김치가 세계 5대 건강식품으로 선정되어 세계인의 주목을 받게 되면서 갓의 수요도 점점 증가하고 있어 다양한 갓품종의 육성이 절실히 요구되는 실정이다. 그러나 아직 품종보급 체계가 미흡하여 자가 채종에 의한 자식약세현상, 순도저하, 상품의 불균일 등의 문제점이 발생하고 있다. 본 실험에서는 갓의 F1 품종 육성체제를 갖추기 위하여 유전자원으로 수집한 갓의 순계분리와 자식계통의 육성, 웅성불 임인자의 도입을 통하여 고품질의 갓을 육성하기 위하여 각 조합을 공시하여 조합능력을 검정하고(인도자사이×고흥담양)조합과 (분리 MS 유기계-MS910×일본 적자색갓 8×강화갓 9) 분리계 조합이 우수하다고 판단되어 양친으로 선발하였다. PCR(Polymerase Chain Reaction)과 염기서열 분석을 통해 CMS type을 확인해 본 결과, MS계통 MSLS와 MSLC는 갓에서 보고된 orf263, orf220 및 orf288 CMS 유전자를 미토콘드리아 DNA에 포함하고 있는 것으로 나타났다. 최종적으로 생산력검정 및 농가 실증시험을 실시하였다.

칠성초에 역병 저항성을 도입한 칠복1호에 베트남 도입 풋마름병 저항성 계통을 교배하여 육성한 및 에서부터 및 까지 역병-풋마름병 복합 저항성 선발을 2009년도와 2010년도에 걸쳐 수행하였다. 매 세대 역병을 접종하여 저항성을 평가하여 선발하고 선발개체에 풋마름병을 접종하여 감염되는 개체는 도태하였다. 역병에 대한 저항성은 선발과 함께 현저히 향상되었으며, 선발계통들은 역병 저항성으로 판매되고 있는 교배종 '무한질주'와 비슷한 수준의 저항성을 나타내었다. 선발개체를 칠복CMS-A라인에 교배를 하여 의 임성을 보고 화분친의 CMS-Rf유전자형을 검정하였다. 대부분Nrfrf로 고정되고, 칠복 KC995, 칠복 KC1009 조합의 일부 개체가 이형(heterozygote) 상태인 것으로 확인되었다.

We characterized the resistances such as to waterlogging, Phytophythora and viruses in hybrids between Italian and Korean mother lines and screened them for complex resistances and agronomic traits to select elite multi-resistant lines for hybrid breeding. Resistance to waterlogging was selectable due to diversity of the resistance. Phytophythora resistance introduced from Italian lines could also be combined with resistance to other diseases and restoration abilities from cytoplasmic male sterility that has been maintained in Korean varieties.

연초(N. tabacum L.)의 세포질 웅성불임 F1 식물체와 N. africana의 종간교배에 의한 웅성불임 반수체식물의 육성 및 특성을 조사한 결과는 다음과 같다. 1. (CMS NC82 burley 21) F1 과 N. africana의 종간교배에 의한 세포질 웅성불임 반수체 식물의 출현빈도는 삭당 0.5주로 나타났다. 2. 종간교배으로 얻은 웅성불임 반수체식물 중 잎과 줄기의 색이 green(황색종)과 yellow(버어리종)의 분리비는 3 : 1로 나타났다. 3. 반수체 식물 중 잎과 줄기의 색이 yellow(버어리종 type)인 개체에 TMV저항성을 검정한 결과 저항성과 이병성의 비는 1 : 1로 나타났다. 4. (CMS MC82 Burley 21)F1 과 N. africana의 종간교배으로 세포질 웅성불임 isogenic Burley 21 반수체 식물의 육성이 가능하였고 이 반수체 식물의 염색체를 배가함으로써 여교배육종법에 비하여 조기에 세포질 웅성불임 Burley 21을 육성할 수 있을 것으로 생각된다.

