등숙 시기와 이삭 내 위치에 따른 과피 두께 및 립중의 변화를 조사 이들 간의 상관관계를 분석한 결과는 다음과 같다. 등숙 시기별 과피 두께의 변화는 없는 것으로 확인되었다. 따라서 과피 두께는 수정 후 18일 전에 결정되는 것으로 판단되며 식미가 우수한 찰옥수수 품종 육성을 위한 과피 두께 조사는 풋이삭 수확 적기뿐 만 아니라 이 그 후에 실시하여도 풋이삭 수확 적기와 동일한 관측치를 획득할 수 있을 것이라 판단된다. 립중은 최초 조사기인 수정 후 18일에서부터 계속 증가하다가 35일경 이후 부터는 비슷한 무게를 유지하였으며 등숙 시기별 과피 두께의 변화와는 통계적 상관 관계가 없는 것으로 확인되었다. 따라서 전분 축적과 종자의 성숙을 통한 종자 부피의 증가와 과피 두께 변화는 서로 연관성이 없는 것으로 판단된다. 이삭 내 위치에 따라 하부에서 상부로 갈수록 과피 두께 및 립중의 평균은 감소하는 경향이었으며 이들의 표준편차는 중앙부에서 안정되고 작게 조사되었다. 또한 이삭 내 위치에 따른 과피 두께 및 립중의 평균간에는 두 품종 모두 정의 상관 관계가 있음을 확인하였다. 이로서 찰옥수수 품종 육성과정에서 과피 두께를 위한 시료의 채취는 이삭 중앙부로부터 샘플을 취하는 것이 변이가 적고 평균적인 관측치를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

최대건조단위중량은 노상토 재료 특성으로서 매우 중요한 인자이다. 최대건조단위중량을 예측하는 기존의 모델들은 많은 변수를 포함하고 있어 다소 복잡해 보인다 본 논문에서는 사질토의 최대건조단위중량을 예측할 수 있는 간편한 식을 제안하였다. 이를 위해 36개 시료를 체분석하여 입도분포를 구하고, 다짐시험 한 후 그 결과를 회귀 분석하였다. 제안식은 변수로 노상토의 기하평균과 기하표준편차 또는 입도분포계수를 포함한다. 제안식의 검증을 위해 전국16개 지역의 채취 시료에 대한 최대건조단위중량의 실측치와 예측치를 비교한 결과 잘 맞는 것으로 밝혀졌다.

우량수도품종육성(優良水稻品種育成)을 위(爲)한 기초자료(基礎資料)를 얻고자 입(粒)의 크기가 서로 다른 벼 7개품종(個品種)을 이면교잡(二面交雜)하여 미립(米粒)의 크기와 모양에 대(對)해 잡종강세(雜種强勢), 조합능력(組合能力) 및 유전분석(遺傳分析)을 실시(實施)하여 얻어진 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 평균(平均) heterosis는 입장(粒長)과 장/폭비(長/幅比)에서 부(負)의 방향(方向)으로 유의(有意)하였고, 입폭(粒幅), 입후(粒厚), 입중(粒重)에서는 유의성(有意性)이 없었다. 2. 전형질(全形質)에서 일반조합능력(一般組合能力), 특정조합능력(特定組合能力) 및 정역교잡효과(正逆交雜效果)가 유의(有意)하였고, 입장(粒長), 입폭(粒幅), 입후(粒厚), 입중(粒重)에서는 상가적(相加的) 유전분산(遺傳分散)이 비상가적(非相加的) 유전분산(遺傳分散)보다 컸다. 3. 일반조합능력효과(一般組合能力效果)는 입(粒)의 크기와 입중(粒重)에서 Arborio와 BG2 등(等) 대립종(大粒種)이 정(正)의 방향(方向)으로, 장/폭비(長/幅比)에서는 BG2와 낙동(洛東)벼가 단원방향(短圓方向)으로 유의(有意)한 효과(效果)를 나타내었다. 4. 전형질(全形質)에서 부분우성(部分優性)을 나타내었으며, 우성(優性)의 방향(方向)은 입장(粒長), 입폭(粒幅), 장/폭비(長/幅比)에서 부(負)의 우성(優性)이었고 입후(粒厚)와 입중(粒重)에서는 일정(一定)하지 않았다. 5. 유효유전자수(有效遺傳子數)는 입장(粒長)과 장/폭비(長/幅比)에서 2개정도(個程度)로 추정(推定)되었고 협의(狹義)와 광의(廣義)의 유전력(遺傳力)은 전형질(全形質)에서 매우 높게 나타났다.

