Abstract
This study was conducted to develop breeding lines carrying bacterial blight resistance genes, Xa2, Xa3, xa5, and Xa21 for enhancing the resistance of early maturing glutinous japonica rice. Resistant lines were developed by backcrossing into early maturing glutinous elite cultivar, Sangjuchalbyeo and phenotypic selection for bacterial blight resistance and agronomic traits. Selected lines were confirmed the incorporation of the resistance genes using DNA markers and evaluated the resistance reaction against four Korean and eleven Philippine bacterial bight races. HR24465 line carrying Xa2 was resistant to Korean races K1, K2, and Philippine race 9a. HR24666 line carrying Xa3 was moderately resistant or resistant to races except for Korean race K3a and Philippine race 6. Resistant lines carrying xa5 were resistant to all races except for Philippine race 6. HR24669 line carrying Xa21 was moderately resistant or resistant to races except for Korean race K1 and Philippine race 10. Yield-related traits of breeding lines exhibited similar characteristics to Sangjuchalbyeo. These resistant lines could be useful breeding materials for improving the resistance of early maturing glutinous japonica rice against Xanthomonas oryzae pv. oryzae.
-
Keywords: Rice; Bacterial blight; Resistance gene; Glutinous; Early maturing
서 언
벼흰잎마름병은
Xanthomonas oryzae pv.
oryzae에 의한 세균성 병으로 벼를 재배하는 대부분의 국가에서 발생하여 많은 피해를 주는 병 중 하나이다(
Mew 1987). 벼흰잎마름병 방제용으로 몇 가지 화학약제가 개발되어 사용되고 있으나 방제효과가 낮아 저항성 품종 재배가 가장 경제적이고 효율적 인 방제 수단으로 알려져 있다(
Mew 1987,
Shin et al. 2011).
찰벼는 차진 밥을 좋아하는 우리 민족의 밥의 질감개선을 위해 사용하여 왔고, 술, 떡, 한과, 약식 등 찹쌀로 다양한 가 공품을 만들어 이용하여 왔다(
RDA 2010). 2013년까지 농촌 진흥청에서
du 유전자에 의한 중간찰벼를 제외한 wx에 의한 찰벼 품종은 한강찰, 백운찰, 한강찰1호 등 통일형 3품종과 신선찰벼, 화선찰벼, 백옥찰 등 자포니카형 20품종이 개발되 었다. 자포니카형 찰벼는 벼흰잎마름병에 대한 저항성이 일반 자포니카형 밥쌀용 벼 품종에 비해 취약하다. 20개 품종 중 우리나라 벼흰잎마름병 K1 균계에 강한 품종인 화선찰벼 (1992년 개발), 설향찰(1999), 보석찰(2004) 3품종과, K1, K2, K3에 강한 품종인 눈보라(2006), 백설찰(2007), 백옥찰 (2008) 3품종 등 6품종만이 벼흰잎마름병에 저항성 품종이다 (
Park et al. 2011). 자포니카 조생종 찰벼는 1990년에 진부찰 벼가 개발되어 상주찰벼(1997), 조생흑찰(2004), 적진주찰과 청백찰(2010), 진미찰과 눈큰흑찰(2012) 등 6 품종이 개발되 었으나 모두 벼흰잎마름병에 대한 저항성이 없다.
