통일품종의 도열병저항성 유전자구성과 저항성의 유전에 관련하는 이들 유전자의 상호관계를 구명하기 위하여 통일품종과 5개의 이병성 재래품종, 밀성, 팔굉, 신 2호, 중국 4.호 및 관동 89호 등을 교잡하여 얻어진 및 집단에 도열병균주 E-7과 100-14를 각각 주사 접종하여 그들의 분리비를 Chi-square test하였다. 1. 유전자분석에 사용된 도열병균주 E-7, T-1 및 100-14sms 일본판별품종에 의하여 각각 C-3, T-1 및 C-5로 동정되었다. 2. 식물체는 접종균주에 대하여 저항성 모품종과 동일한 수준의 저항성을 나타냈으며 이것은 도열병 저항성이 이병성에 대하여 완전우성임을 시사한 것으로 보였다. 3. 집단에서는 접종균주 E-7과 100-14에 대하여 저항성과 이병성의 분리비가 각각 3:1로 나타나 이들 균주에 대한 토일의 저항성은 단성유전을 하는 것으로 보였다. 4. 접종균주 E-7에 대하여 저항성인 집단에 100-14 균주를 2차로 접종한 저항성과 이병성이 3:1로 분리되어 이 두 균주에 대한 통일의 저항성은 서로다른 별개의 유전자에 의하여 발견되는 것으로 보였다. 5. 본 실험의 결과를 종합하면 접종균주 T-1, E-7 및 100-14에 대한 저항성은 서로 다른 유전자에 의하여 지배되므로 통일품종은 적어도 3개 이상의 도열병 저항성 유전자를 갖는 것으로 추정되었다.

통일품종이 가지는 도열병 저항성의 요인을 구명하기 위하여 수도체내에 함유하는 질소, 규산 및 Flavonoid함량을 분석하고 시비수준을 달리하여 재배한 풍광에서 이들 성분함량이 도열병 발병율에 미치는 영향을 조사하였다. 1. 수도체내 규산과 Flavonoid 함량은 질소 시비량과 반비례하고 규산 시비량과는 정비례하여 증가하였다. 2. 도열병 상습답에서의 도열병 발병율은 체내 질소함량에 정비례하고 규산함량에 반비례하였다. 3. 도열병에 대하여 저항성인 통일에서는 저항성의 요인이 되는 규산 및 Flavonoid의 체내함량이 이병성인 풍광에 비하여 현저히 높았다. 4. 규화세포의 수는 고엽일수록 많고 생육의 진전에 따라 증가하였으며 풍광에서 보다는 통일에서 현저히 높았다. 5. 이들 체내 성분의 함량은 통일이 갖는 도열병 저항성의 한 요인인 것으로 보였다.

Rice blast, caused by a fungus Magnaporthe oryzae, is one of the most devastating diseases of rice worldwide. Analyzing the valuable genetic resources is important in making progress towards blast resistance. Molecular screening of major rice blast resistance (R) genes was determined in 2,509 accessions of rice germplasm from different geographic regions of Asia and Europe using PCR based markers which showed linkage to twelve major blast R genes, Pik-p, Pi39, Pit, Pik-m, Pi-d(t)2, Pii, Pib, Pik, Pita, Pita/Pita-2, Pi5, and Piz-t. Out of 2,509 accessions, only two accessions had maximum nine blast resistance genes followed by eighteen accessions each with eight R genes. The polygenic combination of three genes was possessed by maximum number of accessions (824), while among others 48 accessions possessed seven genes, 119 accessions had six genes, 267 accessions had five genes, 487 accessions had four genes, 646 accessions had two genes, and 98 accessions had single R gene. The Pik-p gene appeared to be omnipresent and was detected in all germplasm. Furthermore, principal component analysis (PCA) indicated that Pita, Pita/Pita-2, Pi-d(t)2, Pib and Pit were the major genes responsible for resistance in the germplasm. The present investigation revealed that a set of 68 elite germplasm accessions would have a competitive edge over the current resistance donors being utilized in the breeding programs. Overall, these results might be useful to identify and incorporate the resistance genes from germplasm into elite cultivars through marker assisted selection in rice breeding.

