야생벼는 재배벼의 병해충 저항성과 불량환경 적응성 등을 제고할 수 있는 유용한 유전자원으로 평가되고 있다. 농촌진흥청 국립식량과학원에서 국내육성 자포니카 벼 품종인 ‘화성’과 야생벼 O. minuta (BBCC 게놈; Acc.=101141)간의 종간교잡을 통하여 흰잎마름병과 도열병에 저항성인 ‘수원506호’를 육성하였으며, 본 계통에 대한 야생벼 유래 도열병 저항성 유전자의 유전양상 구명 및 유전자위 표지에 대한 연구결과는 다음과 같다.1.반복친인 ‘화성’에 높은 친화성을 발현하는 6개 도열병 균주 검정에서 ‘수원506호’는 반복친 ‘화성’과 5개 비교품종들과 다른 저항성 반응을 보여 이들과 다른 야생벼 유래 도열병 저항성 유전자를 보유하는 것으로 판단되었다.2.분자마커의 유전자형과 도열병 저항성 간의 연관성평가를 수행한 결과, ‘수원506호’의 도열병 저항성에 관여하는 주동유전자위는 12번염색체 중단의 RM101-S10704-RM1337 좌위에 위치하는 것으로 추정되었다.3.STS 마커 S10704에서 확인된 ‘화성’과 ‘수원506호’의 이질적인 유전자형은 해당부위에 야생벼 O. minuta의 염색체 단편이 이입되었다는 것을 증명하였다.4.이 좌위는 적어도 9개의 도열병 저항성 유전자들이 위치하는 것으로 보고된 바 있는데, 추후 정밀분석을 통해 ‘수원506호’의 도열병 저항성 유전자위와 기 보고된 유전자들과의 관계를 분석할 계획이다.

벼 흰잎마름병은 세계적으로 벼 재배치에서 가장 문제시되는 병해충의 하나이다. 우리나라의 경우 상습발생지를 중심으로 Xa1과 Xa3 이 저항성 유전자로 활용되었으나, 소수의 저항원이 집중적으로 활용됨으로 인해 최근 이병화가 급속히 진행되고 있다. 특히 최근 Xa1과 Xa3 모두를 침해하는 새로운 균계 K3a가 확인됨에 따라 새로운 저항성 유전자의 동정 및 활용의 중요성이 높아가고 있다. 국내육성 자포니카품종 화성벼와 야생벼 O. minuta 간의 종간교잡을 통해 확립된 수원506호의 흰잎마름병에 대한 유전분석을 실시하였다. 수원506호와 통일계 품종인 밀양23호간의 교잡을 통해 확보한 F2 개체들을 활용하여 흰잎마름균주 HB3011 의 접종에 따른 병반장의 변이와 유전자지도 작성에 사용된 SSR 마커의 유전자형간의 연관성분석을 수행하였다. 수원506호의 흰잎마름병 저항성을 지배하며 우성유전자로 작용하는 주동유전인자가 염색체 4변 하단에서 SSR 마커 RM255 에 의해 표지 되었는데, 해당 염색체영역은 Xa1과 Xa2 및 Xa22 등이 보고되었던 영역과 매우 유사할 것으로 추정되었다.

IL-34 (NIL) developed by introgressing chromosomal segment substitution from an accession of Oryza minuta (2n=48, BBCC, Acc. No. 101141) into the O. sativa subsp. japonica cv. Hwaseongbyeo, showed significantly higher number of spikelets per panicle (SSP) than the recurrent parent Hwaseongbyeo. QTL analysis in F2 generation derived from the cross between IL-34 and Hwaseongbyeo revealed that ssp7, a QTL was located in the pericentromeric region of chromosome 7. The frequency distribution of spikelets per panicle followed 3:1 ratio for single locus segregation. The additive effect of the O. minuta allele at the QTL was 23 spikelets per panicle, and 43.6% of the phenotypic variance could be explained by the segregation of marker RM21596. To clarify whether ssp7 could be dissected genetically, we carried out fine-scale mapping with 3,700 F2 plants derived from the cross between IL-34 and Hwaseongbyeo using markers flanking spp7. 186 F2 plants having informative recombination breakpoints within the region flanked by two SSR markers RM500 and RM21615 were identified and used for fine mapping of ssp7. ssp7 was mapped between the SSR markers RM21596 and RM418 which was approximately 441kb in length based on the physical map of the region. Of great interests, the QTL region also had effects on primary branch number (PB), grains per panicle (SP) and grain yield (YD). These results are very useful for transferring or pyramiding ssp7 by molecular marker assistant selection in rice breeding programs.

화성벼와 O. minuta 간 여교잡을 통해 반복친인 화성벼와 출수기, 간장 등 여러 작물학적 특성에서 뚜렷한 차이를 보이는 염색체단편 치환계통 "WH79006"을 육성하였는데 화성벼와 WH79006의 차이는 WH79006에 이입된 O. minuta 염색체 단편에 의한 것이라고 할 수 있다. WH79006이 화성벼의 유전적 배경에 O. minuta의 어느 염색체 단편을 가지고 있는지를 검정하기 위해 SSR마커를 이용하였다. 벼 염색체에 골고루 분포한 294개의 SSR 마커를 검정한 결과 최소한 28개의 이입 단편을 검정하였는데 이들은 2번 염색체를 제외한 모든 염색체에 분포하였으며 전체 길이는 약 168cm이었다. 간장 관여 QTL을 탐색하기 위해 화성벼/WH79006 조합의 75개 F2 개체를 육성, 간장을 조사하였다. QTL분석 결과 6번 염색체의 RM225부근에서 간장에 관여하는 QTL cl6가 탐지되었다. cl6는 전체 표현형변이의 9.6~% 를 설명하였으며 O. minute의 대립유전자가 간장을 크게 하는 방향으로 작용하였다. 이 결과는 O. minuta가 포복형임에도 불구하고 간장 조절 유전자들 중에는 간장을 크게 하는 방향으로 작용하는 유전자가 있음을 제시하고 있으며, 이 유전자들은 앞으로 QTL 분석을 통해 그 작용을 밝힐 예정이다. 추후교잡 집단을 이용 O. minuta 특이적 단편들이 어느 형질과 관련이 있는지를 밝힐 예정이다.

Wild rices are an important source of useful genes for resistance to diseases, insect pests, tolerance to abiotic stresses and yield increase. Interspecific hybrids were successfully produced between ten accessions of O. minuta (2n=48, BBCC) and O. sativa