역병(Phytophthora capsici)과 세균성점무늬병(Xanthomonas euvesicatoria)에 복합저항성인 핵유전형 웅성불임계(Genic male sterile line, GMS)를 육성하기 위하여 역병 저항성 핵유전형 웅성불임계에 역병-세균성점무늬병 복합저항성 계통을 교배하여 작성한 조합의 와 세대에 대하여 두 가지 병에 대한 저항성 선발을 실시하였다. 역병 저항성은 잘 알려져 있는 KC294(CM334)와 KC263(AC2258)에서 도입하고, 세균성점무늬병 저항성은 KC47(PI24467)에서 도입되었다. 역병에 고도의 저항성을 지닌 GMS 계통이 얻어졌으며, 이들은 세균성점무늬병에도 양적으로 저항성을 나타낼 것으로 기대된다.

선발에 의하여 얻은 벼 흰빛잎마름병균 Xanthomonas oryzae의 Streptomycin 내성균에 대하여 병원성, 배지내에서의 생장량 및 자외선 감수성에 대한 변이성을 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. (1) SM 내성균은 Wase-Aikoku-3, Rant Emas-2 황옥 및 Kimmase의 4개 판별품종에 대한 병원성 비교에서 75-6의 내성균주가 황옥에 대하여 감수성 반응이 모균과 달리 중정도의 저항성을 나타내었다. 2) SM-내성균은 정상배지에서 모균보다 약간 높은 생장량을 보였고 100ug/ml Agrepto 첨가 배지에서는 접종후 60시간까지 생장이 조지되었으나 70시간 이후에는 모균의 생장량을 능가하였다. (3) SM-내성균은 254mu 파장의 자외선 조사에서 모균과 동일한 감수성을 나타내어 내성인자는 안정된 것으로 생각되었다.

‘Manbaek’ is a bacterial blight resistant mid-late maturing rice cultivar with high grain quality. ‘Manbeak’ was derived from anther culture using the backcross combination, Hopum*2/SR30075. ‘Hopum’ is a mid-late maturing rice cultivar with high grain quality and ‘SR30075’ is a pyramid line carrying three bacterial blight resistance genes. ‘Manbaek’ was selected through the pedigree method, yield trials, and local adaptability tests. ‘Manbeak’ carrying two bacterial blight resistance gene Xa3 and xa5 showed high-level and broad-spectrum resistance against bacterial blight. ‘Manbaek’ was resistant to K3a, mostly virulent race in Korea, and exhibited resistance reaction against 16 Korean bacterial blight isolates. ‘Manbaek’ was a mid-late maturing rice. The heading date of ‘Manbaek’ was August 19th, which was 5 days later than that of ‘Nampyeong’. Manbaek’ was a lodging-tolerant rice with short culm and dark green leaf. Due to the low viviparous germination, ‘Manbaek’ could be a useful material to prevent pre-harvest sprouting. ‘Mabeak’ was resistant to bacterial blight and rice stripe virus, but susceptible to other virus diseases and insect pests. The yield of ‘Manbaek’ was similar to ‘Nampyeong’. ‘Manbaek’ showed excellent grain appearance and good tastes of cooked rice, so that it could contribute to improving the quality of bacterial blight resistant cultivars. ‘Manbaek’, bacterial blight resistant cultivar with high grain quality, is suitable for the cultivation at bacterial blight prone area and has been utilized in the breeding programs for enhancing the resistance against bacterial blight (Registration No. 6069).

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.

