벼멸구에 감수성이며 고품질인 ‘황금누리’와 벼멸구 저항성 유전자 Bph18을 가지고 있는 SR30071-3-7-23-6-1-1-1계통을 교배하여 전통육종법과 분자육종법을 활용하여 새로운 벼멸구 저항성 계통을 선발하여 병해충 저항성과 농업형질을 조사 수행하였다. 1. 20개체의 F1을 양성하여 F2 1,200개체를 포장에 전개하 였다. 포장에서 선발된 개체에 대해 실내미질선발을 수행하여 23개체의 F3를 공시하였으며 벼멸구 유묘검정, 도열병 밭못자 리검정, 흰잎마름병 K1 균계 접종검정을 실시한 후 F4 세대 를 거쳐 100계통을 F5 세대로 공시하였다. 2. F5 세대에서 DNA 마커 검정으로 100계통 중 Bph18은 92계통, Xa3는 96계통, Stv-bi는 98계통에서 저항성 유전자가 확인되었다. 생물검정에서는 100계통 중 벼멸구 유묘검정은 94계통이 저항성을, 흰잎마름병 K3 균계검정은 27계통 및 73 계통이 각각 저항성 및 중도저항성 반응을 보였다. 3. F5 세대 100계통 중 주요 농업적 형질이 우수한 11계통 을 생산력검정시험에 공시하였고, 보통기 보비재배에서 농업 형질이 양호하고, 수량이 높으며 병해충 저항성을 보이는 우 량한 4계통을 선발하여 이삭모양과 초형이 우수하며 출수기는 중만생종이며, 간장이 작고 수량이 높은 HR28011-1-2-3을 ‘익 산562호’로 계통명을 부여하였다. 본 실험에서 육성한 ‘익산562호’는 지역적응성 평가를 통한 품종화를 추진 중이며 벼멸구 및 기타 주요 병해충에 복합저 항성 벼품종육성을 위한 유전자원으로 활용되기를 기대한다.

In the previous study, the effect of orange-eyed color on mating of BPH was not clearly occurred, and the mating preference and multiple mating of female were cautiously suggested. To understand about the BPH female mate selection in the male-male competition-free conditions and the point of time for multiple mating, we designed four different combinations of the mate choice test with one virgin orange-eyed female (org/org) and two male BPH adults, orange-eyed male (org/org) and homozygous normal-eyed male (+/+). We gave the four different mating chances to female by the order of incubation (the first male and the following second male) and the incubation time (one day and days on end) of the second male. The distribution of the eye-color phenotype in F1 progeny and their hatching-order were observed in each mating combination. In the results, fourteen females out of twenty in four combinations produced progenies in accordance with mating chance priority of the first male, while three females of one combination selected the second male as a gamete. Interestingly, in three females of one combination with the continuous incubation of the second male, after eggs fertilized by the first male were continuously produced and then egg-laying was finished, progenies of the second male were started to be produced. From these results, it was suggested that mating order determines egg-laying order of female and the second mating of female would be occurred when sperm of the first male was almost exhausted in the reproductive organ.

살충제의 체계적 처리에 의한 벼멸구 개체군밀도억제 가능성을 검토할 목적으로 실내와 폿트에서 buprofezin과 isoprothiolane의 벼멸구 밀도억제에 관한 몇 가지 특성을 조사하였다. 두 약제 모두 처리농도에서 약충의 발육기간에는 영향을 미치지 않았으나 buprofezin을 약충에 처리했을 경우 그로부터 우화한 성충의 수명이 짧아졌으며, 그 효과는 유영약충에 처리했을 때 더 강하게 나타났다. 폿트에서 buprofezin 2G의 약효지속기간은 약 30일 정도였으며 그의 밀도억제효과는 유영약충의 대다수인 개체군에 처리했을 때 개체군밀도변동상황에 있어서 낮은 밀도수준을 유지할 수 있었다. Isoprothiolane 12G의 개체군밀도억제효과는 약처리당시의 유영약충 비율과 밀접한 관계가 있었던 바, buprofezin의 7월중 처리는 개체군년영분포가 유영약충으로 편중되도록 유도하여 목벼열병방제시 처리하는 isoprothiolane의 벼멸구방제효과를 증대시킬 수도 있을 것으로 생각된다.

