IRRI에서 선발된 Indica형 벼, IR 667계통에서 유내한 벼 및 Japonica형 국내장려품종을 공시하여 애멸구에 대한 저항성정도를 검정하고 나아가 내충성 기작으로 간주되는 식이선호성, 산란선호성 및 항충성(Antibiosis)을 시험하여 아래와 같은 결과를 얻었다 1. IRRI에서 선발된 19개 Indica형 벼품종 중 저항성반응을 보인 것은 H 105, Muthumanikam, Vellailangalayan, Karsamba Red ASD-7, Manavari Co 22, Mudgo, PTB-18, IR-18 및 IR 20 등 9개 품종이었고 TKM-6은 중도저항성(MR)이었으며 그밖에 것은 모다 감수성으로 나타났다. 국내재료중 IR 667에서 유래한 벼는 저항성반응을 보였으나 Japonica형 5개 장려품종은 모두 감수성반응을 나타내었다. 2. 저항성품종 ASD-7과 감수성품종 Jinheung(진흥)에 대한 식이선호성은 감수성품종에서 높고 저항성품종에서 낮았는데 접종 72특간후 Jinheung과 ASD-7 두 품종에 대한 선호율은 각각 와 이었다. 3. 저항성품종 ASD-7과 감수성품종 Jinheung에 대한 산난선호성은 식이선호성과는 달러 저항성품종에서 높고 감수성품종에서 비교적 낮았는데 두 품종에 대한 산난비율은 저항성품종에서 , 감수성품종에서 이었다. 4. 저항성품종에서는 약충의 사충율이 높았고 우화율이 낮았으며 반대로감수성품종에서는 약충의 사충율이 ?았고 우화율이 비교적 높았다.저항성반응을 보인 품종종에서도 IRRI 선발품종들은 이상의 사충율을 보였으나 IR 667에서 유래한 Suweon 213-1(통일품종)은 Suweon 214의 비교적 낮은 사충율을 보여 저항성품종이라도 항충성정도에 차이가 있었다. 5. 이상의 결과로 보아 애멸구에 대한 저항성품종은 Indica형 벼 품종에서 상당수를 찾아 볼 수 있었으며 그들 저항성품종의 내충성 기작은 우선 비식이선호성(Non-feeding preference)과 항충성이 관계하고 산란선호성은 관계하고 있지 않은 것으로 생각되었다.

벼멸구에 대한 통일품종 (IR-667 계통)의 내충성징도와 그들이 벼멸구에 미치는 생물학적 영향을 비교검토 코자 본 실험을 실시하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 통일품종은 다른 한국장려품종에 비해 약간 내성을 보이나 감수성이었으며 식이 및 산란선호성이 높았다. 2. 저함성품종인 Mudgo, MGL-2, ASD-7 등은 식이 선호성이 매우 낮았으나 산란선호성은 오히려 높았다. 3. 감수성품종인 수원 214와 저항성품종인 ASD-7간에 벼멸구의 산란성은 각 품종 단독구에서는 수원 214에 많은 산란량을 보이나 두 품종 공동산란구에서는 ASD-7에 압도적으로 많은 산란을 보였다. 4. 감수성품종(T(N)-1, 수원 213-1, 수원 214)과 저항성품종(ASD-7, Mudgo)에서 사육한 벼멸구의 난기, 부화율은 차이가 없었으나 1) 약충기는 저항성품종에서 길고 감수성품종에서 짧았으며, 2) ② 부화율은 수원 213-1 , 수원 214 에서 매우 높았고 T(N)-1에서 였으며 저항성품종에서는 로 매우 낮았고 3) 성충암컷의 수명은 저항성품종에서 1일 이내로 매우 짧았으나 T(N)-1, 수원 213-1, 수원 214에서 각각 13.4일, 14.4일, 21.2일이었다. 4) 성충의 총 산란수는 수원 214와 수원 213-1에서 각각 4,913개, 4,068개로서 T(N)-1의 932개에 비해 매우 많았고 저항성품종에서는 산란하지 못하고 죽었다.