벼흰잎마름병에 대한 다양한 저항성 유전자를 가지는 근동 질 유전자 계통의 개발은 저항성 육종사업에서의 저항성 수 여친으로의 활용뿐만 아니라 병원균과 기주의 상호작용과 저 항성 기작의 분자 유전학적 연구에 이용되는 등 다양한 연구 의 재료로 활용될 수 있다(
Shin et al. 2000). 인디카형 IR24, 인디카/자포니카 교잡인 통일형 밀양 23호와 자포니카형 도 요니시키 배경에
Xa1, Xa2, Xa3, Xa4, xa5, Xa7, xa8, Xa10, Xa11이 도입된 단일 저항성 유전자 근동질 계통이 개발(
Ogawa et al. 1991)되었고, IR24에 야생벼
O. longistaminata에서 유 래한
Xa21이 도입된 근동질 계통이 개발되었다(
Ronald et al. 1992). 우리나라에서는 통일형인 밀양 23호와 자포니카형인 수원 345호, 이리 390호, 밀양 95호 배경에
Xa1, Xa2, Xa3가 도입된 근동질 계통이 개발(
Shin et al. 1994,
Shin et al. 1998)되었고, HP744-2-1, 장성벼, 칼로스, DV85의 저항성 유 전자를 수원 345호에 도입한 근동질 계통이 개발되었다(
Shin et al. 2000). 또한 병원성이 강한 새로운 벼흰잎마름병 균계 인 K3a에 저항성을 나타내는
Xa4, xa5, Xa21을 수원 345호 배경에 도입한 근동질 계통도 개발되었다(
Kim et al. 2011).
가공용 쌀로서 가장 많이 소비되고 있는 찹쌀은 현재 수준 의 쌀 생산 기반을 유지하면서 과잉 공급 문제를 해소하기 위 한 새로운 수요 창출을 위해 그 중요성이 대두되고 있다 (
Song et al. 2013). 최근 평야지에서 수확철 노력 분산, 추석 전 햅쌀 출하, 이모작 등 작부체계의 다양화 등으로 조생종 재배면적이 크게 증가하고 있는 추세이다(
Park et al. 2012). 벼흰잎마름병 저항성이 부족한 찰벼와 조생종 품종이 발병상 습지에서 재배됨에 따라 피해가 우려되고 있다.
본 연구는 자포니카형 내도복 다수성 조생 찰벼인 상주찰 벼 배경에 벼흰잎마름병 저항성 유전자 Xa2, Xa3, xa5, Xa21 을 도입한 저항성 계통을 육성하고 우리나라와 필리핀 벼흰 잎마름병 균계에 대한 저항성 반응을 조사하여 조생종 찰벼 의 벼흰잎마름병 저항성 증진을 위한 육종소재로 활용하기 위해 수행하였다.
재료 및 방법
시험재료 및 재배방법
벼흰잎마름병에 저항성인 자포니카형 조생 찰벼 계통을 육 성하고자 내도복 다수성이면서 자포니카형 조생 찰벼 품종인 상주찰벼를 반복친으로 이용하였다. 벼흰잎마름병 저항성 유 전자의 수여친으로
Xa2는 HR13722계통,
Xa3는 HR13723 계통(
Shin et al. 1998)을 이용하였고,
xa5는 DV85로부터 저 항성을 도입한 HR15204계통(
Shin et al. 2000)을 이용하였 다. 또 다른
xa5와
Xa21의 수여친으로는 인디카 IRBB5와 IRBB21로부터 자포니카 수원 345호 배경에 저항성유전자가 도입된 계통을 이용하였다(
Kim et al. 2011). 육성된 벼흰잎 마름병 저항성 고정계통에 대해서 저항성 유전자를 표지할 수 있는 DNA 분자표지를 이용하여 저항성 유전자 도입 여부 를 확인하였고 선발된 계통들을 상주찰벼를 비교품종으로 하 여 2008, 2009년에 재식거리 30 × 15 cm로 주당 3본식, 구 당 120 주 가량을 2반복으로 이앙하여 생산력 검정시험을 수 행하였다. 시비량은 N-P
2O
5-K
2O를 90-45-57 kg/ha으로 질 소는 기비 : 분얼비 : 수비를 50 : 20 : 30 비율로 분시하였고, 인산은 전량 기비로, 칼륨은 기비 : 수비를 70 : 30 비율로 분 시하였다. 그 밖의 재배 방법은 농촌진흥청 표준 재배법을 따 랐다.