Blast resistance of 29 rice cultivars confirmed as a durable resistance in the evaluation of sequential planting from 2004 to 2006 was evaluated to nursery screening in 14 test sites during 11 years in Korea. The average disease severity (ADS) of 29 rice varieties against rice blast showed 3.5 degree; however, the difference of disease severity among the varieties was from 1.9 to 4.8. The 29 varieties were grouped into resistance less than 3.0 ADS degree including 12 varieties and moderate resistance over 3.1 ADS degree including 17 varieties. Among the 12 rice cultivars presented low ADS, 4 rice cultivars, Ungwang, Pungmi 1, Sinunbong 1, and Dasan 1 were constantly appeared high resistant reaction during 11 years in all test sites and the others were showed various diseases severity across the test years and the test sites. Twenty-one rice cultivars including Gopum were more variable among the test sites while the others were higher variable among the test years. These results indicated that durable resistance test against rice blast using sequential planting is a very efficient screening method to predict durability and nursery test for long periods and also useful method to predict indirectly durable resistance of rice cultivars.

Rice blast caused by the fungal pathogen, Magnaporthe oryzae, is a serious disease affecting yield loss and decreasing its quality in rice production. Rice breeders in Korea have developed many japonica varieties showing resistance to blast. However, the blast resistance in most japonica varieties has broken down within a few years after they were released to farmers because of the spread of new virulent races of M. oryzae. There is the most effectiveness to look for novel resistant gene(s) that can express the resistance to broad-spectrum races in diverse environmental conditions. We identified a major QTL, qLB4.1 linked tightly to RM6352 and RM3643 in 52.6 cM region on chromosome 4 related to the resistance for isolate inoculation and nursery test, and neck blast from a Korean weedy rice, Geumleungaengmi33. This QTL explained 26.1∼28.6% and 45.3∼53.1% of total phenotypic variation by the allele of GL33 for isolate inoculation and nursery test, respectively. A line SR30058(52)-1-1 (Suweon545) that containing the QTL qLB4.1 was developed from Ilpum*4/GL33 by marker-assisted backcross method. This line showed resistant reactions to blast nursery test across regions and years, and resistance to neck blast at the hot-spot field in Jecheon. Suweon545 showed also durable resistance of lower 10% of diseased leaf areas (DLAs) in sequential planting method. This line screened by graphical mapping using 136 SSR markers that evenly distributed on 12 chomosomes. Suweon545 contained GL33 alleles of donor parent in a total of 12 loci (8.8%) including QTL region on chromosome 4. In future, Suweon545 would be useful to develop the broad-spectrum resistance variety in japonica rice breeding program.

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, 다양한 작물학적 특성 및 병해충 저항성에 대한 돌연변이 계통의 유용형질들을 교배를 통해 고품질 벼의 보완을 위해 이전하는 것이 용이한 이점을 가지고 있다. 농촌진흥청 국립식량과학원에서는 국내 육성 자포니카 벼품종인 남일에 아지드화나트륨을 돌연변이원으로 활용하여 단간이며 도열병 저항성 돌연변이 후대계통인 Namil(SA)- bl5를 육성하였다. 본 연구는 염색체상에서 Namil(SA)-bl5의 단간 특성과 도열병 저항성에 관련된 유전좌위를 탐색하고자 수행하였다. 주요 연구 결과로 Namil(SA)-bl5와 밀양23호간에서 유래한 F2 94 개체로부터 단간에 대한 표현형을 조사하고 68개 SSR 마커의 유전자형을 검정하여 연관분석(association analysis)을 수행한 결과 목표 유전좌위는 6번 염색체 중하단 부위와 7번 염색체 하단 부위로 간장의 단축은 주동유전자적 조절에 의한 것으로 추정되었다. 또한, 분자마커의 유전자형과 도열병저항성 간의 연관성평가를 수행한 결과를 보면, Namil(SA)- bl5의 도열병 저항성에 관여하는 주동 유전좌위는 12번 염색체 중단의 RM1337 좌위에 위치하는 것으로 추정되었다. 추후 목표 유전좌위에 대한 마커밀도를 선택적으로 높여 고밀도 유전자지도 작성함으로 초정밀 분자표지인자를 개발할 계획이다.

