본 연구에서는 1톤 용량의 배아미를 생산할 수 있는 중형 배아미 생산시스템의 설계, 개발 그리고 평가를 목표로 하였다. 개발된 배아정미기는 연삭과 마찰의 혼합방식으로 제조되었다. 배아미 생산시스템의 형태는 2대의 직렬 입형 배아정미기로 구성하였으며, 배아부착율, 백도, 싸래기율을 조사하였다. 또한, 연삭식, 마찰식, 연삭과 마찰의 혼합방식에 따라서 각각 배아미의 배아부착율, 백도, 싸래기율도 조사하였다. 본 시스템은 1단계 배아정미기에서는 연삭과 마찰의 혼합방식으로 미강을 깍은 후, 2번째 배아 정미기에서는 쌀의 배아가 떨어지지 않도록 미세 미강을 제거하면서 쌀의 백도를 높이도록 개발되었다. 배아정미기 시작기에서는 축 롤러 부분의 금강석 연삭돌을 3개, 스크린부에는 6개의 연삭돌을 설치하였고, 각각의 정미기 롤러축의 회전속도는 960 rpm과 780 rpm으로 하여 배아 부착율과 백도를 높였다. 그 결과, 약 20%의 배아 부착율을 증가시킬 수 있었다. 본 연구에서는 다음과 같이 요약할 수 있다. 첫째, 배아부착율은 현미의 함수율과 밀접한 관계가 있었다. 함수율 15.2±0.1%인 시료로 실험한 결과, 투입량 약 600 kg일 때 배아부착률은 약 70%를 나타내었다. 둘째, 배아미의 백도는 정미기 롤러축의 회전속도 960 rpm 과 780 rpm 조건으로 운전하였을 때 각각 35, 37 백도로 향상시킬 수 있었다. 셋째, 싸래기율은 본 시스템에서 1% 미만으로 나타냈다. 본 연구에서 개발된 연식마찰식 배아정미기를 평가해본 결과 배아부착율, 백도, 싸래기율을 효과적으로 개선할 수 있었고 30%의 에너지 이용을 절감할 수 있었다.

Early maturing glutinous rice lines with giant embryo were developed using anther culture. Deuraechan, mid-late maturing high-yielding japonica rice variety with resistance against rice stipe virus (RSV), bacterial blight (BB), and lodging, and Chenghyangna ge, early maturing glutinous rice germplasm with giant embryo were used the parents. F2 seeds from the cross between Deuraechan and Chenghyangna ge with glutinous endosperm and giant embryo were selected and propagated to F2 population. In F2 population, anther culture was conducted using the panicles from the early maturing plants. All doubled haploid (DH) lines showed early maturing, glutinous endosperm, and giant embryo phenotype. Through marker-assisted selections to Stvb-i and Xa3, 17 DH lines carrying both resistance genes were selected. Among 17 DH lines, six lines with more embryo size and better agronomic traits were selected and analyzed their characteristics. These lines were early maturing glutinous rice with giant embryo and showed enhanced yield, resistance against RSV and BB, and lodging, compared to previously developed giant embryo rice varieties. But they were vulnerable to preharvest sprouting which is important trait in early maturing rice. According to the texture and rapid viscosity analysis, DH lines were considered to have appropriate properties of cooked brown rice. They showed less hardness, gummniess, chewiness, and setback. Developed DH lines could be useful materials for diversification of cropping system and enhancing the brown rice consumption but the breeding efforts to improve the vulnerability against preharvest sprouting is required to apply for practical variety.

