zenith의 형질을 일품에 도입하여 180계통의 F2 집단을 육성하여 생물검정과 함께 QTL분석에 이용하였다. 줄무늬 잎마름병에 대한 Zenith에 대한 QTL을 탐색한 결과, 11번 염색체에서 LOD 11.9, 설명가능한 표현형 변이 27%인 QTL이 확인되었다. 줄무늬 잎마름병 연관 QTL 및 이와 관련된 marker는 향후 줄무늬잎마름병에 대한 새로운 저항성 유전자인 Stv-b를 보유하는 품종육성을 위한 MAS 체계 확립에 이용할 것이다.

본 연구는 조생종 벼의 평야지 적응성을 향상시키고자 벼흰잎마름병 및 줄무늬잎마름병에 대한 저항성 유전자가 집적된 저항성 계통을 개발하고 이들의 저항성 성능검정과 수량성 등 농업형질을 분석하여 육종사업에 반영하고자 수행하였다. Xa3를 가지고 있는 운광과 Xa4+xa5+Xa21+Stvb-i를 가지고 있는 SR30075 조합 계통을 모본으로 하여 분자표지를 이용하여 저항성 유전자가 집적된 F3계통을 선발하였고 운광에 여교배하였다. 여교배 이후에 K3a균계에 대한 생물검정 및 수량성 등 농업형질에 대한 조사를 통해 RL1(BC1F7),RL2-5(BC2F6)등 5개 조생종 저항성 계통을 육성하였다. 분자표지로 저항성 유전자를 확인한 결과 RL1은 Xa3+xa5+Xa21+Stvb-i를 가지고 있었고 RL2, RL3와 RL5 는 Xa3+Xa21+Stvb-i, RL4는 Xa21를 보유하고 있었다. 줄무늬잎마름병은 저항성 유전자 Stvb-i의 유무에 의해서 저항성이 결정되었다. 벼흰잎마름병 유전자 조합 Xa3+xa5+Xa21과 Xa3+Xa21의 계통의 경우 K1, K2, K3, K3a 균계 및 16개 수집 균주에 대해서 저항성 반응을 나타냈으며, K3a균계 접종시에 현미수량, 등숙률 및 현미 완전미율이 대조구와 차이가 없어 저항성 증진을 위한 유망조합으로 판단되었다. RL1은 목표 저항성 유전자를 가지고 있고 저항성 성능도 우수하였으나 간장이 크고 도복에 불안정하였으며 수량이 운광의 80%로 낮고 미질이 좋지 않았다. RL5는 운광에 여교배가 2회 되어 선발된 계통으로 저항성 유전자 Xa3+Xa21+Stvb-i를 가지고 있어 벼흰잎마름병 및 줄무늬잎마름병에 대한 효과적인 저항성원으로 판단되었고, 운광보다 단간으로 도복에 안정적인 특성을 나타냈으며 다수성이고 미질이 양호하였다.

This study was conducted to develop the early maturing rice lines with genes conferring resistance to bacterial blight and rice stripe virus to enhance the adaptability in plain area. Unkwang carrying Xa3 was used as a recurrent parent and SR30075 carrying Xa4+xa5+Xa21+Stvb-i was used as a donor parent. RL1(Resistant Line, BC1F7), RL2, RL3, RL4, and RL5(BC2F6) were bred through bio-assay of K3a race inoculation and phenotypic selection of agronomic traits. The presence of introduced genes was confirmed by testing the resistance levels against bacterial blight and rice stripe virus and then double-checked by using DNA marker. RL1 has all target genes, Xa3+xa5+Xa21+Stvb-i. RL2, RL3, and RL5 have Xa3+Xa21+Stvb-i whereas RL4 has only Xa21. Rice lines carrying Stvb-i showed resistance reaction to rice stripe virus. The combinations of bacterial blight resistant genes(Xa3+xa5+Xa21 and Xa3+Xa21) were found to be promising, as the rice lines carrying these genes enhanced a strong resistant reaction against 16 bacterial blight isolates. Also, the inoculation of K3a race did not alter the brown rice yield, ripened grain ratio and kernel quality of brown rice compared to control. Although RL1 containing all the target resistance genes showed excellent resistance performance, it is not suitable to cultivate in plain area due to instability to lodging, 80% yield level than Unkwang, and low grain quality. RL5 backcrossed twice with Unkwang was found to be a promising line due to its effective resistance gene combination, Xa3+Xa21+Stvb-i and good agronomic traits such as stability to lodging, higher yield and quality compared to Unkwang.

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.

