본 연구에서는 밀양23호의 배경에 O. glaberrima의 특정 염색체단편을 가지는 55 이입계통의 내건성 관련 형질을 조 사하여 변이를 검정하고 내건성이 향상된 4 계통을 선발하였 다. 특히 IL55는 유묘기, 영양생장기 그리고 생식생장기에서 반복친인 밀양23호에 비해 조사된 내건성 형질에서 우수한 특성을 보였으며 내건성 관련 유전자의 분석 및 교배모본으 로 이용될 수 있을 것이다. 이입계통들은 밀양23호의 유전적 배경에 각 계통마다 서로 다른 O. glaberrima 단편이 이입된 계통으로, 이 집단은 O. glaberrima에서 유래된 내재해성 및 작물학적으로 유용한 유전자의 탐색에 효율적인 도구가 될 것이다.

Drought stress is one of the major stress affecting growth and productivity in rice. Drought tolerance is a complex trait governed by quantitative trait loci (QTLs) making it difficult to understand mechanisms underlying it. We generated a set of 55 introgression lines via a backcrossing using Milyang23, a Korean Tongil-type rice variety as the recurrent parent and O. glaberrima (IRGC Acc. No. 103544), an exotic collection from Mali, West Africa as donor parent. 141 SSR markers were used to genotype 55 introgression lines. The 55 introgression lines with the Milyang23 were evaluated for physiological traits such as Fresh shoot weight (FSW), Fresh root weight (FRW) and Dry shoot weight (DSW) under control and 20% PEG-treated condition. Three lines (IL9, 12, 55) showing significant difference with Milyang23 were selected. The genetic background of the three lines were similar to Milyang23 and it has four, four and two O. glaberrima homozygous segments, respectively. IL9 performed better than Milyang23 in all traits measured in the 20% PEG-treated condition. IL9 possessed four O. glaberrima introgressions on chromosomes 1, 2, 6 and 7. IL12 performed better than Milyang23 in FSW and FRW. IL12 contains four O. glaberrima introgressions on chromosomes 3 and 6. And IL55 contains two O. glaberrima introgressions on chromosomes 2 and 6. O. glaberrima segment delimited by markers OSR19-RM225 at chromosomes 6 was commonly present in these three lines. This region corresponds to the QTL region for drought tolerance reported by other previous studies. A set of introgression lines are being developed containing only few chromosomal segments from O. glaberrima in the Milyang23 background. These would be useful not only in developing drought tolerant lines in the breeding program but also in fine-mapping the genes/QTLs for drought resistance.

In the previous study, 141 BC3F2 lines from a cross between the Oryza sativa cv. Milyang 23 and O. glaberrima were used to identify favorable wild QTL alleles for yield component traits. In this study, we carried out QTL analysis of four grain morphology as well as four yield component traits using 141 BC3F5 lines from the same cross and compared QTLs detected in two different generations. The mean number of O. glaberrima segments in the 141 BC3F5 lines ranged from 1 to 13 with 2.69 and 5.71 of the average means of homozygous and heterozygous segments, respectively. There was a three-fold difference in the number of QTLs detected for four traits commonly evaluated in two generations (seven QTLs in the BC3F5 vs 21 in the BC3F2 population). The percentages of the phenotypic variance explained by QTLs in the BC3F5 population were similar to or less than those in the BC3F2 population. This is probably due to the difference in the genetic composition of two populations and the environmental effects. The locations of the QTLs commonly detected in both generations were in good agreement except for one QTL for spikelets per panicle. The yield QTL, yd3 was colocalized with the spikelets per panicle, spp3. Yield increase at this locus is due to the increase in spikelets per panicle, because both traits were associated with increase in spikelets per panicle and yield due to the presence of an O. glaberrima allele. Clusters of QTLs for grain morphology traits were observed in two chromosome regions. One cluster harboring five QTLs near SSR markers RM106 and RM263 was detected on chromosome 2. This population would serve as a foundation for development of the introgression line population from a cross between Milyang 23 and O. glaberrima.