Grain weight is the most important target not only as a major component of grain yield, but also of the cooking qualities in rice breeding program. In a previous study, a high-resolution physical map targeting a cluster of yield-related QTLs for grain weight, spikelets per panicle has been constructed using series of BC3F4 nearly isogenic lines (NILs) derived from a cross between the Korean japonica cultivar Hwaseong and O. rufipogon. The QTLs including grain weight trait have been mapped in a 25.5kb region containing three genes. Based on GenBank database, these genes include male sterility 5 (OsMs5, LOC_Os09g36740), similar ascorbate peroxidase (OsApx, LOC_Os09g36750) and glutelin family protein (OsGlu, LOC_Os09g36760). Their endogenous expression patterns were analyzed in various rice tissues (2-week seedling, flag leaf, root and panicle) from the parental lines, Hwaseong and NIL-gw9. Semi-quantitative RT-PCR and qRT-PCR were performed using gene specific primer sets. The cDNAs of the similar OsApx gene of Hwaweong and NIL-gw9 were cloned. Over-expression and RNAi knock-down transgenic plants using three genes are under construction for the functional characterization of the genes. The results will be discussed.

Plants strictly regulate the uptake and distribution of Zinc (Zn), which is essential for growth and development. Arabidopsis thaliana plant cadmium resistance 2 (AtPCR2), a protein containing a placenta-specific 8 domain (PLAC8), is specifically expressed in the vascular tissue and epidermis of roots and is thought to act as a Zn efflux transporter (Song et al. 2010). Proteins containing PLAC8 domain function as major organ size regulators in Solanum lycopersicum and Zea may, and putative metal ion transporters in Arabidopsis thaliana, Oryza sativa and Brassica juncea. But, there are no reports which showed that the protein containing PALC8 have the function both of seed size regulation and metal homeostasis. In our study, we found that plant cadmium resistance 1 (PCR1) influences on both Zn accumulation and grain weight in rice. The expression of OsPCR1 is elevated in developing seeds of introgression line for GW2, which encodes a protein known to regulate grain weight. Grain weight of OsPCR1 knockout and knockdown lines decreased than the wild type, while OsPCR1 overexpression lines produced heavier grains. Furthermore, the grains of OsPCR1 knockdown lines exhibited substantially higher Zn and lower Cd concentrations than the control. We identified some variation in the OsPCR1 amino acid sequence between the japonica and indica rice types using 15 different rice varieties. Japonica-type PCR1 had a shorter N-terminus than did PCR1 in the other rice types. Furthermore, japonica-type grains accumulated less Zn than did indica-type grains. Our study suggests that rice PCR1 maintains metal ion homeostasis and grain weight and might have been selected for during domestication.

High grain yield is one of the most important traits for improvement in rice breeding program. Much attention has been given to the genetic bases of spikelets per panicle (SPP) and grain weight (GW) because of their imporftance in rice yield. In this study, IL28, near isogenic line (NIL) developed by introgressing chromosomal segments from Moroberekan into Ilpumbyeo, showed significant increase in number of spikelets per panicle and 1,000 grain weight compare to the recurrent parent Ilpumbyeo. Quantitative trait locus (QTL) analysis in 1150 F2 plants derived from a cross between IL28 and Ilpumbyeo, indicated that both qspp6 and qgw6 were located in the interval RM3430 – RM20580. To map the QTL more precisely, substitution mapping of qspp6 and qgw6 using F4 lines was conducted. As a result of substitution mapping with fifty F4 lines, qspp6 was mapped to an 429kb interval between RM20521 and RM20562 while qgw6 was mapped to a 267kb interval between RM20562 and RM20572 based on the japonica genome sequence. This result seems to indicate that qspp6 and qgw6 are two different genes. It is notable that these QTL, qspp6 and qgw6 are independence from undesirable height and flowering time. Moreover, there was no negative correlation between qspp6 and qgw6 when two genes are pyramided in the genetic background of Ilpumbyeo. SSR markers tightly linked to the qspp6 and qgw6 will facilitate cloning of the gene underlying these QTLs as well as marker assisted selection for variation in SPP and TGW in an applied breeding program.

1. 선행 연구에서 염색체 3번의 RM60~RM231 부근에서 종자중, 수당립수에 관여하는 QTL이 탐지되었고, 이를 확인하기 위하여 이 지역에 크기와 위치가 다른 O. glaberrima 단편이 이입된 5 계통을 선발하여 표현형을 조사하였다. 실험 결과 계통별로 출수기, 임실률, 수당립수, 종자중을 제외한 형태적 특성들이 밀양23호와 비슷한 양상을 보였다. 이는 대부분의 염색체 지역이 밀양23호로 회복되었기 때문이라고 보여진다. 2. 유전자의 위치를