눈큰흑찰은 최근 국민의 건강에 대한 관심에 대한 요구에 부응하기 위해 2012년 국립식량과학원 기능성작물부에서 육 성한 품종이다. 눈큰흑찰은 씨눈에 함유된 기능성 물질 함량 이 높은 벼 개발을 목적으로 get를 모본으로 하고 흑찰벼인 조생흑찰 부본으로 교배하여 계통육종법으로 육성되었다. 선 발된 YR25277-B-B-314-2 계통을 밀양263호로 계통명을 부 여하고 2010～2012년 3년간 지역적응시험 실시하여 2012년 12월 농촌진흥청 농작물 직무육성 신품종선정위원회에서 품 종으로 선정되었으며 눈큰흑찰로 명명하였다. 눈큰흑찰의 출 수기는 전국 평균 7월 30일로 조생흑찰과 비슷한 조생종이다. 벼 키는 65 cm로 조생흑찰과 비슷하며 포기당 이삭수와 이삭 당 벼알수도 각각 13개와 73개로 조생흑찰과 비슷하다. 천랍 중이 17.8 g으로 조생흑찰보다 1.7 g 정도 가벼운 편이다. 도 복 및 도열병에는 강하나 흰잎마름병, 바이러스병 및 해충에 약한 편이다. 쌀수량은 3.54 Mt/ha로 조생흑찰의 4.12 MT/ha 보다 낮은 편이다. 현미모양은 장폭비 1.93으로 조생흑찰과 비슷한 중장립형이며 종피에 안토시아닌이 함유된 흑색찰벼 이다. 눈큰흑찰은 거대배 품종으로 씨눈무게가 1.46 mg으로 조생흑찰 보다 3배 정도 무거우며, 이에 따라 씨눈에 많이 포 함된 GABA 함량이 높다. 눈큰흑찰의 적응지역은 중부 및 남 부 평야지이다.

거대쌀눈의 특성과 검정쌀 그리고 찹쌀의 특성을 보유한 눈큰흑찰의 침종과 발아 그리고 기질로 글루탐산을 처리하 였을 경우의 가바를 포함한 주요 성분의 분석 결과는 다음 과 같다. 1. 싹 발아 길이를 기준으로 눈큰흑찰의 가바 함량은 싹 길이가 5~10 mm인 stage-3에 93.9 mg/100 g으로 최 고를 보였고, 대량 제조 조건에서는 최고 126.9 mg의 가바를 함유하고 있음을 확인하였다. 2. 침종에 의한 성분 분석에서는 72시간 침종에서 폴리 페놀, 플라보노이드, 아미노산 그리고 가바 함량이 가 장 많이 축적됨을 확인하였다. 3. 글루탐산 탈탄산효소의 작용에 의한 가바 함량 증가는 현미와 쌀겨 모두에서 급격한 증가가 관찰되었고, 눈 큰흑찰 현미와 쌀겨의 경우 가바 함량이 각각 354.6 mg/100 g과 726.4 mg으로 현미와 쌀겨에 비해 각각 14배와 3배 함량이 증가하였다. 따라서 본 연구에서 눈큰흑찰의 발아와 침종에 따른 품질 특성을 분석한 결과, 뇌의 대사전달 물질의 조정 작용과 고 혈압 그리고 스트레스 조정 기능이 있는 가바의 함량이 침 종과 발아에 의해 일반 쌀에 비해 급격히 증가함을 확인하 였다. 특히나 글루탐산탈탄산 효소의 작용에 의한 눈큰흑찰 의 현미와 쌀겨의 가바 생성은 현재까지 보고된 그 어떤 쌀 품종에서 분석된 가바 함량보다도 가장 우수함을 확인할 수 있어 향후 기능성 발아현미 가공을 위한 원료로 활용이 가 능하며, 침종 조건은 가바 함량이 증진된 밥의 제조에 활용 이 가능하고, 일본에서 시판되는 가바 건강식품의 용량과 맞먹는 함량을 지닌 눈큰흑찰을 이용한 가바쌀 생산과 가바 의 효능에 의한 혈압강하, 체중조절, 알코올 관련 질환 등에 효능이 있는 건강기능성 식품 원료로 활용이 가능할 것으로 사료된다.

Rice embryo contains valuable materials which are related to human health and industrial material, thus controlling embryo size is more and more important in the field of rice breeding. Especially, main health-aid components such as γ -aminobutyric acid (GABA), tocopherol and vitamins showed positive-correlation with embryo size. We obtained three enlarged embryo character mutants derived from Hwacheongbyeo (Korean japonica cultivar) by treatment of chemical mutagen, N-methyl-N-nitrosourea(MNU). These three mutants were named according to their embryo size as ge-m, ge, ge-s. The result of allelism test between Hwacheongbyeo, ge-m, ge and ge-s represented that the embryo size of ge and ge-s was controlled by the same gene(Giant embryo, GE). Through GE locus sequencing of three mutants, we found that each of ge and ge-s mutant has a point mutation, causing non synonymous amino acid substitution. On the other hand, ge-m mutant, the embryo of which featured intermediate size in between those of Hwacheongbyeo and ge, turned out to be non-allelic to the GE locus, suggesting it is likely a novel gene, which influences rice embryo development through a different mechanism than GE gene. Fine mapping of ge-m is currently in progress. This work was supported by a grant from the Next-Generation BioGreen 21 Program (Plant Molecular Breeding Center No. PJ008125), Rural Development Administration, Republic of Korea.