In this study, a 141 BC3F4 lines from across between the O. sativa cv. Milyang23 as there current parent, and O. glaberrima as the donor parent was used to identify favorable QTL alleles from O. glaberrima for yield and yield components. To detect the introgressions, 198 microsatellite markers of known chromosomal position were used for the parental survey. Of the 178 markers, 128 (64.6%) showed polymorphism. Among them, 115 SSR markers were used to construct a genetic linkage map with average interval length of 12.7 cM based on the previous rice molecular genetic map. The mean number of O. glaberrima segments in the population was 1.84 ranging from 0 to 7. The average length of the segments was 16.6 cM and ranged from 0.5 to 232.5 cM. This population consisting of 141 lines was used to evaluate for six traits of agronomic importance and genotypes were determined for 141 BC3F5 using SSR markers. A total of 22 QTLs for 6 traits were detected on chromosomes 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 and 9. Phenotypic variance associated with each QTL ranged 9.5% ~ 58.2%. For 26 of the QTLs identified in this study, the O. glaberrima alleles contributed a desirable agronomic effect despite the over all undesirable characteristics of the wild phenotype. Favorable wild alleles were detected for culm length, panicle length, yield, panicles per plant and 1000-grain weight. When compared with previous studies involving interspecific crosses, it can be concluded that O. glaberrima is useful asa source of valuable alleles for rice improvement. There sults will be discussed.

O. glaberrima 10계통과 O. sativa 10품종을 공시하여 출수후 1, 3, 5주에 주간의 SPAD치(엽록소함량)와 광합성속도를 측정하였다. O. glaberrima 계통은 출수후 1주에서 3주, 5주까지 SPAD치 및 광합성속도가 급격히 저하하는 경향을 나타내었다. O. sativa 품종은 O. glaberrima 계통보다 저하속도가 적고 특히 출수후 1주에서 출수후 3주까지의 저하가 적었다. O. glaberrima 계통과 O. sativa 품종의 평균치를 비교하면 엽록소함량, 광합성속도 모두 출수후 1주에는 양종간에 유의차가 없었으나 출수후 3주이후 O. glaberrima의 계통이 유의적으로 적었다. SPAD치와 광합성속도의 관계는 O. glaberrima 계통은 출수후 1주와 출수후 3주에, O.sativa 품종은 출수후 1주와 출수후 5주에 유의한 정의 상관관계가 있었다. SPAD치 감소속도와 광합성 감소속도의 관계는 출수후 1주에서 출수후 3주의 기간에는 양종 모두 유의한 정의 상관관계가 있었다. 출수후 3주에서 출수후 3주까지는 O. glaberrima 계통은 유의한 정의 상관이 있었으나 O. sativa 품종은 유의차가 없었다. 이상이 결과 O. glaberrima 계통에서는 엽록소함량의 급격한 저하가 광합성속도 감소에 관여하고 있는 것으로 확인되었으나 O. sativa 품종은 엽록소함량의 저하가 반드시 광합성속도의 저하요인이 아님이 밝혀졌다.

아프리카 벼에 있어서 벼알과 소피경 사이에 형성되는 이층조직의 특이성에 따라, '부분이층', '불규칙이층' 및 '완전이층'의 품종을 각각 2품종씩 공시하여 유수형성 이후 유수와 영화의 신장에 따른 이층조직의 형성 및 발달과정을 해부형태학적으로 관찰하였다. 또한 출수후 수확기까지 등숙과정에 있어서 탈립성정도의 변화와 이층조직과의 관계에 대하여 검토하였다. 아프리카 벼의 유수와 영화는 출수전 15일 이후 급격한 신장을 보여 출수전 5일 경에는 출수기와 거의 동일한 길이로 신장되었다. 출수전 15일 경에는 작은 유조직세포로 구성된 이층조직의 형성부위를 인정할 수 있었는데, 부분이층의 외영쪽에는 이층조직의 형성부위를 인정할 수 없었고, 불규칙이층의 외영쪽에는 부분적으로 집단화되어 있는 소형의 유조직세포들을 관찰할 수 있었다. 출수전 10일경 이층조직 주변의 세포들은 세포벽이 식후하고 목화되어 1-2층의 유조직세포로된 이층조직을 더욱 뚜렷하게 구분할 수 있었는데, '부분이층'의 외영쪽에는 후벽조직속에 1-2개의 유조직세포가 혼재되어 있었고, '불규칙이층'의 외영쪽에는 불규칙하게 집단화된 유조직세포를 관찰할 수 있었다. 아프리카 벼에 있어서는 출수후 2주째 벼알의 등숙이 수확기와 거의 비슷하게 진전되었는데, 이때 이층구조의 붕괴현상 관찰할 수 있었으며, 또한 벼알과 소피경 사이의 인장강도도 수확기와 동일하게 저하하였다.