본시험은 1966년 필리핀에 있는 국제수도연구소에서 벼멸구의 생태에 관한 시험을 위하여 벼멸구를 대량으로 집단접종사육하여 오딘 중 cage내 갑자기 벼멸구의 밀도가 줄고 장님노린재가 무수히 번식되고 있는 것을 관찰한 후 Hawaii에 있는 Bishop Museum, Dr. ASHLOCK 씨에이 장님노린재에 대한 동정을 의뢰함과 동시에 벼멸구에 대한 포식성을 조사한 결과 벼멸구의 포식식능력은 장님노린재를 산난된 도엽에 접종하였을 때 5일후 포식난율이 인대 대하여 벼멸구 고충에 대하여서는 접종 1일 후, 2일 후 , 3일 후 4일 후 의 포식률로서 매우 놀라운 포식능력을 보여주었다. 이 장님노린채는 벼멸구뿐만 아니라 다른 멸구류의 밀도를 제압할 수 있기 때문에 단장조건하에서는 벼멸구류의 피해를 미연에 경감시킬 수 있는 유리한 천적이라고 생각되며, 금후 이의 실제적인 이용면에 대한 연구가 기대된다.

This experiments were carried out to know the response to Brown Planthopper(BPH) resistance genes at rice seedling stage using Biotype 1 for develoment of resistant cultivars. Varieties with Bph1, Bph3 and Bph18 genes showed a very strong resistance response, Bph2, Bph6, bph7 and Bph9 genes exhibited moderate resistance. bph5 and bph8 gene retention varieties and Nampyeongbyeo showed a very weak sensitivity in response to BPH. After 72 hours, Nampyeong(no gene) and IR72(Bph3 gene) were showed a feed-preference 690% and 0%, respectively. Results of Antixenosis and seedling resistance response to BPH were grouped into similar by specific resistance genes. Ten days after inoculation, BPH survival rate of vareities with resistance genes were below 30%, whereas Nampyeongbyeo was more than 70%. The results showed that Bph3 and Bph18 genes are highly resistant response against BPH, these genes are very useful for improve the rice cultivars with various resistance genes

Brown planthopper (BPH) is a phloem sap-sucking insect pest of rice, which causes severe yield loss annually. Gayabyeo, a Tongil type rice variety, is known to have broad spectrum resistance to BPH. Before, it was estimated that Gayabyeo has at least two BPH resistance genes. We started a research for mapping resistance genes of Gayabyeo. We did a cross between Taebaekbyeo, a BPH susceptible Tongil type rice variety, and Gayabyeo, We grew F1 plants in winter season of 2014-2015, and planted F2 population in this year. About 100 DNA markers (SSR and InDel markers) showing polymorphism between Gayabyeo and Tabaekbyeo were selected. In addition, we are going to do resequencing Gayabyeo and Taebaekbyeo using Illumina Hiseq2000 to find much more DNA polymorphisms between the two varieties and develop new markers for mapping. The BPH response data will be acquired using F3 plants from the cross between Gayabyeo and Taebaekbyeo next year. In a while, crosses between Gayabyeo and high quality japonica rice varieties are being carried out to introduce BPH resistance genes of Gayabyeo into japonica high quality rice varieties. We expect to develop new DNA markers for BPH resistance genes of Gayabyeo through mapping and produce several japonica high quality rice lines harboring those genes at the end of this project.

‘친들’은 국립식량과학원 벼맥류부에서 2012년도에 벼멸구 저항성을 가진 HR22538-GHB-36-4와 고품질이며 수량이 우수한 익산471호를 교배하여 육성한 친환경재배적응 고품질 복합내병충성 우수 품종이다. ‘친들’은 서남부해안지 및 평택이남 평야지(충남, 전남북, 경남북) 보통기 보비재배에서 이앙부터 수확까지 124일의 생육일수를 가진다. 간장은 83츠 이며 내도복성이다. 병해충 저항성은 벼멸구, 벼흰잎마름병 K1, K2, K3 균계, 벼줄무늬잎마름병에 강하다. ‘친들’은 쌀알이 맑고 투명하며 중립종이다. 비교품종인 남평벼 보다 단백질이 5.9%로 낮고 밥맞이 매우 좋다. 수량성은 3년간 지역적응성 시험 결과 5.61 MT/ha 이다. ‘친들’은 복합내병충성 육종에 있어 매우 유용한 유전자원으로 사용될 것이다.