As the market demand on functionality rice has been increasing, embryo rice in which embryo residue remains even after milling has come to comsumers’ attention because rice embryo contains several functionality components. Consequently, development of rice varieties for higher rate of embryo adhesion to grains after milling has become one of the breeding objectives for quality improvement. In this study, we observed embryo dent of 49 commercial varieties and analyzed the relationship between embryo dent and grain size and shape. Embryo dent of rice grains varied 0.27 (Keunnun)~0.59 (Daerip 1) mm. Varieties Jinbu, Jinbo, Heugseol, Obong, Unkwang, and Cheongnam showed relatively deeper embryo dent, suggesting that they will be applicable in breeding for embryo rice. Embryo dent was correlated positively with grain width (r=0.53**) and grain size(r=0.34*), and negatively with grain width/length ratio (r= -0.38**). Strategies for breeding embryo rice were discussed in relation to embryo dent, grain size and shape.

근래 쌀의 건강기능성에 대한 관심이 고조되면서 백미상태에서도 배아의 일부가 부착된 배아미의 이용을 위한 기술적 품종적 연구가 착수되고 있다. 본 연구는 다양한 종자형태를 보이는 49개의 품종에 대하여 현미 상태에서의 배아함몰도 및 종자형태와의 관련성에 대해 조사 분석한 것이다. 배아함몰도는 0.27(큰눈벼)～0.59(대립벼1) mm의 변이를 보였다. 49개의 품종 중 진부, 진보, 흑설, 오봉, 운광, 청남 등이 배아함몰도가 상대적으로 높은 품종이었다. 배아함몰도는 현미의 폭과는 정의 상관관계가 있었고 장폭비와는 부의 상관관계를 보여주었다. 배아함몰도가 높은 품종 육성을 위한 방향을 논의하였다.

‘큰눈자미벼’는 한국방송통신대학교 농학과에서 2009년도에 육성한 쌀눈이 크고, C3G 함량이 높은 복합기능성 유색미 품종을 개발하였다. ‘큰눈자미’의 중부평야지 평균 출수기는 8월 13일로 중생종이며, 간장은 87 cm 정도이고, 종피색이 흑자색인 유색메벼 품종이다. 현미천립중은 18.9 g 정도이고, 장폭비는 2.14로 중원형이며, 현미에서 쌀눈의 비율이 8.2% 수준으로 ‘흑진주벼’의 2.5배 정도이며, 현미 1립 기준 쌀눈의 무게가 ‘흑진주벼’의 2.8배 수준인 거대배아미 품종이다. 현미의 지방함량과 Lysine 함량이 ‘흑진주벼’ 보다 높고, 종피의 안토시아닌 주색소인 C3G 함량이 ‘흑진주벼’에 비해 2배 정도 높은 품종으로 건강 기능성 소재로서 활용가치가 높을 것으로 기대된다. 중부평야지역 보통기 보비재배 2개소에서 평균 410 kg/10a 수준으로 ‘흑진주벼’ 대비 5% 증수 되었다.