복합내병충성 품종을 조기에 육성하고자 줄무늬잎마름병(RSV)과 흰잎마름병(BB)에 저항성인 우량 계통 HR26234-12-1-1과 줄무늬잎마름병, 흰잎마름병 및 벼멸구(BPH)에 저항성인 SR30071-3-7-23-6-2-1-1 계통을 인공교배한 F1을 약배양하여 총 213개 계통을 육성하였다. 목표 유전자와 연관된 DNA 분자표지를 이용하여 저항성유전자를 확인하였다. HR26234는 Stvb-i, Xa3+xa5을,, SR30071은 Stvb-i, Xa4(?), Bph18을 가지고 있는 것으로 나타났다. 이들 유래 계통들은 모두 Stvb-i를 가지고 있었고. Bph18을 가지고 있는 계통은 42계통이었다. 흰잎마름병 저항성 유전자의 작성 가능한 조합 중에서 xa5 단독 계통은 발생하지 않는 등 segregation distortion이 나타났다. BPH(Bph18), BB(Xa4+xa5)와 RSV(Stvb-i)의 저항성 유전자 집적 7 계통을 선발하여 2012년에 생산력과 병해충에 대한 저항성을 검정하였다. 이들 계통들의 농업적 특성들 중 출수일수는 96일로 진백(110), 남평벼(106일), 안미(102)보다 빠른 중생종이었고, 간장은 66∼71 cm로 진백(71 cm), 남평벼(78), 안미(77)보다 짧으며, 수당립수는 102∼119개로 안미(119개)와 비슷한 수준이었다. 등숙률과 수량성은 대조품종인 남평벼, 진백, 안미보다 낮았다. 유묘 및 성체에서 벼멸구에 강한 저항성을 나타냈으며 흰잎마름병 K1,K2,K3,K3a 균계에 저항성이고 줄무늬잎마름병에 강하였다. K3a 균계 접종 후 수량 및 등숙률의 감소율이 이병성인 남평벼와 안미에 비해 낮았다. 약배양을 통해 단기간에 복합내병충성 계통을 확보할 수 있었으나 계통 선발시 파악되지 않았던 일부 수층의 불균형과 불임립 발생, 단간임에도 도복에 안정적이지 못하는 등 열악형질이 발견되었다. 약배양을 통해 조기에 육종목표를 달성하고자 할 경우에 segregation distortion이 발생하여 편의된 변이가 발생할 수 있고 파악되지 못한 형질 특성이 나타날 수 있음을 고려하여 신중하게 목표에 접근하여야 할 것으로 생각한다.

‘중모1008호’는 내냉성이 강한 조생종 품종육성을 위하여 1999/2000 동계에 국립식량과학원 벼맥류부에서 줄무늬잎마름병에 저항성이면서 밥맛이 좋은 ‘익산451호’를 모본으로 하고 조생종이면서 내냉성인 ‘상주21호’를 부본으로 인공교배하여 계통육종법에 따라 육성하였다. ‘중모1008호’는 북부평야지 및 중산간지, 남부고랭지, 동해안 북부해안지 보통기 보비재배에서 평균 출수기가 7월 27일로 ‘오대벼’보다 3일정도 빠른 조생종이다. 간장은 73 cm로 ‘오대벼’보다 약간 크며, 주당수수는 13개이고 수당립수는 ‘오대벼’에 비해 많으며 등숙비율이 91.1%로 높고, 현미천립중은 23.0 g이다. 노화묘 늦심기에서 위조현상이 나타나지 않았으며 성숙기 하엽노화가 늦고 수발아는 ‘오대벼’보다 잘되는 편이다. 유묘기 내냉성은 ‘오대벼’와 비슷하나 임실률은 다소 떨어지는 편이다. ‘중모1008호’는 도열병과 줄무늬잎마름병에 강한 반응을 보이나 흰잎마름병(K1～K3)과 바이러스병에 약하고 벼멸구, 애멸구 등 해충에 대한 저항성은 없었다. ‘중모1008호’의 쌀은 심복백이 거의 없고 투명하며 외관 품위가 양호하고, 쌀수량은 보통기 보비재배에서 5.60 MT/ha로 ‘오대벼’보다 3% 증수되었다.