우리나라 japonica형 품종을 배경으로 육성된 12개 웅성불임계통과 12개 임성회복계통들의 수량에 대한 조합능력을 조ㆍ중ㆍ만생군별로 검토하고 이들간 일대잡종들의 잡종강세정도와 미질특성을 검정한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 공시된 웅성불임계통 중 오대벼 A, 화성벼A, 이리 386벼, 낙동벼 A, 팔굉 A와 임성회복계통중 오대벼 R, 호성벼 R, 이리 386 R, 팔굉 R, 화청벼 R 등의 수량에 대한 조합능력이 우수하였다. 2. 웅성불임계통과 임성회복계통간의 일대잡종에서 수량에 대한 heterobeltiosis는 조생군에서 -17%～15%, 중생군에서 -4～22%, 만생군에서 -46%～30%였다. 3. 일대잡종에서 수량에 대한 standard heterosis는 조생군에서 표준품종 화진벼에 대해 0～26%, 만생군에서 표준품종 화정벼에 대해 -38～26%였다. 4. 잡종강세정도가 정인 조합군에서는 수당영화수, 수수 등이 수량과 상관이 높았고, 부인 조합군에서는 임실율, 천입중 등이 수량과 상관이 높았다. 5. 공시된 일대잡종벼의 amylose 함량은 대부분조합에서 20% 미만이었고, 알칼리붕괴도, 심복백, 투명도, 장폭비 미질 관련 형질도 양호하였다.

우리나라 japonica 벼의 일대잡종을 다양하게 육성할 목적으로 세포질 유전자적 웅성불임인 BTCMS에 대한 임성회복력이 있는 계통 AR-3을 교잡하여 그 F1을 모본으로 하고 조ㆍ중ㆍ만생의 한국 japonica형 벼 4품종씩을 교본 반복친으로 5회 backcross하여 우리나라 벼 품종 배경의 우엉불임 계통과 임성회복계통을 육성하고 이들의 주요 작물학적 특성을 각각의 반복친과 비교한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 우리나라 japonica형 품종의 배경을 갖는 세포질 유전자적 웅성불임계통을 조ㆍ중ㆍ만생군으로 각각 4개씩 도합 12계통 육성하였으며, 동일한 품종의 배경을 갖는 임성회복계통친도 조ㆍ중ㆍ만생군으로 각각 4개씩 12계통 육성하였다. 2. 육성된 웅성불임계통은 조중군에서 소백벼 A, 오대벼,A, 관악벼A, 대성벼A, 중생군에서 화진벼A, 팔달A, 수원 224A, 이리 386A, 만생군에서 낙동벼A, 팔굉A, 화청벼A 및 밀양 97A 등으로 명명하였다. 3. 육성된 임성회복계통은 조생군에서 소백벼R, 오대벼R, 팔달R, 수원 224R, 이리 386R, 만생군에서 낙동벼R, 팔굉R, 화청벼R 및 밀양 97R 등으로 명명하였다. 4. 육성된 웅성불임계통들은 반복친(불임유지친)에 비하여 간장이 단축되는 경향이었으나 출수기, 수장 및 수량구성요소 등은 대체로 비슷하였다. 5. 육성된 임성회복계통들은 반복친과 비교하면 대체로 간장, 수장, 수량구성요소 및 수량의 차이가 없었다.

우리나라 수도품종을 배경으로 한 유전적 자성불임 계통에 우리나라의 재배 품종을 교잡시켜 11개의 일대잡종을 육성하고 이들의 수량, 수량구성요소, 출수기, 잎도숙병반응 및 미질 등을 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 일대잡종들의 수량에 관한 평균 heterosis, he-terobeltiosis 및 standard heterosis는 각각 15.2%. 8.7% 및 17.9 %였다. 2. 수량구성요소 중 주당입수의 잡종강세가 현저하였다. 3. 일대잡종들의 출수기는 양친들과 비슷하였다. 4. 일대잡종들의 잎도숙병반응은 양친 중 저항성이 큰 친의 반응과 같았다. 5. 11개 일대잡종벼의 단백질함량은 10.4∼11.1%, amylose 함량은 20.5∼22.5％였고 알카리붕괴도는 높은 편이었으며 심복백 및 투명도는 양호하였다.

단순열성 유전자에 의한 GMS민 IR36ms에 가야벼, 남풍벼, 신광벼 및 수원 296 등 4개 한국 수도품종을 각각 4회 연속 Bulk로 교잡시킨 BC3 F2 에서 웅성불임 개체를 얻어서 여기에 각 반복친을 1회 더 Backcross시킨 BC4 F2 세대에서 웅성불임 개체들을 선별하였다. 여기에 각 반복친을 교잡시켜 4품종의 Msms 유전자형을 얻고 이를 다시 BC4 F2 에서 선발한 웅성불임 개체(msms)에 교잡시키므로서 가야벼ms, 남풍벼ms, 신광벼ms 및 수원 296ms를 육성하였다. 이들 4개 웅성불임 계통들의 주당수수, 수당영화수, 출수기 및 수장은 모품종과 차이가 있었으나 웅성불임 계통들의 간장은 모품종에 비하여 단축되었다. 동일한 웅성불임 유전자를 가진 GMS 계통도 반복친에 따라 자연교잡 정도의 현저한 차이가 있었다. 가야벼ms는 11.5%, 남풍벼 ms는 13.1%, 신광벼ms는 1.9% 그리고 수원 296ms는 12.7%의 자연교잡율을 나타내었다. 화분친으로부터 15~90cm 거리 내에서는 가야벼 mS 및 남풍벼ms의 자연교잡율의 거리에 따른 차가 인정되지 않았다.

