본 연구는 환경스트레스 저항성이 증진된 페튜니아를 개발하기 위하여 NDPK2유전자 도입 형질전환 계통 NDPK2-7-1와 SOD2 유전자 도입 형질전환 계통 SOD2- 2-1-1-35간의 교잡에 의해 획득된 후대들의 비생물적 스트레스 저항성을 조사하기 위해 수행되었다. 비 생물적 스트레스 유발원인 메틸바이올로젠(methyl viologen, MV) 100 μM과 200 μM 처리에서 교잡후대들은 그들의 교배 모본 SOD2 유전자나 NDPK2 유전자가 단독으로 도 입된 형질전환 계통이나 비형질전환체 보다 메틸바이 올로젠에 의한 피해를 적게 받았다. 이는 SOD2 유전 자나 NDPK2 유전자가 단독으로 도입된 형질전환 계 통간 교잡에 의해 획득된 후대들이 그들의 교배모본 (SOD2 유전자나 NDPK2 유전자가 단독으로 도입된 형질전환 계통)이나 비형질전환체 보다 산화적 스트레 스에 대한 저항성이 증진되었음을 증명해 준다고 할 수 있다. 이들 교잡후대들은 초장 등 11종류의 양적형질의 특성이 비형질전환체에 비해 약간 길거나 짧긴 하였지 만 비형질전환체와 거의 유사하였으며, 꽃 색갈이나 모양 또한 그들의 교배모본 (SOD2 유전자나 NDPK2 유전 자가 단독으로 도입된 형질전환 계통)이나 비형질전환 체와 차이가 없었다.

국내 대학과 국립식량과학원 간의 협력 연구를 통해 확보된 32개 벼 형질전환 계통들 중 작물학적 성능이 유망한 11개 계통들에 대해 작물학적 특성과 미질 특성이 평가되었다. 주요 결과는 아래와 같다.1. 이들 계통들은 수량성, 환경스트레스저항성, 내병성에관여하는 7종의 유전자가 니폰바레, 낙동벼, 동진벼등에 형질전환 되어 육성된 계통들이다.2. 미질 특성과 관련된 11개 조사형질을 이용한 다변량분석결과, 형질전환에 이용된 모품종과 도입유전자들에 대한 각 형질전환 계통군들의 뚜렷한 집구현상은관찰되지 않았다.3. 실용적 측면에서는 작물학적 특성이 모품종과 유사하면서 미질 특성이 양호한 계통이 다수 확인되었다.4. 그러나 모품종의 유용한 작물학적 특성, 즉 ‘상품성’을온전히 견지하고 있다고 판단되는 계통은 선정하기 어려웠다.5. 도입할 유전자의 선정과 유전적으로 고정된 형질전환계통을 확보하는데 소요되는 경비와 시간을 고려할때, 향후 우량 벼 형질전환 계통의 육성효율을 제고하기 위해서는 기존에 비해 보다 구체적이며 차별화 된육종전략의 개발이 필요하다고 판단되었다.

국내 대학과 국립식량과학원 간의 협력 연구를 통해 확보된 32개 벼 형질전환 계통들에 대하여 주요 작물학적 특성및 수량성을 평가하였다. 이들 계통들은 수량성, 내병성, 스트레스저항성, 미질변이 등에 관여하는 17종의 유전자가 니폰바레, 낙동벼, 동진벼 등에 형질전환 되어 육성된 계통들이다. 주요 결과는 아래와 같다.1. 형질전환 계통들은 출수기, 간장, 수장, 수수 등의 주요작물학적 특성뿐만 아니라 수량성에서도 모품종과 상당한 차이를 보였다.2. 조사된 벼 형질 전환계통들에서 조사된 농업형질에 대한다변량분석 결과, 모품종에 비해 각 형질전환 계통군 내에서 관찰된 작물학적 상이성은 일정한 방향성이 없는무작위적이었으며, 그 변화폭도 3개의 모품종들의 작물학적 차이보다 훨씬 크게 관찰되었다.3. 따라서 우량 벼 형질전환 계통 육성의 효율성을 제고하기 위해서는 모품종에 형질전환 되어 발현될 유전자의우수성뿐만 아니라, 계통육성과정에서 다양한 유전학적요인에 의해 야기되는 ‘표현형 왜곡현상’을 적절히 제어할 수 있는 육종전략도 함께 고려되어야 할 것으로 사료되었다.

The latest report on draft genome of Brassica rapa sequence has been published. To elucidate the functions of a large population of these genes and to search efficiently for agriculturally useful genes, the Full-length cDNA Over-eXpressor (FOX) gene hunting system was used. The FOX library was transformed into rice by Agrobacteriummediated transformation. Approximately 1,150 FOX-rice lines were generated. Genomic PCR analysis indicated that the average length of FL-cDNAs was 900∼1,200 bp with functional annotation of many unknown function (35.5%). Most of the randomly selected transgenic rice lines showed overexpression (92%) and barely mRNA expression in the wild type Gopum. Moreover, 94% of the 850 transgenic rice lines were moderately tolerant (slightly yellow) to cold and 9 lines were tolerant (seedling light green). For the salinity evaluation, most of the transgenic lines (85%) were highly susceptible whereas seven lines were tolerant. In addition, morphological evaluation of rice lines showed minimal phenotypic alteration (12%). About 25.1 and 22% were earlier in terms of days to heading and chlorophyll contents, respectively. Further, 18% of FOX rice lines showed lower chlorophyll contents. Filled grains, number of tillers, panicle length, culm and plant height were relatively less variable among the lines. These results provided useful genes for functional analyses in the mechanisms of identified transgenic tolerant lines.

The rice water weevil (RWW), Lissorhoptrus oryzophilus are major pests of aquatic rice plant in Korea as well as throughout the country. Larvae of RWW sucking the nourishment on roots, causes a stunted root system and reduces grain yields. To prevent these damages, we constructed various plant expression vectors, which were harbored by insecticidal genes, cryBP1 and cryIIIa, and fused with the actin promoter and/or the modified RCg2 root-preferential promoters for expressing the insect-toxic genes in leaves and roots. A cryBP1 was cloned from Bacillus popilliae, producing crystal toxin against Japanese beetle, and CryIIIa was modified from the δ-endotoxin gene of Bacillus thuringiensis ssp. tenebrionis, encoding the coleoptera-specific toxin. The vectors containing the insecticidal genes were transferred into Oryza sativa japonica cultivar, Nakdong, by Agrobacterium -mediated transformation method. Several independent transgenic lines were selected by Southern blotting and Western blotting, confirming that cryBP1 and cryIIIa genes were stably integrated into the plant genomes and were expressed in transgenic plants. Upon insect bioassay using RWW, the mortality of insect larvae on cryBP1 and cryIIIa transgenic rice lines recorded up to 41% and 34%, respectively. These results suggested that the transgenic lines can be used to develop Coleoptera-resistant cultivars and could be valuable for later application in crop breeding for insect resistance.