작물학적 특성을 신속히 보완하며 확충할 수 있는 이점을 가지고 있는 돌연변이 육종을 통해 육성된 유용형질발현 돌연변이계통들의 다양한 작물학적 특성과 병해충 저항성은 유용한 유전자원으로 평가되고 있으며, 병해충 저항성에 대한 돌연변이 계통의 유용형질들을 교배를 통해 고품질 벼의 보완을 위해 이전하는 것이 용이하다. 농촌진흥청 국립식량과학원에서는 국내 육성 자포니카 벼 품종인 남일에 EMS를 돌연변이원으로 활용하여 도열병 및 벼멸구 저항성 돌연변이 후대계통인 Namil(EMS)-bl10,bph1를 육성하였다. 염색체 상에 Namil(EMS)-bl10,bph1의 도열병 및 벼멸구 저항성에 관련된 유전자좌위를 표지하기 위해 Namil(EMS)-bl10,bph1 x 밀양23호로부터 유래한 F2 97 개체로부터 도열병과 벼멸구에 대한 저항성을 검정하고 60개 SSR 마커의 유전자형을 검정하여 연관성분석(association analysis)을 수행하였다. 분자마커의 유전자형과 저항성 간의 연관성분석 결과, Namil(EMS)- bl10,bph1 의 도열병 및 벼멸구 저항성에 관여하는 주동유전자위는 12번 염색체 중단의 RM1337 및 RM0277에 각각 표지 되었다.

‘안미’는 농촌진흥청 국립식량과학원과 국제미작연구소 간의 협력으로 분자육종법을 이용하여 2010년에 육성한 중만생 고품질 복합내병충성 품종이다. 지역적응시험을 3개년(2008~2010)간 수행한 결과, ‘안미’는 중부평야지에서 보통기 보비재배 시 출수기는 8월 15일로 ‘화성’보다 5일 늦은 중만생종으로 쌀수량은 보통기 표준재배에서 5.76 MT/ha로 ‘화성’보다 11% 증수되었다. ‘안미’는 ‘화성’에 비해 간장(77 cm)은 작고 수당립수는 많으나 등숙비율은 다소 낮았다. ‘안미’는 현미 장폭비가 1.84인 단원형이며 백미는 심복백 발현이 거의 없어 맑고 투명하다. ‘안미’의 알카리 붕괴도와 단백질 함량은 ‘화성’과 비슷하고 아밀로스 함량은 조금 낮았반면, 식미평가에서 밥맛은 매우 양호하였다. ‘안미’의 재배시험 과정 중 위조현상은 관찰되지 않았으며 성숙기 하위엽 노화는 늦은 편이었다. ‘안미’는 ‘화성’에 비해 수발아에 둔감하였고 내랭성 평가 중 적고는 나타나지 않았으나 임실율은 다소 낮았다. ‘안미’는 도열병, 벼흰잎마름병(K₁, K₂, K₃), 줄무늬잎마름병 및 벼멸구에 강한 저항성을 발현하였다.