우리나라 수도 품종을 배경으로 한 세포질적 유전적 웅성불임계통들에 우리나라 품종의 임성회복친을 교잡시킨 HR1619A/남풍벼, HR1619A/가야벼, HR1619A/계통234, 통일A/남풍벼, 통일A/청청벼, 수원296A/계통209, 수원296A/계통237, 수원296A/계통252 및 계통201A/계통234 등 9개 Hybrid를 육성하고 이들의 수량 및 수량 구성요소, 흰빛잎마름병 저항성 및 미질을 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1 공시된 9개 Hybrid들 중 계통201A/계통234, 통일A/남풍벼 및 HR 1619A/남풍벼 등 3개 Hybrid의 수량성이 높았는데 각각 우수친에 비해 36％, 17％ 및 10％의 증수(Heterobeltiosis)를, 표준품종인 청청벼에 비해 각각 19％, 17％ 및 14％의 증수(Standard Heterosis)를 보였다. 2. 공시된 Hybrid중 HR1619A/가야벼와 수원296A/계통237의 수량은 양친보다 낮았다. 3. 수량구성요소 중 수당입수의 잡종강세가 현저하였고 주당수수, 천립중 및 임실율의 잡종강세는 인정되지 않았다. 4. Hybrid의 흰빛잎마름병 저항성은 양친 중 강한친과 같은 반응을 보였다. 5. Hybrid들의 Amylose 함량은 20.8％∼24.7%였고 딘백질함량은 9.3％∼10.0％, 알칼리 붕괴도는 3.7∼7.0으로서 각각 양친품종과 비슷하였다.

중공의 CGMS (cytoplasmic-genetic male sterility)를 한국품종으로 이전하여 그들을 MS유지계통으로 쓸 경우 이들이 임성회복친과 교잡되어 발현될 것으로 기대되는 수중의 잡종강 세정도를 중공의 CGMS계통 및 그 유지계통들과의 잡종과 대비하여 조사검토하였다. 그 결과는 다음과 같이 요약된다. 1. 수량의 잡종강세는 heterosis(F1 /MP)로 표현하여 113~221.1% 전체평균 150.5%이었고 hetero-beltiosis(F1 /better p)로 표현하여 86.1~179.8%전체평균 125.3%이였다. 품종군별로는 중공계통들이 가장 높았는데 유지계통들은 MS계통들보다 높았다. 다음으로 높은 것은 임성회복친들이었고 한국품종으로 유지계통들은 가장 낮은 잡종강세를 보였다. 2. 수량구성요소별로 잡종강세를 heterobeltiosis로 표현해 보면 수수는 전체평균 92.7%로 감소되었고 수당입수는 120.0%로 증가했으며 임실율은 103.0%로 유의할만한 변화가 없었고 천립중은 112%로 증가하였다. 증수에 크게 기여한 수당입수와 천립중의 heterobeltiosis를 품종군별로 보면 수량의 그것과 비슷한 경향이었다. 3. 수량구성요소가 수량에 기여한 정도를 임성회복친별 교배조합군별로 검토하기 위하여 경노계수를 계산하였더니 밀양46, 수원294 및 수원287 조합 모두에서 다같이 수당입수가 0.8073~0..8649로 가장 컸고 다음은 천립중으로 0.2000~0.5032이었다. 4. 품종군별 잡종조합의 수량을 교배조합능력이라고 간주하고 이것을 전체평균에 대한 비율로 계산하여 비교했는데 임성회복친 중 밀양46과 수원294는 일반조합능력은 비슷하나 특수조합능력은 차가 있고 S. 287은 일반조합능력이 떨어진다. 유지계통별로는 중공의 유지계통이 가장 높았고 한국유지계통이 가장 낮았다. 중공의 CGMS를 한국품종으로 이전하는데 있어서의 문제점을 검토하였다.