유묘(幼苗)의 저항성반응(抵抗性反應)은 추청(秋晴)벼가 생태형교잡종(生態型交雜種) 모두에 감수성(感受性)이었고, 청청(靑靑)벼는 생산형(生産型) , 밀양63호(密陽63號)는 생태형(生態型)에 감수성(感受性)이었다. 청청(靑靑)벼와 밀양63호(密陽63號)는 생태형(生態型)과 우에 중간성(中間性)이었다. 식이(食餌) 및 산란선호성(産卵選好性)은 추청(秋晴)벼에서 생태형(生態型) 교잡종(交雜種) 모두 높은 선호율(選好率)을 보였고, 청청(靑靑)벼에는 생태형(生態型) , 밀양63호(密陽63號)에는 생태형(生態型) 이 높은 선호율(選好率)을 나타냈다. 모든 생태형(生態型) 교잡종(交雜種)의 섭식량(攝食量)은 추청(秋晴)벼에서 많았으며, 청청(靑靑)벼에는 생태형(生態型) , 밀양63호(密陽63號)에는 생태형(生態型) 의 섭식량(攝食量)이 많았다.

This experiments were carried out to know the response to Brown Planthopper(BPH) resistance genes at rice seedling stage using Biotype 1 for develoment of resistant cultivars. Varieties with Bph1, Bph3 and Bph18 genes showed a very strong resistance response, Bph2, Bph6, bph7 and Bph9 genes exhibited moderate resistance. bph5 and bph8 gene retention varieties and Nampyeongbyeo showed a very weak sensitivity in response to BPH. After 72 hours, Nampyeong(no gene) and IR72(Bph3 gene) were showed a feed-preference 690% and 0%, respectively. Results of Antixenosis and seedling resistance response to BPH were grouped into similar by specific resistance genes. Ten days after inoculation, BPH survival rate of vareities with resistance genes were below 30%, whereas Nampyeongbyeo was more than 70%. The results showed that Bph3 and Bph18 genes are highly resistant response against BPH, these genes are very useful for improve the rice cultivars with various resistance genes

작물학적 특성을 신속히 보완하며 확충할 수 있는 이점을 가지고 있는 돌연변이 육종을 통해 육성된 유용형질발현 돌연변이계통들의 다양한 작물학적 특성과 병해충 저항성은 유용한 유전자원으로 평가되고 있으며, 병해충 저항성에 대한 돌연변이 계통의 유용형질들을 교배를 통해 고품질 벼의 보완을 위해 이전하는 것이 용이하다. 농촌진흥청 국립식량과학원에서는 국내 육성 자포니카 벼 품종인 남일에 EMS를 돌연변이원으로 활용하여 도열병 및 벼멸구 저항성 돌연변이 후대계통인 Namil(EMS)-bl10,bph1를 육성하였다. 염색체 상에 Namil(EMS)-bl10,bph1의 도열병 및 벼멸구 저항성에 관련된 유전자좌위를 표지하기 위해 Namil(EMS)-bl10,bph1 x 밀양23호로부터 유래한 F2 97 개체로부터 도열병과 벼멸구에 대한 저항성을 검정하고 60개 SSR 마커의 유전자형을 검정하여 연관성분석(association analysis)을 수행하였다. 분자마커의 유전자형과 저항성 간의 연관성분석 결과, Namil(EMS)- bl10,bph1 의 도열병 및 벼멸구 저항성에 관여하는 주동유전자위는 12번 염색체 중단의 RM1337 및 RM0277에 각각 표지 되었다.