이 등(2009b)의 보고에서는 등숙기 기온과 일사량이 종실중 및 종실질소함량에 미치는 영향과 이들 관계를 분석하였고, 이 등(2009a)의 보고에서는 등숙기 생육형질이 종실중 및 종실질소함량에 미치는 영향과 이들 관계를 분석하였다. 본 연구는 종실중 및 종실질소함량과 등숙기 기상(온도, 일사량) 및 등숙기 생육형질과의 관계를 이용하여 등숙기간 중 종실중 및 종실질소함량의 형성과정을 추정하는 모형을 구축하고자 하였다. 1. 출수후 등숙 진전에 따른 유효적산온도(AET, 임계온도 7℃ )와 적산일사량(AR)의 상승적에 따른 종실중과 종실질소함량의 변화를 나타내었을 때 통일한 AET × AR에서도 종실 종 및 종실질소함량의 상당한 변이가 존재하였다. 2. Logistic 함수를 이용하여 AET × AR에 따른 종실중과 종실질소함량의 최대경계선을 추정하였으며, 이를 각각 최대 종실중(GWmax)과 최대 종실질소함량(GNmax) 추정식으로 이용하였다. 3. 등숙기 생육형질 종 엽면적지수, 지상부 총건물중, 영화수 및 지상부 총질소함량이 등숙기간 중 종실중과 종실질소함량의 변이에 관여하였으며, 이들 등숙기 생육형질과 GWmax 및 GNmax를 이용하여 다음과 같은 종실중과 종실질소함량 추정식을 설정하였다. GWE=6.557~cdotGWmax~cdotTDW0.5223~cdotGNO0.5582 GNE=150.20~cdotGNmax~cdotTNU0.5203~cdotGNO0.6205 4. 설정된 종실중 및 종실질소함량 추정 모델식을 이용하여 실제 종실중 및 종실질소함량을 추정하는 모형을 구축하였는데, 종실중 및 종실질소함량을 일부 과대 또는 과소 추정하였으나 대체적으로 실측값과 일치하는 경향이었으며, 등숙기 생육형질에 의하여 발생한 다양한 종실중 및 종실질소함량 변이를 비교적 잘 추정하였다.

In a previous study, we mapped 12 QTLs for 1,000 grain weight (TGW) in the 172 BC2F2 lines derived from a cross between Oryza sativa ssp. Japonica cv. Hwaseongbyeo and O. rufipogon. These QTLs explained 5.4 – 11.4% of the phenotypic variance for TGW. Marker-aided selection combined with backcrosses was employed to develop QTL-NILs for each QTL. BC2F2 lines with each target QTL were backcrossed to Hwaseongbyeo twice and then allowed to self to produce BC4F5 populations. SSR markers linked to TGW were employed to select QTL-NILs with the respective target QTL. Six QTL-NILs with the recurrent parent, Hwaseongbyeo were evaluated for nine traits for three years from 2007 and 2009. Differences were observed between each of the 6 QTL-NILs and Hwaseongbyeo in TGW. In addition to TGW, these QTL-NILs displayed differences in other agronomic traits possibly indicating a tight linkage of genes controlling these traits. The direction of the QTL for TGW in 6 QTL-NILs was consistent as in the BC2F2 lines from the same cross. Difference in TGW between each of the QTL-NILs and Hwaseongbyeo was associated with the difference in one or two grain shape traits; grain length, grain width, and grain thickness. SSR markers linked to the QTL for TGW will facilitate selection of the grain shape character in a breeding program to diversify grain shape and provide the foundation for map-based gene isolation. Also, the QTL-NILs developed in this report and the progenies from crosses between the QTL-NILs will be useful in clarifying epistatic interactions among QTLs for TGW.

In the previous study (Yuan et al. 2009), a quantitative trait locus (QTL) for grain weight was detected on the short arm of chromosome 5 using an advanced backcross lines (BC3F3) between Hwayeongbye (Oryza sativa) and W1944(Oryza rufipogon Griff.) .For detection of gw5 locus, a line CR6 (BC3F4) was selected and crossed to Hwayeongbyeo produce S1F2 and S1F3 population. And a plant from S1F3 population, carried W1944 homozygous segment for target region at gw5 was crossed to Hwayeong to produce S2F2 population. All these population including some S1F3 lines were grown in the field in 2007, 2008 and 2009, respectively (fig1). Frequency distribution of grain weight followed the Mendelian ratios(3:1) for single locus segregation (Χ2=1.22, 0.76, 1.34 in 2007, 2008 and 2009 respectively).In Hwayeongbye genetic background, the W1944 allele at the gw5 locusde creased grain weight, QTL analysis showed that gw5 co-segregated with RM18003 and RM194 (R2=62.7, 69.5 and 37.1% in 2007, 2008 and 2009 respectively). Addition, five QTLs plant height, culm length, secondary branch, spikelet number perplant and rationing ability were detected in the region around gw5, in 2008 and 2009. Substitution mapping with 32F3 lines, gw5 QTL was flanked by two SSRmarkers, RM18003 and RM194, in a300kb to 1.7Mb physical distance region,. QTL analysis indicated that 5 others QTLs plant height, culm length, secondary branch, spikelet number per plant and rationing ability were tightly linked.