본 연구는 벼멸구, 벼흰잎마름병, 벼줄무늬잎마름병에 저항성인 자포니카 복합내병충성 품종을 조기에 확보하고자 약배양을 수행하여 목표 저항성 유전자 조합의 우량 고정계통을 개발하고 육성 과정 중에 발생할 수 있는 문제점을 파악하여 병해충 저항성 육종사업에 반영하고자 수행하였다. 벼흰잎마름병과 벼줄무늬잎마름병에 저항성인 우량 계통 HR26234- 12-1-1과 벼멸구, 벼흰잎마름병, 벼줄무늬잎마름병에 저항성인 SR30071-3-7-23-6-2-1-1을 인공 교배한 F1을 약배양하여 213개 고정계통을 육성하였다. HR26234는 Xa3+xa5, Stvb-i, SR30071은 Bph18, Xa4, Stvb-i를 가지고 있는 것으로 확인되었다. 이들 유래 약배양 계통들은 모두 Stvb-i를 가지고 있었고, Bph18+Xa3, Bph18+Xa4, Bph18+Xa3+xa5, Bph18+Xa4+xa5, bph18+Xa3, bph18+Xa4, bph18+Xa3+ xa5과 bph18+Xa4+xa5의 조합이 확인되었다. 약배양 집단에서 xa5+Bph18(또는 bph18)+Stvb-i 조합이 발생하지 않았고 Bph18 보유 계통이 bph18 보다 적게 발생하는 등 segregation distortion이 발생하였다. Bhp18을 보유하며 벼멸구에 저항성인 계통들이 감수성인 계통들에 비해 간장이 컸다. 선발된 Bph18+Xa4+xa5+Stvb-i 조합의 계통은 단간이면서 벼멸구, 벼흰잎마름병, 벼줄무늬잎마름병에 저항성을 나타내었으나, 낮은 수량성과 일부 불임의 발생, 단간임에도 도복에 안정적이지 못한 특성을 나타냈다. 병해충에 대한 저항성 육종사업에서 약배양을 활용하여 조기에 육종 목표를 달성하고자 할 경우에 segregation distortion이 발생하여 편의 된 변이가 발생할 수 있고, 저항성 유전자 도입 시 linkage drag에 의해 예기치 못한 열악형질 특성이 나타날 수 있음을 고려하여 신중하게 목표에 접근하여야 할 것으로 생각한다.

The Brown planthopper (Bph) is one of the most serious pests of rice affecting rice yield and quality throughout the country. Combining the Bph resistance in the existing quality japonica cultivars is an important breeding target in Korea. Wide crosses using several strains of AA-genome wild rices, O.rufipogon have been used to produce the primary germplasm which is highly resistant to Bph. By repeated backcrossing, the resistance gene was introgressed in the background of two japonica cultivars, Ilpum and Hwaseong. Among the advanced backcross progenies, the ten BC2F3 lines were identified as the highest resistance in the comparative Bph bioassay with other resistant sources. The 24 polymorphic markers spanning the twelve chromosomes were tested for association with marker genotypes and resistance/susceptibility reaction in the 80 BC2F3 lines, RM3748 on the chromosome 7 showed the highest association.

‘친농’은 중만생 고품질 복합내병충성 품종육성을 목적으로 2000/2001 동계에 국립식량과학원 벼맥류부에서 ‘익산450호’를 모본으로 하고 ‘YR21258-GH3’를 부본으로 인공교배하여 육성한 친환경재배 적응성 품종이다. ‘친농’의 출수기는 남서해안지 및 남부평야지 보통기 보비재배에서 8월 16일로 남평벼와 비슷한 중만생 품종으로 주당수수는 12개로 ‘남평벼’와 비슷하며 수당립수는 많으며, 천립중은 약간 무거운 편이다. ‘친농’은 도열병 저항성은 ‘남평벼’보다 강한 편이다. ‘친농’은 흰잎마름병 레이스 K1, K2 및 K3에 강하며 줄무늬잎마름병 및 벼멸구에 강하다. ‘친농’은 불시출수와 위조현상은 없다. ‘친농’의 내냉성은 ‘남평벼’와 비슷하게 약한 편이고 수발아율은 11%로 ‘남평벼’보다 높다. 또한 ‘친농’의 포장도복은 ‘남평벼’보다 강한 편이다. ‘친농’의 쌀알은 맑고 심복백이 없다. 단백질과 아밀로스함량은 ‘남평벼’와 비슷하고밥맛은 ‘남평벼’와 비슷하게 양호한 편이다. ‘친농’의 제현율과 도정율은 ‘남평벼’보다 약간 높으나, 완전립율과 완전미도정수율은 ‘남평벼’보다 낮은 편이다. ‘친농’의 쌀수량은’08~’10 3년간 실시한 지역적응시험 보통기 보비재배에서6.00 MT/ha로 ‘남평벼’보다 7% 증수되었다. 이모작재배에서의 수량은 4.97MT/ha로 ‘남평벼’와 비슷하였다. 만식재배에서의 수량은 5.07MT/ha로 ‘남평벼’보다 6% 증수되었다.