벼줄무늬잎마름병은 애멸구에 의해 매개되며 우리나라, 일본, 중국 등 동아시아 지역에서 벼에 가장 많은 피해를 끼치는 바이러스병이다. 벼 줄무늬잎마름병 저항성 유전자는 6번 염색체에 존재하는 Stv-a 유전자와 11번 염색체에 존재하는 Stv-b 유전자 및 Stv-b 유전자의 복대립 유전자형인 Stv-bi 등이 알려져 있다. 단일유전자에 의한 저항성의 경우 바이러스 집단의 변화, 저항성 유전자의 기능소실 등에 의해 저항성의 붕괴가능성이 제기되면서 기존의 유전자 이외의 저항성 유전자를 추가 탐색하는 노력이 진행되고 있다. 본 연구는 국내 통일형 품종 및 국외 도입 유전자원을 중심으로 총 155 품종에 대한 저항성 생물검정과 기존에 개발된 Stv-bi 유전자 영역을 분자마커를 이용한 유전자형 검정을 통해 신규 유전자를 포함하는 저항성 자원을 선발함을 목적으로 수행하였다. 분자마커를 이용한 유전자원의 군집분석 결과 크게 2개의 군으로 분류되었으며 이는 또한 InDel 7에 의한 유전자형 구분결과와 일치하였다. 그 중 Daw dam 등 6품종은 InDel 7 marker에 의한 유전형 분석결과에서 감수성 allele을 나타내었으나 RSV 생물검정에서는 유전형과 반대인 저항성을 나타내어 InDel 7 marker로서 구분이 불가능 한 것으로 나타났으며 ST10에 대한 유전형에서도 감수성 allele을 나타내었다. 따라서 이들 6품종은 11번 염색체에 존재하는 Stv-bi 유전자가 아닌 다른 유전자에 의해 저항성을 나타낼 가능성이 높은 것으로 추정되었다. 이들 품종은 향후 유전분석과 유전자지도작성을 통하여 신규 유전자 여부 확인을 위한 좀 더 상세한 검토가 필요한 것으로 생각되며 향후 저항성 증진 또는 저항성 붕괴에 따른 대책으로 gene pyramiding등에도 이용 가능할 것으로 판단된다.

벼 줄무늬잎마름병 저항성 유전자 및 연관 DNA 마커 탐색을 위하여 줄무늬잎마름병에 저항성인 통일형 품종인 신광 벼 이용 여교잡 집단을 육성하였다. 줄무늬잎마름병 저항성 유전자에 대한 QTL을 분석한 결과 11번 염색체에 위치하는 SSR 마커 RM6897이 탐색되었으며 전체 표현형 변이의 44.2%를 설명하였다. DNA 마커 RM6897은 여교잡 집단에서 생물검정과 유전자형이 일치하였다. 또한 자포니카 품종들에서 저항성 27품종과 감수성 23품종에 대해

The purpose of this study is to investigate an occurrence rate of rice stripe virus disease under different rice transplanting time and different rice cultivars. After final harvest, the yield of rice infected by rice stripe virus was obtained on Wangchal cultivar compared to uninfected rice. The results obtained as following: 1) Yield of rice infected by rice stripe virus was decreased by 64% with reduction of culm length, pancile length, number of spike, number of spikelet, and grain filling compared to uninfected rice, 2) An occurrence rate of rice stripe virus disease under different rice planting season was high as order of May 30 > June 15 > July 1. In additional, to reduce a rice stripe virus disease on higher disease occurrence region and susceptible cultivars, rice planting season will be accepted on and after June 15, and 3) Eighteen cultivars were resistance cultivars such as Hwayeongbyeo, Onnuri, Ilmibyeo, Nampyongbyeo, Dongjin2ho, Hopumbyeo, Hwangkeumnuri, Malgeumi, Saenuri, Pungmi1ho, Haechanmulgyeo, Hwangkeumnodeul, Chilbobyeo, Dongjinbyeo, Younganbyeo, Junambyeo, Samkwangbyeo, and Nakdongbyeo. Twenty-one cultivars were susceptible cultivars such as Odaebyeo, Unkwangbyeo, Shinungbong1ho, Manabyeo, Hopyongbyeo, Borami, Damibyeo, Hwangchalbyeo, Sulgengbyeo, Nongrim6ho, Sasanishigi, Yunishigari, Chungmubyeo, Dongjin1ho, Huknambyeo, Guromy, Shanghehanghulna, Heukchalbyeo, Heukhwangbyeo, and Aranghwangchalbyeo.

"조광" 은 밀양187호와 YR21113-B-B(삼백벼/그루벼)를 교배하여 육성된 소득작물 전 후작에 적응하는 조생종 신품종으로 주요특성을 요약하면 다음과 같다. 1. 조광은 영남지역 만기재배에서 평균 출수기가 8월 29일로 표준품종인 금오벼 보다 2일정도 빠른 조생종 품종이다. 간장은 63 cm로 금오벼보다 3 cm 짧으며, 수장, 주당수수 및 수당립수는 금오벼와 비슷하며, 등숙비율은 87.6%로 금오벼보다 높고, 현미 천립중은 금오벼보다 약간 무거운

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.