2002년도에는 sink는 변화를 주지 않고 엽제거에 의해 source의 크기를, 2007년에는 파종기, 질소시비량 및 재식밀도를 달리하여 sink와 source의 크기를 조절한 후 이들이 종실중 및 종실질소함량의 형성과정에 미치는 영향을 분석하고자 하였던 바 이에 대한 결과는 다음과 같다. 1. 엽제거를 통해 source의 크기를 직접적으로 조절하였을 때는 출수전 엽에 저장되었던 동화산물과 질소에 직접적으로 영향을 주어 해석에 혼란을 주었으며, 파종기, 질소시비량 및 재식밀도 조정과 출수기 솎아내기를 통해 sink와 source의 크기를 조절할 경우에는 다양한 크기의 sink와 source를 얻었지만 모든 sink와 source 관련 형질이 서로 매우 밀접하게 관련되어 있어 등숙기간 중 종실중 및 종실질소함량에 미치는 sink 또는 source 관련형질의 개별효과를 분석하기는 어려웠다 2. source가 클수록 종실중과 GWP 는 증가하는 경향이었으나, GWT 는 감소하는 경향이었으며, sink는 source와는 반대의 경향을 보였다. 또한 source 관련형질중 지상부 총건물중이 종실중과 그 구성인자에 대한 영향력이 가장 컸으며, 구성인자 중에서는 GWP 가 GWT 에 비해 종실중에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 3. source가 클수록 종실질소함량과 GNS 가 많은 경향이었으나, GNT 는 감소하는 경향이었으며, sink는 source와는 반대의 경향을 보였다. 또한 source 관련형질중 지상부 총질소함량이 GN에 대한 영향이 가장 컸으며, 구성인자 중에서는 GNS 가 GNT 에 비해 종실질소함량에 큰 영향을 주었으나 종실중과는 달리 GNT 가 종실질소함량을 차지하는 비중이 비교적 컸다. 4. 등숙기간 중 종실 질소는 토양으로부터 먼저 공급되거나 적어도 잎 또는 줄기로부터의 전류와 토양으로부터의 공급이 동시에 이루어지는 것으로 나타났다.

본 연구는 다양한 등숙기의 온도 및 일사량 조건에서 종실중 및 종실질소 함량 변화를 조사하여 등숙기 생육온도와 일사량이 벼 종실중 및 종실질소함량의 형성과정과 이들의 최종산물에 미치는 영향을 분석하고자 하였던 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 최종 종실중은 연차 및 품종에 관계없이 등숙기 일사량이 높을수록 큰 경향이었으며, 최종 종실중에 도달하는 출수일수는 짧아지는 경향이었다. 2. 종실 질소의 축적기간은 등숙기 적산일사량에 크게 영향을 받았으나 최종 종실질소함량은 큰 영향을 받지 않았다. 3. 유효적산온도(임계온도 7℃ )는 등숙기 생육온도에 관계없이 종실중 및 종실질소함량 변이를 잘 설명하였으나, 유효적산온도 또는 적산일사량에 따른 종실중 및 종실질소 함량은 등숙기 일사량간 변이가 매우 커 이들 단일 요인으로는 등숙기 일사량에 따른 종실중 및 종실질소함량 변이를 설명하는데 한계가 있었다. 4. 유효적산온도 및 적산일사량의 상승적은 등숙기 일사량에 관계없이 종실중 및 종실질소함량 변이를 잘 묘사하였다.

Grain weight (GW) or grain size is the most important target not only as a major component of grain yield, but also associated with the cooking quality in rice breeding program. In a previous study, two loci for grain weight, gw8 and gw9, have been fine map to about 306.4kb and 37.4kb, respectively, in backcross populations derived from a cross between the Korean japonica cultivar Hwaseongbyeo and Oryza rufipigon (IRGC 105491). Both O.rufipogon alleles increased GW in the Hwaseongbyeo background despite the fact that O. rufipogon was the small-seeded parent. To test the effect of pyramiding the QTLs for grain weight, an F2 population consisted of 226 individuals was developed derived from the cross between the two QTLs (gw8 and gw9), and used MAS to select nearly isgenic lines for two QTLs and a pyramiding line. Molecular genotyping of F2 population revealed the existence of interaction between gw8 and gw9. Moreover, the interaction was also confirmed by phenotypic analysis of four QTL-NILs. The results suggest that epistasis interaction is important genetic basis in determining yield traits in rice.