Xa2, Xa3, xa5, Xa21이 도입된 자포니카 조생 찰벼 계통 에 대해서 반복친인 상주찰벼와 인디카 벼흰잎마름병 판별품 종인 IR24, IRBB2, IRBB3, IRBB5, IRBB21를 이용하여 우 리나라와 필리핀 벼흰잎마름병 균계에 대해서 저항성 반응을 조사하였다. 우리나라 벼흰잎마름병 대표 균계로 K1 (HB1013 균주), K2 (HB1013), K3 (HB1015), K3a 균계 (HB1009)를 이용하였고, 필리핀 균계로 race 1 (PXO61), race 2 (PXO86), race 3B (PXO79), race 3C (PXO340), race 4 (PXO71), race 5 (PXO112), race 6 (PXO99), race 7 (PXO145), race 8 (PXO280), race 9a (PXO339), race 10 (PXO341)를 이용하였다. 벼흰잎마름병 저항성 검정은 국립 식량과학원 벼맥류부 저항성 검정 포장과 필리핀 국제미작연 구소 검정 온실에서 수행하였다. 균계 별로 엽선단 약 3 cm 부위를 가위 절엽접종(
Kauffman et al. 1973)하여 접종 후 2 주 후에 가장 긴 병반을 가진 3개 엽의 병반장을 측정하여 평 균한 값을 이용하였으며, 질적 저항성은 평균 병반장이 5 cm 이하는 저항성(R; resistant), 5~10 cm는 중도저항성(MR; moderately resistant), 10 cm이상은 이병성(S; susceptible) 으로 구분하였다(
Shin et al. 2011).
농업 및 수량 관련 형질 조사
생산력 검정시험에 공시된 재료의 출수기를 조사하고 성숙 기에 시험구별 10개체에 대해서 간장, 수장, 수수를 측정하였 다. 출수 후 45일에 시험구별로 3주를 예취하여 등숙률 및 수 당립수를 측정하고, 수량 조사는 80주를 예취하여 정조수량 을 측정한 다음 이 중 1.5 kg에 대해 정현기로 제영하여 정현 비율을 측정하고, 80주 정조수량에 정현비율을 곱하여 현미 수량을 구하였다. 현미수량에 현백률 0.92를 곱하여 10a당 백 미수량으로 환산하였다. 정현된 현미를 가지고 현미천립중을 측정하였고 도정된 백미를 보고 찰벼 여부를 확인하였다.
저항성 유전자 확인
Genomic DNA 추출은 공시 재료에 대해서 CTAB 방법 (
Murray & Thompson 1980)을 일부 수정하여 수행하였다. 벼흰잎마름병 저항성 유전자
Xa2, Xa3, xa5, Xa21를 확인하 기 위해 대상 유전자와 밀접하게 연관된 DNA 분자 마커인 16PFXa1 (
Shin et al. 2006), 9643.T4, 10603.T10Dw (
Park et al. 2013), U1/I1 (
Wang et al. 1996)을 이용하였다(Table
1). PCR은 10 ng의 DNA와
AccuPower® PCR PreMix (Bioneer Co., Korea)를 이용하여 My-Genie 96 Thermal block (Bioneer Co., Korea)에서 수행되었다. PCR 반응은 16PFXa1은 94°C에서 5분간 초기변성 후 94°C 30초, 60°C 30초, 72°C 1분간 총 35회 반복하였고, 9643.T4은 94°C에서 5분간 초기변성 후 94°C 40초, 63°C 40초, 72°C 1분간 총 40 회 반복하고, 72°C에서 5분간 반응하였다. 10603.T10Dw과 U1/I1은 95°C에서 4분간 초기변성 후 95°C 30초, 65°C 또는 56°C (U1/I1) 30초, 72°C 1분간 총 35회 반복하고, 72°C에서 10분간 반응하였다. 증폭된 PCR 산물 4 μl를 16PFXa1은 3U EcoR V와 37°C에서 2시간, 9643.T4는 2U
Taqα I와 65°C에서 3시간, 10603.T10Dw는
Rsa I와 37°C에서 3시간 제한효소 처리하였다. U1/I1에 의한 증폭 산물은 제한효소 처 리 없이 전기영동에 이용하였다. EtBr이 포함된 2% agarose gel에서 전기영동 후 UV transilluminator를 이용하여 유전자 형을 판정하였다.