Brown planthopper (BPH) is a destructive insect pest of rice in Korea. Identification and the incorporation of newBPH resistance genes into modern rice cultivars are important breeding strategies to control the damage caused by BPH. To expand genetic resource against BPH in Korea, we screened more than 2,500 mutant lines, which were derived from EMS treatment on Namil, a high yielding Korean japonica cultivar. One mutant line, Namil(EMS)M2-1463-1-1-1-1, designated as ‘Namil(EMS)-bl10,bph1’ performed high level of resistance against BPGH and rice blast, while the wild type, Namil, performed highly susceptible to rice blast as well as BPH. A mapping population was constructed by using F2 progeny lines derived from cross between Namil(EMS)-bl10,bph1 and Milyang23, a BPH susceptible Tongil type cultivar. DNAs prepared from F2 individuals were used for SSR marker based linkage map skeleton, and F2:3 seeds were subjected to BPH infestation to infer resistance level of corresponding F2 plant. Association analysis between marker genotype and evaluated survival ratio of each progeny line were used to localize the putative chromosomal location(s) involved to BPH resistance. The location was initially located on the subterminal region of the long arm of chromosome 12 flanked by the SSR markers RM1337 and RM277, where at least three BPH resistance genes, Bph1, Bph18, and Bph21, were localized previously.

The Brown planthopper (BPH) is one of the most serious pests of rice affecting rice yield and quality throughout the country. AA genome wild rice, O.rufipogon is a useful source of insect resistance to BPH. To broaden the BPH resistance in the existing quality japonica cultivars, crossess were made between a highly susceptible quality rice cultivar, Ilpumbyeo, and five accessions (acc.106109, 106286, 106424,105908,80671) of O.rufipogon. Among 126 F8 RIL lines evaluated for Bph resistance at NICS, the highly resistant 22 introgression lines were identified and Ilpumbyeo*2/O.rufipogon (acc.105908) showed different genotype at the marker loci of Bph1, Bph18 and the resistance reaction to BPH in the BC1F2 population fitted to 3:1 segregation mode, indicating the possible new dominant resistance gene might be involved. Polymorphism between Ilpumbyeo and resistant line was low with 36 (27%) SSR markers among 130 markers detected. Currently mapping population of BC2F2 is established and SSR marker analysis will be carried out to find out the resistance loci.

본 연구에서는 관행의 교배육종과 DNA 마커를 이용한 MAS의 접목을 통하여 벼멸구 저항성과 관련된 단점을 보완하고, 효율적으로 도열병, 줄무늬잎마름병, 흰잎마름병, 벼멸구, 끝동매미충 저항성이 집적된 복합내병충성 우량계통을 육성하고자 수행하였다. 교배모본으로는 완전미율이 높고, 끝동매미충에 저항성인 '남평'과 단간이면서 흰잎마름병에 저항성인 '주남'을 반복친으로 사용하였고, 벼멸구저항성 유전자 Bph1을 가지고 있지만 간장이 크고 재배안전성이 미흡한

Brown planthopper (BPH) is a serious insect pest of rice crop throughout rice growing countries, and yield loss due to its infection can be up to 60%. This study aimed to evaluate efficiency of molecular markers for screening BPH resistance accessions among 86 aromatic rice germplasm Eighty-six accessions of aromatic rice germplasm included two accessions of Tongil type (bred in Korea), 28 accessions of japonica type and 56 accessions of indica type. We applied eight STS markers (pBPH9, pBPH19, pBPH20, pBPH21, AJ09-b, RG457L, RG457B, and 7312.T4A) which were linked to four of BPH resistance genes, Bph1, Bph13(t), Bph10, and Bph18(t) respectively. One japonica type accession, 415XIr352, and six indica type accessions possessed one or four positive bands when tested with four STS markers linked to Bph1 gene. One indica type aromatic rice, Basmati9-93, showed the target bands linked to the Bph10 gene. The other accessions did not show same fragments as the respective resistant lines. Bph13(t) is the most widely introduced resistance gene and only one accession showed positive bands implying that this accession might harbor Bph10 and Bph18(t) genes. Three aromatic accessions, Domsiah, Khao Dawk Mali 105 and 415XIr352 showed gene pyramiding of Bph1 and Bph13(t). Two indica aromatic rice, Ds 20 and Basmati 9-93, possessed at least two BPH resistance genes, Bph1, Bph18(t) and Bph13(t), Bph18(t), respectively. These results indicates that aromatic rice germplasm have narrow diversities of BPR resistance genes.