기상조건의 변화로 우리나라에 벼멸구의 발생이 점차 증가하며 피해가 커지고 있다. 다양한 벼멸구 저항성 유전 자를 가진 벼 품종의 육성이 필요하다. 본 연구는 Marker-assisted Selection(MAS)을 통한 벼멸구 저항성 유전자 Bph3 보유 벼 품종 육성을 위해 Bph3 연관마커 탐색을 수행하였다. 각각 서로 다른 벼멸구 저항성 유전자를 가진 9개 품종의 DNA를 추출한 후 6번 염색체의 Bph3 유전자 인근의 8개의 SSR 마커를 가지고 PCR을 수행하였다. 8개 SSR 마커중 bph4를 제외한 나머지 유전자와 다른 위치의 밴드를 나타내는 RM586이 가장 적합한 마커로 판단되었 다. 선발된 RM586의 MAS 능력을 검정하기 위해 벼멸구에 감수성인 벼 품종 새누리와 Bph3 유전자를 보유한 저항 성 벼 품종 BG367-2를 교배하여 F1을 육성하였고 다시 새누리를 반복친으로 여교배 하여 BC1F1 80개체를 얻었다. 80개체를 벼멸구 저항성 검정 결과 1:1의 저항성과 감수성 분리비를 보였으며, 이들 개체의 DNA를 분리하여 RM586 마커로 PCR 후 전기영동 했을시 저항성 개체와 감수성 개체는 서로 다른 크기의 밴드를 형성 하였다. RM586로 생성된 PCR 산물의 크기는 2% agarose gel로 쉽게 분석이 가능하다. 따라서 RM586은 Bph3 유전자를 가 지는 벼멸구 저항성 품종 육성에 MAS를 사용하는데 적합한 마커로 확인되었다

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

BPH(Brown planthopper, Nilaparvata lugens Stål) is a major insect of rice and give a lot of damages around Korea, Japan and East-West Asia. BPH often causes heavy losses of up to 60% of rice crop yields in susceptible cultivars. Especially, increase of the environmental friendly cultivation in South Korea has caused the outbreak of BPH rapidly. But few resistant varieties in Korea have known until now. Utilization of R genes in breeding programs has been the most effective and economical strategy for controlling insect resistance. It is reported that Bph1 gene is located on a long side of chromosome 12 and linked to bph2 among reported 18 R genes. BPH resistant "Iksan529" was derived from a cross between HR22538-GHB-36-4(bph2) and Iksan471 at Department of Rice and Winter Cereal Crop, NICS, RDA. Culm length of Iksan529 is 74cm and it shows moderate resistance to blast, and wide spectrum resistance to bacterial blight pathogen(K1, K2, K3) and stripe virus. Especially, Iksan529 was identified bph2 gene using KPM2(co-dominant CAPS marker) and KPM4(resistant-associated marker). When Iksan529 seedling were infested at 2nd and 3rd instar stages of BPH nymphs(Bio-type 1), it showed resistance at one month after infest. Iksan529 will be tested local adaptability for 3 years and deveoped for environmental friendly cultivation.

Brown planthopper (BPH) is a major insect pest of tropical indica and temperate japonica rice in Asia and Africa. A major BPH resistance gene, Bph18 derived from IR65482-7-216-1-2 has been fine mapped on chromosome 12 and confers strong resistance to the Korean biotype of BPH. The Bph18 gene is tightly linked to the STS marker, 7312.T4A and is non-allelic to previously reported resistance genes present on chromosome 12. The Bph18 gene has been transferred into two elite japonica cultivars (Jinbubyeo and Junambyeo) background through marker-assisted backcross breeding (MAB) strategy. Foreground selection using STS markrs linked to the Bph18 gene in advanced backcross progenies confirmed homozygous marker alleles associated with BPH resistance. Background selection of the breeding lines with 260 simple repeat (SSR) markers revealed rapid conversion toward recurrent parent genotypes with less donor chromosomal segments (5.3-16.7%). Major agronomic traits of the progenies were analyzed and some breeding lines have agronomic traits comparable to the recurrent parent. One breeding line (S.523) with multiple-resistance to BPH and major diseases, desirable agronomic traits and grain quality has been recommended for regional testing in Korea. MAB is the suitable strategy to incorporate new genes into susceptible japonica to develop elite breeding lines.

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