Table 1.Gene-specific PCR primers used for the identification of bacterial blight resistance genes.
Table 1.
|
R-gene |
Chr.No. |
Marker name |
Primer sequences used for gene identification
|
Expected size (bp) |
Reference |
|
Forward(5’-3’), Reverse(5’-3’) |
|
|
Xa1
|
4 |
16PFXa1 |
ACGGTTCTGAAGGTCGTCAT TGCAAGAGCTCCGGTTTAAG |
201, 155 |
Shin et al. 2006 |
|
Xa3
|
11 |
9643.T4 |
AGCCGAGCAATGATACCGACA ACAACTGGGATCGAACCGACA |
290 |
Park et al. 2013 |
|
xa5
|
5 |
10603.T.10Dw |
GCACTGCAACCATCAATGAATC CCTAGGAGAAACTAGCCGTCCA |
280 |
Park et al. 2013 |
|
Xa21
|
11 |
U1/I1 |
ATAGCAACTGATTGCTTGG CGATCGGTATAACAGCAAAAC |
1,400 |
Wang et al. 1996 |
통계 분석
통계 분석은 SAS 프로그램(Version 9.2, SAS Institute Inc, Cary, North Carolina)을 이용하였다. 농업형질에 대한 평균을 기술 통계법으로 구하였고, 평균간 비교는 PROC ANOVA로 분산분석 후 유의성이 있을 경우 5% 유의수준에 서 Duncan’s Multiple Range test (DMRT)로 분석하였으며, PROC t-test를 이용하여 상주찰벼와 육성 계통들간의 농업형 질 차이를 비교하였다.
결과 및 고찰
벼흰잎마름병 저항성 계통 육성
자포니카 조생 찰벼의 취약한 벼흰잎마름병 저항성을 증진 하고자 내도복 다수성 조생 찰벼인 상주찰벼를 모본으로 하 여 저항성 유전자
Xa2, Xa3, xa5, Xa21이 도입된 저항성 계 통을 개발하였다. 저항성 유전자 수여친과 상주찰벼를 1회 여 교배한 BC
1F
1 종자를 생산하였고 우성 유전자인
Xa2, Xa3은 BC
1F
1 식물체부터 벼흰잎마름병 K1 균계를 접종하여 저항성 개체와 계통을 선발해 나갔으며
Xa21은 K3a 균계를 접종하 여 선발하였다. 열성 유전자인
xa5는 후대검정을 실시하여 BC
1F
1을 자식하여 생성된 BC
1F
2 집단에서부터 K1 균계를 접종하여 저항성 개체와 계통을 선발하여 계통육종법에 준하 여 세대를 진전하였다. 저항성 계통 육성 과정 중에 상주찰벼 와 출수기와 농업형질이 비슷하고 찰벼인 계통을 선발하였으 며, 선발된 BC
1F
5세대 계통들에 대해서 해당 저항성 유전자 를 표지할 수 있는 DNA 분자표지를 이용하여 저항성 유전자 도입 여부를 확인하였고 최종적으로 저항성 유전자
Xa2, Xa3, xa5, Xa21이 도입된 BC
1F
6 계통을 선발하였다(Table
2, Fig.
1).
Xa2는 4번 염색체 장완에
Xa1과 밀접하게 연관되 어 있기(
Yoshimura et al. 1994) 때문에 Xa1을 표지하는 마 커로 개발된 16PFXa1을 이용하여 확인하였고,
Xa3, xa5, Xa21은 해당 유전자를 표지하는 DNA마커를 이용하여 확인 하였다.