유채에서 F1 의 잡종강세를 이용함에 있어 Shiga나 Thmpson이 개발한 MS들은 고온에서 불임성이 회복되고 유질과 유박의 성분도 개량되지 못하였으므로 이같은 결점이 보완된 새로운 MS를 개발코저 연구를 계속한 결과 완전한 불임성이면서 에루친산과 구루코지노레이트가 제거, 개량된 새로운 세포질.유전자적 웅성불임계통 Mokpo-MS가 육성되었다. 이를 다음과 같이 요약한다. 1. Mokpo-MS는 캐나다 품종인 Tower를 어미로 하고 일본 품종 Isuzu를 화분친으로한 F2에서 발견된 MS를 1입식 Q.C.T.법으로 Zero-erucic acid 개체를 선발하고 이를 Test-tape법으로 Zero-glucosinolate 개체를 재 선발하여 고정시켰다. MS유지는 임성인 자매개체, 계통의 화분으로 ,유지시켰다. 2. 세포질 유전자적 웅성불임계통 여부를 검정코저 Tower Isugu의 정역 조합을 작성하여 F2 에서 MS 분리비를 조사한 결과 Tower가 어미인 조합에서는 3 : 1의 비율로 MS가 분리되었으며 Tower가 화분친으로 된 조합에서는 전부 임성으로 발현되었으므로 Tower의 S세포질과 Isuzu의 핵내 S유전자와의 상호작용에 의해 발현되는 세포질 유전자적 웅성불임 계통임이 밝혀졌다.3. Mokpo-MS는 같은 계통내 임성인 개체의 화분으로 유지시키면 차대에서 각 50 %의 MS와 임성이 분리된다. 4. Moo-MS는 기존MS들 보다 2~3일 숙기가 빠르며 3～17개나 분지수가 더 많고 화기에서 웅예의 길이가 0.2mm 약장은 거의 없으며 상대적 위치가 0.0인 완전 MS였다. 5. 새로 육성된 Mokpo-MS의 유질은 바람직하지 못한 에루친산과 에이꼬젠산이 완전 제거되고 대신 양질 지방산인 오레인산과 리놀산 함량이 92%에 달하는 양질유 MS이다. 6. 유박의 사료화를 위한 성분개량에서도 유해물질인 Glucosinolate성분이 완전 제거되어 도입 대두박에 대체 가능하다. 7. Mokpo-MS는 화기의 불임성에 관계되는 형질이나 기타 생태적인 실용형질들이 완전히 인정되었다.

유채 수량을 획기적으로 증수하는데 F1의 잡종강세를 이용하기 위한 연구의 일환으로 조합능력이 높은 MS와 F1 을 선발하기 위하여 조합능력을 검정하고 Non-Isogenic maintainer를 활용한 우수MS의 3원교잡 F1 형질발현에 대해 검토했다. 본 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 세포질 유전자적 웅성불임 계통들의 일반조합능력에서는 유달MS가 수량과 수량구성형질들이 특별히 우수하였으며 내한성도 강하였다. 2. 유달MS의 특수조합 능력에서는 143화분친과의 F1 중 10a당 수량이 450kg 이상되는 F1이 12조합이나 있었으며 그중에서 특히 수량이 높은 조합은 유달MS 목포 10호-F1 로서 103당 518kg의 종실을 생산하여 표준품종 유달보다 96% 이상 증수되었다. 3. 화분친으로 공시한 143품종 중에서 90품종이 임성회복유전자를 가지고 있었으며 유럽품종들은 공시품종중 78%, 한국품종에서는 58%의 품종들이 완전 임성회복 품종들이었다. 4. Non-Isogenic maintainer를 활용한 3원교잡 F1 의 형질발현에서는 숙기는 2원교잡 F1 보다 3~4일 이 빨랐으며 수량형질인 수장, 1 수래수, 유효분교수, 래장, 1,000 입중 등에서 2원교잡 F1보다 길고 많아서 다수성인 방향으로 Heterosis가 발현을 하였다. 5. 3원교잡 F1의 잡종강세에 의한 수량성을 같은 유달MS의 2원교잡 F1 의 수량성과 비교한 결과 3원교잡 F1 의 평균 103당 수량은 423kg으로서 평균 60%나 더 증수되어 우성유전자의 집적에 기인한 Heterosis 발현이 더 켰다. 6. 3원교잡 F1 의 대량종자생산은 MS와 Maintainer의 증식단계와 MS의 Maintainer의 교호재식과 화분친의 증식단계 그리고 Yudal MS Non-Isogenic maintainer (Isuzu)와 화분친(목포 10호)과의 교호재식 단계의 3단계가 필요하다. 소요면적은 60.1ha이며 여기서 채종된 3원교잡 F1 으로 6만ha를 재배할 수 있었다.