‘조평’은 고품질 조생종 품종육성을 위하여 2000/2001동계에 국립식량과학원 벼맥류부에서 조생종이면서 내냉성인 HR16683-46-3-1를 모본으로 하고 중만생종으로 줄무늬잎마름병과 흰잎마름병에 저항성인 HR18129-B-16-1-4를 부본으로 인공교배하여 F3이후부터는 계통육종법에 준하여 육성 선발하면서 주요 병해충, 내냉성 및 미질검정 등을 실시하였다. 2006년부터 2007년까지 생산력검정을 실시한 결과 조생종이면서 줄무늬잎마름병과 흰잎마름병에 저항성이고, 직립이면서 숙색이 좋은 ‘HR22799-66-3-2-5-2’ 계통을 선발하여 ‘운봉42호’로 계통명을 부여하고 2008년부터 2010년까지 지역적응시험을 실시한 결과 도열병, 줄무늬잎마름병 및 흰잎마름병에 강한 조생, 고품질 계통으로 우수성이 인정되어 2010년 12월 농촌진흥청의 농작물 직무육성 신품종 선정 심의회에서 특색 있는 품종으로 결정 조생종으로 평야지적응성이 있다는 의미로 ‘조평’으로 명명하여 중북부 평야지, 중산간지 및 남고냉지(경기, 강원, 경북, 충북, 전북)에 적응하는 품종으로 보급하게 되었다. 출수기는 북부평야지 및 중산간지, 남부고냉지, 동북부해안지에서는 평균 출수기가 7월 28일로 ‘오대벼’와 비슷한 조생종이다. 간장은 67 cm로 ‘오대벼’ 보다 약간 작다. 주당수수와 수당립수는 14개와 84개이다. 등숙비율이 94%로 높은 편이며, 현미천립중은 22.6 g으로 중소립종이다. 재배기간 동안에 위조는 나타나지 않았으며 성숙기 하엽노화가 늦다. 불시출수와 수발아는 ‘오대벼’ 보다 약간 잘되는 편이고, 춘천 내냉성 검정 결과 ‘오대벼’에 비해 적고는 비슷하고, 출수지연일수는 짧으나, 임실율은 낮은 편이다. 재배 포장의 도복은 ‘오대벼’와 비슷하다. 도열병, 흰잎마름병(K1 ~ K3)과 줄무늬잎마름병에는 저항성이나 오갈병 및 검은줄오갈병에는 약하며, 벼멸구 및 애멸구에 대한 저항성은 없다. 쌀은 심복백이 없이 맑고 투명하며, 아밀로스 함량은 19.9%로 ‘오대벼’ 보다 낮으나 단백질 함량은 6.5%로 ‘오대벼’ 보다 높다. 도정율과 밥맛은 ‘오대벼’와 거의 비슷하다. 쌀수량성은 9개소의 보통기 보비재배에서 평균 쌀수량이 5.67 MT/ha으로 ‘오대벼’에 비하여 8% 증수되었고, 소득후작재배에서는 평균 쌀수량이 4.88 MT/ha으로 ‘금오벼’에 비하여 25% 증수되었다.

벼흰잎마름병은 국내에서 가장 주요 병해 중 하나이다. 벼흰잎마름병 저항성유전자 xa5는 국내 흰잎마름병 레이스에 광범위 저항성을 보인다. 2010년 국립식량과학원 기능성작물부에서는 벼흰잎마름병 저항성 유전자 xa5를 가진 벼 신품종 ‘신백’ 육성하였다. ‘신백’은 고품질 복합내병성인 ‘익산469호’를 모본으로 사용하고, 흰잎마름병 저항성유전자 xa5를 가진 계통 HR23966-22-1-2를 부본으로 사용하였다. ‘신백’의 출수기는 보통기 보비재배에서 8월 11일로 ‘남평벼’보다 5일 빠른 중생종이다. 간장은 76 cm로 단간이며 수수가 적고 수당립수가 많으며, 등숙율은 남평벼보다 낮은 편이다. ‘신백’은 흰잎마름병 검정에서 K1, K2, K3및 K3a에 강하였고, 바이러스병인 줄무늬잎마름병에 강하다. 잎도열병은 중정도 저항성이며, 목도열병은 이병율이 낮은 편이다. ‘신백’은 쌀의 심복백이 없으며, 아밀로스함량과 단백질 함량은 ‘남평벼’와 비슷한편이고, 도정특성 및 완전미율은 남평벼보다 약간 낮은 편이다. ‘신백’의 쌀수량은 보통기 보비재배에서 5.75 MT/ha, 이모작 재배에서 5.49 MT/ha, 만식재배에서는 5.18 MT/ha이였다.

Near-isogenic lines (NILs) carrying bacterial blight resistance genes (Xa4, xa5 and Xa21) were developed in japonica rice using Suweon345 as genetic background. NILs were selected by gene specific DNA markers and inoculation of K1 or K3a race. NILs conferring Xa4 were resistant to K1, K2, K3, and moderately resistant to K3a. NILs conferring xa5 were resistant to K1, K2, K3, and K3a. NILs having Xa21 were susceptible to K1, while resistant to K2, K3 and K3a. Target genes of NILs with the genetic background of Suweon345 were also confirmed by using eleven Philippines races and International Rice Bacterial Blight (IRBB) NILs carrying Xa4, xa5 and Xa21. All NILs had no significant difference from their recurrent parents in the major agronomic traits except for panicle length and brown rice 1,000 grain weight. Heading date of NILs ranged from Aug. 10 to Aug. 11, which was similar to that of recurrent parent, Suweon345. Culm length, number of grains per panicle and ratio of ripened grain of NILs were similar to those of Suweon345. Milled rice of NILs was ranged from 4.82 to 4.93MT/ha. These NILs will be useful for improving resistance to K3a race of bacterial blight pathogens in Korean japonica cultivars.