Table 2.Pedigree of breeding lines and donors carrying bacterial blight resistance genes.
Table 2.
|
Var./line |
Cross |
R-gene |
Generation |
Donor |
Cross |
|
|
Sangjuchalbyeo |
YR4117-99-1-1-2-4/YR4200-2-3-2-2 |
unknown
|
- |
- |
- |
|
HR24665-122-4-1-1 |
Sangjuchal*2/HR13722 |
Xa2
|
BC1F6
|
HR13722 |
Iri390*6/Rantai Emas |
|
HR24666-22-1-1-1 |
Sangjuchal*2/HR13723 |
Xa3
|
BC1F6
|
HR13723 |
Iri390*6/Chugoku69 |
|
HR24668-54-3-5-5 |
Sangjuchal*2/HR15204-42-3-2 |
xa5
|
BC1F6
|
HR15204 |
Suweon345*5/DV85 |
|
HR24673-128-2-3-5 |
Sangjuchal*2//Suwon345*4/IRBB5 |
xa5
|
BC1F6
|
IRBB5 |
IR24*5/IR1545-339 |
|
HR24669-56-4-1-1 |
Sangjuchal*2//Suwon345*4/IRBB21 |
Xa21
|
BC1F6
|
IRBB21 |
IR24*8/O. longistaminata
|
Fig. 1.PCR analysis of breeding lines to confirm resistance genes using the DNA markers. Xa2, Xa3, xa5, and Xa21 was confirmed by PCR product amplified with primer, 16PFXa1 (cleaved by EcoR V, A), 9643.T4 (Taqα I, B), 10603.T10Dw (cleaved by Rsa I, C), and U1/I1 (D), respectively. HR23966 and HR24670 were near-isogenic lines carrying xa5 and Xa21 in Suweon 345 genetic background, respectively.
벼흰잎마름병 저항성 반응
선발된 저항성 고정 계통의 우리나라와 필리핀 벼흰잎마름 병 균계에 대한 저항성 반응은 Table
3과 같다. 상주찰벼는 필리핀 race 9a를 제외하고 모두 이병성을 나타냈고
Xa2가 도입된 HR24465 계통은 우리나라 K1, K2 균계와 필리핀 race 9a에 저항성을 나타냈으며
Xa3가 도입된 HR24666 계 통은 우리나라 K3a와 필리핀 race 6을 제외하고 저항성 및 중도 저항성을 나타냈다. DV85와 IRBB5로부터
xa5가 도입 된 HR24668과 HR24673은 필리핀 race 6을 제외하고 모두 저항성 반응을 나타냈으며
Xa21이 도입된 HR24669는 우리 나라 K1 균계와 필리핀 race 10을 제외하고 저항성 및 중도 저항성을 나타냈다. 인디카 IR24, IRBB2 (
Xa2), IRBB3 (
Xa3)는 필리핀 race 9a에 이병성을 나타낸 반면 저항성 유전 자가 밝혀지지 않은 자포니카형 상주찰벼, HR24665 (
Xa2), HR24666 (
Xa3)은 저항성을 나타내 이 균계에 대해서 생태 형간 균계 특이적 반응을 나타냈다. 저항성 유전자가 확인되 지 않은 자포니카형 수원 345호도 이 균계에 저항성 반응을 나타내(
Kim et al. 2011) 이들 자포니카형 자원에 다른 저항 성 유전인자가 존재하는 지에 대한 확인이 필요하리라 생각 된다.
xa5는 여러 나라에서 벼흰잎마름병에 광범위한 저항성 반응을 나타내어 주요 저항성 유전자로 이용되고 있으며 우 리나라에서도 실용적인 재배품종에 도입되어 활용(
Park et al. 2013)되고 있는데 DV85와 IRBB5로부터
xa5가 도입된 HR24668과 HR24673은 필리핀 race 6을 제외하고 모두 저 항성 반응을 나타내 자포니카 조생종 찰벼의 벼흰잎마름병 저항성 증진을 위한 저항성원으로 활용 가치가 높다고 생각 한다.