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.

One of the biotic stresses in rice production is rice blast disease caused by Magnaporthe oryzae, which is one of the most destructive fungal diseases in rice. We outlined an approach towards genome wide association study for the blast disease resistance in rice. In total, 295 rice accessions including 137 Heuristic Set accessions (HS) and 158 Korean Bred varieties (KB) were screened for the rice blast disease resistance. Firstly, Magnaporthe oryzae were inoculated to the rice seedlings of two weeks after germinations. Then, evaluation of the disease symptoms and checking the crossing point (CP) value were conducted one week after inoculation. To quantify the CP value, real-time polymerase chain reaction (PCR) was employed in combination with the primer pair and Taqman probe specific to Magnaporthe oryzae HYDROPHOBIN class 1 (MHP1) which is an indispensable unigene encoding HYDROPHOBIN for normal virulence expression. Based on these CP values from the PCR reactions containing a series of increasing concentration of cloned amplicon or fungal genomic DNA, correlation among the template’s copy number or its amount and amplification pattern was calculated. Reliability of this equation was further confirmed using the DNA samples from the rice leaves infected with compatible or incompatible strains of M. oryzae. These steps are still being undertaken, and after the complete process of disease resistance phenotyping for the whole population containing 295 accessions, GWAS will be performed to examine the associated genes involving in blast resistance mechanism using the whole genome resequencing data of 295 accessions. This approach would be a useful technique for identifying genetic loci responsible for natural variation in rice blast disease resistance and ultimately, new R genes which can improve the blast resistance in rice.

Rice blast disease caused by the fungal pathogen Magnaporthe oryzae is one of the most destructive rice diseases worldwide. Resistance to rice blast pathogen mostly shows a quantitative trait controlled by several genes. A total of 13 major blast resistance (R) genes were reported in a number of Korean rice varieties using molecular markers. The Pi-ta gene, which locates near to the centromere of chromosome 12, was haplotyping using 1790 accessions including cultivated and wild varieties in previous research. However, the genetic variations of other R genes in rice still not clear. Three R genes, Pi9, Pia, and Pib on chromosome 6, 11 and 2 respectively, were resequenced among 84 accessions of rice core set. Different types of halotype among the 84 accessions were detected. Some new SNPs and InDels found in exon part of R genes were expected to result into amino acid changes following analysis of the genetic code variations, and the germplam in this rice core set which are resistance to blast were explored. We are expecting to develop the new functional markers and incorporate of resistance genes into existing rice cultivars and finally these apply outcomes in breeding rice resistance to blast diseases.

‘화원5호’는 ‘일품벼’의 유전적 배경에 ‘모로베레칸’의 도열병 저항성 유전자가 이입된 근동질 계통을 육성하기 위해 ‘일품벼’와 ‘모로베레칸’을 교배하고, 계속적인 여교배와 MAS를 병행 실시하여 육성한 계통이다. ‘화원5호’는 ‘일품벼’의 유전적 배경에 염색체 1번, 4번 및 6번에 ‘모로베레칸’의 염색체단편이 이입된 것으로 나타났으며, 염색체 4번에 위치한 ‘모로베레칸’의 단편이 도열병 저항성을 증진시켰다. ‘화원5호’의 출수기는 보통기 재배에서 8월 19일로 ‘일품벼’와 동일한 중생종 품종이며, 천립중은 23.8 g으로 ‘일품벼’와 유사한 수준이었다. 완전미율은 ‘일품벼’에 비해 약간 낮았고, 아밀로스 함량은 ‘일품벼’보다 높았으나 통계적인 차이는 없었다. ‘화원5호’의 정조수량은 2005년부터 2006년간 실시한 생산력검정 시험에서 평균 6.53 MT/ha로 ‘일품벼’ 대비 102% 수준이었다. 4개 지역에서 2개년간의 밭못자리 검정 및 연계재배법을 이용한 도열병 검정 결과, ‘화원5호’는 ‘일품벼’에 비해 도열병 저항성이 증진된 것으로 나타났다. 생산력검정 시험 결과 조사된 형질 중 도열병저항성을 제외한 기타 형질에서는 ‘일품벼’와 유사한 근동질계통으로, 품종보호 출원 조건에 부합하여 ‘화원5호’로 명명하고 품종보호원을 출원하였다.