Korean Japonica resistant rice cultivars mainly posses one of the genes, Xa1 or Xa3 for BB resistance. These resistance genes are becoming susceptible to K3a, resulting in the breakdown of resistance of Japonica cultivars. Especially, glutinous rice cultivars exhibit high susceptibility to bacterial blight(BB) in Korea. This study was carried out to develop glutinous Japonica near-isogenic lines(NILs) conferring useful single gene such as Xa2, Xa3, xa5, Xa21, etc. Six NILs conferring Xa2, Xa3, xa5, xa8, Xa14 and Xa21 genes were developed. Six NILs with Sangjuchalbyeo genetic background were selected by DNA markers and inoculation of K1, K2, K3 and K3a race. NILs having Xa14 was resistant to K1 and susceptible to K2, K3 and K3a. NILs with Xa2 and xa8 was resistant to K1, K2 and susceptible to K3 and K3a. NIL with Xa3 was resistant to K1, K2, K3, but susceptible to K3a. NIL with xa5 was resistant to K1, K2, K3, and K3a. NIL having Xa21 was susceptible to K1, while resistant to K2, K3 and K3a. Identification of xa5 and Xa21 genes were carried out by STS markers. Heading date of NILs ranged from Jul. 31 to Aug. 6. Culm length, No. of grains per panicle and ratio of ripened grain of NILs were a little different to those of Sangjuchalbyeo. Milled rice of NILs were ranged from 437kg/10a to 463. Agronomic traits of NILs containing Xa2, Xa3, xa5, xa8, Xa14 and Xa21 were similar or a little different to those of recurrent parent. These NILs would be useful to develop durable resistant glutinous varieties in Korea.

This study was conducted in 2002 and 2003 to investigate variation on rice quality associated with cooking, and eating qualities under the three different fertilizer levels, none fertilizer level(N-P2O5-K2O=0-0-0kg/ha ), ordinary fertilizer level(N-P2O5-K2O=1l0-45-57kg/ha ), and heavy fertilizer level(N-P2O5-K2O=180-90-110kg/ha ). The eight resistant near-isogenic lines(NILs) for bacterial blight in rice were examined for grain appearances, several physicochemical properties, and palatability value measured by Toyo taste meter. Significant variations in NILs(V), Years(Y), and VxY interaction were recognized in grain length and palatability value under the none fertilizer cultivation, in grain width under the heavy fertilizer cultivation, and in white belly ratio under the three different fertilizer cultivations, respectively. According to increase the fertilizer application rate, variation in grain length and grain width were not significant, but grain thickness was thinner under the ordinary and heavy fertilizer cultivations than under the none fertilizer cultivation. On the other hand, white belly ratio, protein content and Mg/K ratio increased, while amylose content and palatability value lowered. Alkali spreading value lowed under the heavy fertilizer cultivation than under the none and ordinary fertilizer cultivations. Palatability value was significantly low in the line carrying XalJ than in the other lines under the ordinary fertilizer cultivations.

우리나라 자포니카 품종의 흰잎마름병 저항성 유전자와 연관된 마커를 탐색하기 위하여, 밀양121호, 밀양123호 및 HB10624-AC5 등을 교배친으로 한 두 조합의 약배양 계통을 재료로 흰잎마름병 저항성 유전자(Xa-1 and Xa-3)와 DNA 마커간의 연관분석을 통하여 유전자 지도를 작성하고자 수행하였던 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. K1 균주에 대한 흰잎마름병 저항성 검정결과, 밀양121호/HRl1650-1-4-2에서는 저항성과 감수성이 1:1로 분리하였으며, 밀양123호/HR10624-AC5 조합의 K1 및 K3 균주에 대한 검정결과는 각각 3:1과 1:1로 분리하여 이론치에 합당하였다. 2. 교배친에 대하여 DraI. HindIII, EcoRI, EcoRV, PstI등 5가지 제한효소에 대한 다형현상을 검정한 결과, RZ590, RG303, RZ536 등 3개의 마커가 다형현상을 나타내었다. 3. 흰잎마름병 포장저항성 검정결과와 RFLP 마커와의 연관분석 결과 Xa-1 유전자는 RZ590과 4번 염색체 상에서 3.1 1.5 cM으로 연관되어 있었으며, Xa-3 유전자는 Rz536 및 RG303과 11번 염색체 상에서 각각 7.6 2.3 및 16.0 3.2 cM으로 연관되어 있었다. 4. 11번 염색체 상에서 Xa-3와 Rz536 및 RG303은 "Xa-3-RZ536-RG303" 순으로 위치하였다.순으로 위치하였다.

수도 흰잎마름병(Xanthomonas campestris pv. oryzae) 병원세균(K1)의 조직내에서의 증식과 이동 그리고 수공을 통해 추출되는 병원세균의 농도를 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 저항성 품종에서는 접종 3일후에 약 103 cfu/cm2 로 12일까지 큰 변화가 없었으나 리병성 품종에서는 접종 6일에 약 104 cfu/cm2 에서 접종 12일에는 약 108-109cfu/cm2 로 계속 증식하였다. 2. 병원세균의 접종부위로부터 상, 하향 이동속도 및 증식속도는 상향이동이 약간 빠른 경향이었으며 리병성 품종에서 빠른 증식과 이동속도를 보여 저항성과 밀접한 관계가 있었다. 3. 병원세균의 증식 및 이동은 생육시기에 따른 차이는 없었다. 4. 감염된 잎의 수공을 통해 나오는 병원세균의 농도는 조직내에서 병원세균의 증식 및 이동과 일치하였으며 저항성과도 밀접한 관계가 있었다.