Xa21이 도입된 HR24669는 우리나라 K1 균계와 필리 핀 race 10을 제외하고 저항성 및 중도 저항성을 나타내어 현 재 문제시 되는 K3a에 대응할 저항성원으로 이용이 가능하 나, 우리나라 전역에
Xa21을 침해하는 벼흰잎마름병 균주가 광범위하게 존재(
Lee et al. 1999)하고 우점 균계인 K1에 이 병성을 나타내 이를 보완할 수 있는 다른 유전자와의 집적이 필요하다(
Kim et al. 2009,
Park et al. 2012) 하여 다른 유전 자 특히
xa5와의 결합을 통한 이용이 바람직하리라 생각한다.
Table 3.Resistance reaction of breeding lines with the genetic background of Sangjuchalbyeo and indica near isogenic lines against Korean and Philippine bacterial blight races.
Table 3.
|
Var./line |
Cross |
R-gene |
Korean racez
|
Philippine racey
|
|
K1 |
K2 |
K3 |
K3a |
Race1 |
Race2 |
Race3B |
Race3C |
Race4 |
Race5 |
Race6 |
Race7 |
Race8 |
Race9a |
Race10 |
|
|
Sangjuchalbyeo |
Recurrent parent |
unknown |
Sx
|
S |
S |
S |
S |
S |
S |
S |
S |
S |
S |
S |
S |
R |
S |
|
HR24665 |
Sangjuchal*2/ HR13722 |
Xa2
|
R |
R |
S |
S |
S |
S |
S |
S |
S |
S |
S |
S |
S |
R |
S |
|
HR24666 |
Sangjuchal*2/ HR13723 |
Xa3
|
R |
R |
R |
S |
MR |
MR |
R |
MR |
MR |
MR |
S |
MR |
MR |
R |
MR |
|
HR24668 |
Sangjuchal*2/ HR15204-42-3-2 |
xa5
|
R |
R |
R |
R |
R |
R |
R |
R |
R |
R |
S |
R |
R |
R |
R |
|
HR24673 |
Sangjuchal*2// Suwon345*4/ IRBB5 |
xa5
|
R |
R |
R |
R |
R |
R |
R |
R |
R |
R |
S |
R |
R |
R |
R |
|
HR24669 |
Sangjuchal*2// Suwon345*4/ IRBB21 |
Xa21
|
S |
R |
R |
R |
R |
R |
R |
MR |
R |
R |
MR |
MR |
MR |
R |
S |
|
IR24 |
Recurrent parent for indica NILs |
Xa18
|
S |
S |
S |
S |
S |
S |
S |
S |
S |
S |
S |
S |
S |
S |
S |
|
IRBB2 |
IR24*5/Tetep |
Xa2
|
R |
R |
S |
S |
S |
S |
S |
S |
S |
S |
S |
S |
S |
S |
S |
|
IRBB3 |
IR24*5/ Chugoku45 |
Xa3
|
R |
R |
R |
S |
MR |
R |
R |
MR |