‘큰눈’은 다양한 전분 신소재를 육성할 목적으로 1991년 하계에 양질다수성 품종인 ‘일품벼’에 돌연변이처리(MNU)하여 중만생이며 배가 일반벼보다 큰 거대배아미인 ‘Ilpum MNU)36-2-GH1-2-10-1-2-3-2-1’ 계통을 선발하여 ‘수원492호’로 계통명을 부여하여, 2003년부터 2005년까지 3년간 지역적응시험 실시결과 그 우수성이 인정되어 2005년 12월 직무육성 신품종 선정위원회에서 국가목록등재 품종으로 선정됨과 동시에 ‘큰눈’으로 명명하였다. ‘큰눈’의 중부평야지의 평균 출수기는 8월 17일로 ‘화성벼’보다 6일 느리고, 남부평야지 평균 출수기는 8월 15일로 ‘남평벼’보다 1일 빠른 중생종이다. ‘큰눈’의 간장은 86 cm이며, 이삭길이는 23 cm로 ‘화성벼’와 비슷하고, 포기당 이삭수는 ‘화성벼’보다 적으나, 수당립수는 많고, 등숙비율은 낮은 편이며, 현미 천립중은 가벼운 편이다. ‘큰눈’은 도열병 저항성은 약한 반응을 보였으며, 흰잎마름병 및 바이러스병과 벼멸구 및 애멸구 저항성은 없었다. ‘큰눈’은 내냉성검정에서 ‘화성벼’에 비해 출수지연일수가 다소 길고, 냉수구 임실율이 낮아서 내냉성은 약한 편이며, 도복특성검정에서 좌절중은 낮고, 도복지수는 높은 편이나 포장 도복은 강한 편이다. ‘큰눈’은 현미장폭비가 1.62인 중단원립이고, 투명도가 다소 불량하고 심복백이 많아 외관 품위가 떨어지고, 아밀로스와 단백질 함량은 각각 17.5, 5.9%로 ‘화성벼’보다 낮은 편이며, 단당류 및 올리고당 함량은 ‘화성벼’보다 1.4배, 발아현미의 GABA 함량은 발아 2일에서 ‘일품벼’보다 2.8배 많았다. ‘큰눈’의 쌀수량은 보통기재배에서 평균 쌀수량이 4.52 MT/ha로 ‘화성벼’ 대비 89% 수준이었다. ‘큰눈’의 재배적지는 중부평야 및 남부평야지이다.

This study was conducted to determine the physicochemical properties of a giant embryo rice 'P47JB-4-B-5-B' derived from the cross between 'P47', a mutant of 'Hwayoung' induced by T-DNA insertion, and 'Junam'. The grain appearance and chemical components of the embryo were analyzed and compared with a donor cultivar, 'Hwayoung'. The proportion of embryo weight to grain weight of 'P47 JB-4-B-5-B' was 2.2 times heavier (6.7%) than that (3.1%) of 'Hwayoung'. Total free amino acid content (75.81 mg/100 g) of 'P47JB-4-B-5-B' was 2.1 times higher than that of 'Hwayoung'. The GABA content in brown rice was 14.06 mg/100 g in 'P47JB-4-B-5-B' and 6.8 mg/100 g in 'Hwayoung'. Especially, the GABA content in brown rice of 'P47JB-4-B-5-B' remarkably increased (about 33 times from 1.48 mg to 44.81 mg/100 g) 2 days after germination. Continuous frequency distributions and transgressive segregation in embryo length and width were observed in the F2 population of the cross between 'P47' and 'Cheongcheong', indicating that the giant embryo was controlled by quantitative trait loci. However, embryo length and width demonstrated high broad sense heritability, implying that giant embryonic traits could be selected in earlier generations in comparison with other quantitative traits.

Rice is a staple food for more than 50% of the world's population. Embryo comprises only 2 to 3% of the weight distribution of the entire pericarp but has higher concentration of vitamins, proteins, and essential fatty acids than the other parts of grains. Moreover, α-tocoperol, γ-oryzanol, phytic acid and γ-aminobutric acid that have nutraceutical value are abundant. Increasing the volume of embryo assures the fortification of nutritional value of rice grain. We developed new black waxy giant embryo rice, Milyang 263 by crossing Josaengheugchal, a black waxy rice variety, and get, a giant embryo mutant generated by tissue culture. The nutrient contents and physical properties of Milyang 263 were compared with several giant embryo mutants and normal embryo rice varieties. Changes in the nutrient properties after germination were also observed. Results indicated that this new black waxy giant embryo rice, Milyang 263, offers a promising source for improving nutritional quality of rice especially anthocyanin, essential minerals, and GABA.

Recently, giant embryonic rice and functional rice food are preferred by more consumers, which are attributed to the fact that the embryo has high concentrations of essential amino acids, fatty acids, and vitamins relative to other parts of rice grains. In this report, the heredity and stability of giant embryo mutations in successive generations were analyzed regarding a giant embryonic line, 'P47', induced by T-DNA insertion and a F2 population from a cross between 'P47' and 'Junam'. The mutant lines with increases of 1.5, 1.7 and 1.8 times on embryo length, width and 100-embryo weight to those of the control showed stable inheritance across three generations. The continuous frequency distributions of embryo size in the F2 population showed that the embryo size is a quantitative trait of polygene controlled. In addition, wide range of transgressive segregations of six traits affecting embryo size confirmed exchange of genetic materials and recombination between genes controlling embryo size. Five giant embryo mutant lines selected from the F2 population will be used for artificial selection and improvement of giant embryonic varieties.