벼멸구 저항성 Bph18 유전자를 가진 SR30071-3-7-23-6-1-1-1계통과 감수성인 '새누리'를 교배하여 육성한 약배양집단 192계통에 대해 벼멸구 저항성 유전자 Bph18이 벼의 수량구성요소에 미치는 영향을 검토하였다. 벼멸구 저항성 유전자 Bph18과 밀접히 연관된 7312.T4A 마커의 유전자형을 분석한 결과, 저항성 유전자형을 가진 계통은 24계통이었고 감수성 유전자형을 가진 계통은 168계통이었다. 벼멸구 저항성 유전자 Bph18은

도복과 관련된 주요 형질인 초장, 3절간장, 좌절중 등에 대한 QTL을 분석을 수행하였으며 도복과 벼멸구 저항성과의 연관 관계에 대한 QTL 및 유의성을 분석하였다. 1. 초장, 3절간장, 모멘트, 도복지수, 좌절중과 같은 도복관련 형질에 대한 QTL을 분석하여 총 13개의 유의성 있는 QTL이 6개의 염색체상에서 확인되었다. 2. 벼멸구 저항성과 주요 농업형질관련 QTL과의 연관관계를 분석한 바, 7번과 8번 염색체 상의 qBPR7, qBPR8은 각각 모멘트(qMo7)와 도복(q3rdin8) 관련 QTL에 연관되어 있었다. 3. Mapping 집단을 저항성 계통군과 감수성 계통군으로 나누어 8개 형질에 대한 차이를 조사한 바, 3절간장과 도복 지수에서 두 집단간에 유의성이 인정되었다. 4. 저항성을 가지는 계통은 간장 및 3절간장 등이 ‘삼강’의 영향으로 ‘낙동’에 비하여 짧은 경향이었으며 이는 신장과 관련된 도복성향에 있어 본 집단에서는 벼멸구 저항성이 강하게 연관이 되었다는 분석결과를 찾을 수 없었다.

벼멸구 저항성 유전자의 mapping, 벼멸구 저항성 관련 QTL 분석, 주요 농업형질과 벼멸구 저항성과의 관계 분석 등에 관한 연구를 수행 하여 얻은 결과는 다음과 같다. 벼멸구 저항성을 가진 통일형 벼인 '삼강'과 자포니카형 벼인 '낙동'을 교배하여 양성된 F_1의 약을 배양하여 육성된 120 DH 계통을 유전자 지도 작성을 위한 mapping 재료로 이용 하였다. Maker 검정에서 양친에 다양성을 나타낸 SSR 73, STS 89개 등 총 162

본 연구에서는 벼멸구 저항성 개통 육성과정 중에 수행한 PS와 MAS system간의 선발 효율을 정확성, 소요시간, 소요비용 등의 요인으로 비교･분석함으로써 MAS system의 선발 효율을 제시하고, 이를 이용하여 효과적인 MAS system을 구축하고 실용화하기 위한 방안을 제시하였다. DNA marker를 이용하여 벼멸구 저항성 개체를 선발하고 MAS 체제를 확립하기 위하여 ‘삼강/낙동’ 조합의 F2집단, RIL(F6), DH집단, 여교잡집단(BC6F5)을 대상으로 PS와 marker 검정을 병행하여 두 검정 방법 간에 각 잡종집단 및 세대별 저항성과 감수성 계통(개체)의 비율을 비교한 바 95%이상 일치하였다. MAS 체제와 PS간의 선발효율을 비교한 바 MAS는 PS에 비해 약 32%의 비용이 절감되었고, 검정에 소요되는 기간도 기존의 PS에서는 30일인데 비해 MAS에서는 7일로 크게 단축되었다. 이 결과를 바탕으로 MAS에 의한 벼멸구 저항성 계통 선발 체계를 확립 할 수 있었다.