MR |
MR |
S |
MR |
MR |
S |
R |
|
IRBB5 |
IR24*5/ IR1545-339 |
xa5
|
R |
R |
R |
R |
R |
R |
R |
R |
S |
R |
S |
R |
R |
R |
R |
|
IRBB21 |
IR24*8/ O. longistaminata
|
Xa21
|
S |
R |
R |
R |
R |
R |
R |
MR |
R |
R |
MR |
MR |
MR |
MR |
S |
농업형질 특성 비교
육성된 저항성 계통들을 생산력 검정시험을 통해 반복친인 상주찰벼와 농업 및 수량 관련 형질 특성을 비교하였다(Table
4). 모든 계통이 찰벼이며 출수기와 수장, 수수, 정현비율 및 백미수량이 상주찰벼와 차이가 나지 않았다. HR24673 (
xa5)는 모든 형질에서 상주찰벼와 차이가 나지 않았으며, HR24669 (
Xa21)은 수당립수만 상주찰벼에 비해 많았다. HR24665 (
Xa2), HR24666 (
Xa3), HR24668 (
xa5) 은 상주찰벼에 비 해 간장이 작았고, HR24665 (
Xa2)와 HR24666 (
Xa3)은 수 당립수가 적었으며, HR24666 (
Xa3)와 HR24668 (
xa5)은 등 숙률이 높았으며, HR24665 (
Xa2)와 HR24668 (
xa5)는 현미 천립중이 낮는 등 일부 형질에서 차이를 보였다. 벼흰잎마름 병 저항성 유전자
Xa2는 인디카 품종 Tetep,
xa5는 방글라데 시 Aus 품종인 DV85,
Xa21는 야생벼
O. longistaminata에 서 저항성이 유래하였다. 자포니카 유전자원은 협소한 유전적 배경으로 생물적 스트레스에 저항성인 유전자를 확보하는데 제한적으로 다른 생태형에서 저항성 유전자를 도입할 경우에 높은 불임, 불량한 초형 및 열악형질 수반(linkage drag) 등으 로 어려움이 따른다(
Jeung et al. 2005,
Park et al. 2014,
Ronald et al. 1992). 본 논문에서 이용된 저항성 유전자 수여 친인 HR13722 (
Xa2)와 HR13723 (
Xa3)는 인디카 Rantai Emas와 자포니카 Chukoku69의 저항성원을 이리 390호에 5 회 여교배하여 육성한 계통(
Shin et al. 1998)이고 HR15204 (
xa5)는 방글라데시 Aus 품종인 DV85를 수여친으로 하고 수원 345호를 반복친으로 하여 4회 여교배된 계통(
Shin et al. 2000)이며, 또 다른
xa5와
Xa21의 수여친은 인디카 IRBB5 와 IRBB21을 수원 345호에 3회 여교배한 계통(
Kim et al. 2011)들로 여교배와 육성과정을 통해 농업형질 특성을 자포 니카형으로 회복시켜 불임, 불량한 초형 등 열악형질을 개선 한 계통들이다. 이를 이용하여 개발된 조생 찰벼 저항성 계통 들은 1회 여교배만 수행하여 근동질 유전자 계통으로써는 부 족한 점이 있으나 선발과정 중에 모본인 상주찰벼의 농업형 질 특성을 기준으로 선발압을 가하여 육성되었기 때문에 상 주찰벼에 준하는 농업형질 특성을 지니고 있다.
Table 4.Yield-related traits of breeding lines and Sangjuchalbyeo at yield trial.
Table 4.