During the last decade, considerable progress has been made to understand the molecular mechanisms of M. grisea infection in rice plants and 10 rice blast R genes have been identified and characterized via map-based cloning methods. In case of rice germplasm, the genetic backgrounds of each germplasm accessions are not uniform and the evaluation for pathogenicity is difficult. To solve these problems, we applied the single resistance gene markers to rice germplasm accessions. A molecular survey was conducted to identify the presence of major blast resistance (R) gene in 363 accessions of Korea landrace rice germplasm. The results revealed that the resistance gene Pik-p (100%), Pib (98%), Pi-d(t)2 (98%) and Piz (76%) were widely observed in tested rice germplasm, but Pita-2, Pik and Pi39 gene were identified in less than 10 accessions. Most of landrace contain the four or five different resistant genes, but these results was not consist of field nursery screening. 13 accessions were shown the blast resistance in field nursery screening and Pik-p, Pib, Pi-d(t)2 and Piz genes were observed in these accessions. The evaluation results of blast resistance genes in rice germplasm will help in breeding of multi disease resistant varieties.

The objective of this study was to determine the genetic diversities of major rice blast resistance genes among 84 accessions of aromatic rice germplasm. Eighty four accessions were characterized by a dominant 11 set of PCR-based SNP and CAPS marker, which showed the broad spectrum resistance and closest linkage to seven major rice blast resistance (R) genes, Pia, Pib, Pii, Pi5 (Pi3), Pita (Pita-2), and Pi9 (t). The allele specific PCR markers assay genotype of SCAR and STS markers was applied to estimate the presence or absence of PCR amplicons detected with a pair of PCR markers. One indica accession, Basmati (IT211194), showed the positive amplicons of five major rice blast resistance genes, Pia, Pi5 (Pi3), Pib, Pi-ta (Pi-ta2), and Pik-5 (Pish). Among 48 accessions of the PCR amplicons detected with yca72 marker, only five accessions were identified to Pia gene on chromosome 11. The Pib gene was estimated with the NSb marker and was detected in 65 of 84 accessions. This study showed that nine of 84 accessions contained the Pii gene and owned Pi5 (Pi3) in 42 of 84 accessions by JJ817 and JJ113-T markers, which is coclosest with Pii on chromosome 9. Only six accessions were detected two alleles of the Pita or Pita-2 genes. Three of accessions were identified as the Pi9 (t) gene locus.

화원4호'는 '일품벼'의 농업적 특성에 모로베레칸의 도열병 저항성 유전자가 이입된 근동질계통을 육성하기 위해 '일품벼'와 모로베레칸을 교배하고, 계속적인 여교배와 MAS를 병행 실시하여 유망한 계통 CR502-3-2 계통을 선발하였다. 생산력검정 시험 결과 조사된 형질 중 도열병저항성을 제외한 기타 형질에서는 '일품벼'와 유사한 근동질계통으로, 품종보 호원 출원 조건에 부합하여 '화원4호'로 명명하고 품종보호원을 출원하였다. 1. 출수기는 보통기재배에서

본 연구는 국내 수집 잡초성벼에 존재하는 잎도열병 저항성 관련 유전자를 탐색하고, 이 저항성유전자와 연관된 분자마커를 탐색하는 것이다. 도열병에 감수성인 자포니카 품종인 낙동벼와 도열병에 강한 잡초성벼인 강화앵미11을 교잡하여 120개 RILs를 육성하여, 도열병 균주반응과 잎도열병 밭못자리검정을 통한 저항성 유전자 탐색에 이용하였다. 1. 총 45개 도열병 균주를 이용하여 양친들을 검정한 결과, 잡초성벼 강화앵미11은 25개 균주에 대하여 저항성 반응