|
Var./Line |
R-gene |
Heading date (DASz) |
Culm length (cm) |
Panicle length (cm) |
No. of panicles per hill |
No. of spikelets per panicle |
Ratio of ripened grain (%) |
1,000 grain weight of brown rice (g) |
Brown/ro ugh rice ratio (%) |
Milled rice yield (kg/10a) |
Remark |
|
|
Sangjuchalbyeo |
unknown
|
93ay
|
74a |
19a |
12a |
104ab |
82.1a |
21.9a |
79.1a |
458a |
glutinous |
|
|
HR24665 |
Xa2
|
94ansx
|
70a*
|
19ans
|
14ans
|
84b**
|
81.6ans
|
20.7b**
|
78.8ans
|
441ans
|
glutinous |
|
HR24666 |
Xa3
|
93ans
|
69a**
|
19ans
|
13ans
|
86b*
|
89.9a*
|
21.6ans
|
77.7ans
|
435ans
|
glutinous |
|
HR24668 |
xa5
|
95ans
|
69a*
|
19ans
|
13ans
|
102abns
|
89.6ans
|
20.7b*
|
78.6ans
|
475ans
|
glutinous |
|
HR24673 |
xa5
|
93ans
|
71ans
|
19ans
|
12ans
|
90bns
|
83.8ans
|
21.8ans
|
78.8ans
|
434ans
|
glutinous |
|
HR24669 |
Xa21
|
92ans
|
73ans
|
19ans
|
12ans
|
114a*
|
86.5ans
|
21.9ans
|
79.0ans
|
463ans
|
glutinous |
찰벼와 조생종 벼 품종은 벼흰잎마름병 저항성에 대한 중 요성이 일반 밥쌀용이나 중만생종에 비해 비교적 적게 인식 되어 왔고 이에 대한 저항성 육종사업이 부족하였다. 쌀 소비 촉진을 위한 가공용 쌀로서 가장 많이 이용되고 있고 그 중요 성이 대두되고 있는 찰벼와 평야지에서 수확철 노력 분산, 추 석전 햅쌀 출하, 이모작 등 작부체계 다양화 등으로 재배면적 이 크게 증가하고 있는 조생종 품종이 벼흰잎마름병 발병 상 습지에서 재배됨에 따라 피해가 우려되고 있는 상황에서 이 번에 상주찰벼 배경에 Xa2, Xa3, xa5, Xa21이 도입된 저항성 계통은 벼흰잎마름병 저항성이 부족한 자포니카형 조생 찰벼 의 저항성 강화를 위하여 유용한 육종소재로 활용될 것이다. 또한 찰벼와 조생종 품종 육종사업 시에 벼흰잎마름병에 대 한 중요성을 재인식하고 교배모본 선정과 육성 과정에서 저항 성을 도입할 수 있도록 노력을 기울여야 할 것으로 생각한다.
적 요
자포니카형 조생 찰벼의 벼흰잎마름병 저항성 증진을 위하 여 내도복 다수성 조생 찰벼인 상주찰벼 배경에 벼흰잎마름 병 저항성 유전자 Xa2, Xa3, xa5, Xa21을 도입한 저항성 계 통을 여교배와 벼흰잎마름병 생물검정을 통해 육성하였고, 해 당 저항성 유전자를 표지하는 DNA 분자 마커를 이용하여 저 항성 유전자 도입 여부를 확인하였으며 우리나라 벼흰잎마름 병 균계 네 개와 필리핀 11개 균계를 대상으로 저항성 반응을 조사하였다. Xa2가 도입된 HR24465 계통은 우리나라 K1, K2 균계와 필리핀 race 9a에 저항성을 나타냈으며 Xa3가 도 입된 HR24666 계통은 우리나라 K3a와 필리핀 race 6을 제 외하고 저항성 및 중도 저항성을 나타냈다. xa5가 도입된 HR24668과 HR24673은 필리핀 race 6을 제외하고 모두 저 항성 반응을 나타냈으며 Xa21이 도입된 HR24669는 우리나 라 K1 균계와 필리핀 race 10을 제외하고 저항성 및 중도 저 항성을 나타냈다. 육성된 계통들은 상주찰벼와 같이 조생이면 서 찰벼였고 출수기와 수장, 수수, 정현비율 및 백미수량이 상 주찰벼와 차이가 나지 않았다. 상주찰벼 배경에 Xa2, Xa3, xa5, Xa21이 도입된 저항성 계통은 벼흰잎마름병 저항성이 부족한 자포니카형 조생 찰벼의 저항성 강화를 위하여 유용 한 육종소재로 활용될 것이다.
사 사
본 논문은 농촌진흥청 연구사업(과제번호: PJ008710)의 지 원에 의해 이루어진 것임.
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