밀양 204호는 작물과학원 영남농업연구소 생명공학연구팀이 직파적응 제초제저항성 벼 품종을 육성할 목적으로 '98년 bar 유전자를 동진벼에 아그로박테리움법으로 형질 전환하여 제초제저항성 벼를 양성하였다. '98/'99년 동계에 단간 내도복 양질인 주남벼를 인공교배하여 약배양 등 육종프로그램에 적용하여 우량계통을 선발하고 밀양 204호로 계통명을 부여하였다. GM 벼와 Non-GM 벼의 농업적 특성을 UPOV 및 국립종자관리소의 품종등록 기준에 따른 농업적특성 중 차이가 있었던 것은 엽색도, 지엽의 형태, 간장, 수당립수 등 이었다.
밀양 204호는 작물과학원 영남농업연구소 생명공학연구팀이 직파적응 제초제저항성 벼 품종을 육성할 목적으로 '98년 bar 유전자를 동진벼에 아그로박테리움법으로 형질 전환하여 제초제저항성 벼를 양성하였다. '98/'99년 동계에 단간 내도복 양질인 주남벼를 인공교배하여 약배양 등 육종프로그램에 적용하여 우량계통을 선발하고 밀양 204호로 계통명을 부여하였다. GM 벼와 Non-GM 벼의 농업적 특성을 UPOV 및 국립종자관리소의 품종등록 기준에 따른 농업적특성 중 차이가 있었던 것은 엽색도, 지엽의 형태, 간장, 수당립수 등 이었다.
This study was conducted to investigated the major characteristics of genetically modified rice of 'Milyang 204' originated from Dongjinbyeo compared to a non-transgenic rice varieties Dongjinbyeo and Jun-ambyeo. Basta resistant transgenic rice lines carrying bar gene produced by the Yeongnam Agricu...
This study was conducted to investigated the major characteristics of genetically modified rice of 'Milyang 204' originated from Dongjinbyeo compared to a non-transgenic rice varieties Dongjinbyeo and Jun-ambyeo. Basta resistant transgenic rice lines carrying bar gene produced by the Yeongnam Agricultural Research Institute were evaluated for their agronomic characters. The transgenic Japonica rice of 'Milyang 204' showed inferior phenotypic traits compared to a non-transgenic rice variety Dongjinbyeo and Junambyeo. On the basis of UPOV (Union Internationale Pour la Protaection des Obtentions Vegetables) and NSMO(National Seed Management Office) the transgenic 'Milyang 204' showed difference in some traits out of some agronomic traits, such as leaf color, angle of flag leaf, number of spikelets, culm length, white core and white belly compared to the non-transgenic varieties rice.
This study was conducted to investigated the major characteristics of genetically modified rice of 'Milyang 204' originated from Dongjinbyeo compared to a non-transgenic rice varieties Dongjinbyeo and Jun-ambyeo. Basta resistant transgenic rice lines carrying bar gene produced by the Yeongnam Agricultural Research Institute were evaluated for their agronomic characters. The transgenic Japonica rice of 'Milyang 204' showed inferior phenotypic traits compared to a non-transgenic rice variety Dongjinbyeo and Junambyeo. On the basis of UPOV (Union Internationale Pour la Protaection des Obtentions Vegetables) and NSMO(National Seed Management Office) the transgenic 'Milyang 204' showed difference in some traits out of some agronomic traits, such as leaf color, angle of flag leaf, number of spikelets, culm length, white core and white belly compared to the non-transgenic varieties rice.
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문제 정의
형질전환에 의해 개발된 제초제 (basta)저항성 벼 개발은 쌀의 지속적인 안전생산을 위한 양질품종의 육성과 직파재배 확대 등 한 차원 높은 생산비절감 재배기술 개발을 위하여 필연적이다. 따라서 작물과학원 영남농업 연구소에서는 형질전환으로 육성한 제초제 저항성 벼 밀양 204호의 주요 농업적특성을 형질전환모품종인 동진벼와 형질전환체를 인공교배한 주남벼를 대비품종으로 비교 검토하여 형질전환체를 이용한 벼 품종육성의 기초자료를 얻고자 본 시험을 수행하였다.
제안 방법
3%로 희석하여 유묘에 엽면살포하여 저항성인 개체를 선발하여 1999 년 동계에 단간 내도복 양질인 주남벼와 인공교배하였다. 2000년 하계에 F1을 양성하고, 이들을 PCR 분석을 통하여 제초제 저항성 유전자 bar 도입를 확인하였다. 이후 유전적으로 형질을 조기에 고정하고자 약배양을 실시하여 얻어진 1, 508 개체의 재분화 식물체를 '00/'01 동계온실에서 증식하며 제초제 저항성 유전자가 도입된 169개체 (A2)에서 채종하였다.
쌀의 미질특성조사에서 현미모양은 현미길이에 대한 폭의 정도를 실측하였으며 쌀의 심복백 정도는 계급을 1~9 까지하여 조사하였다. 아밀로스함량은 Juliano (1971)의 방법에 준해서 실시하였고, 알카리붕괴도는 1.
잎도열병 밭못자리 검정은 밀양과 상주에서 실시하였으며 밀양 204호와 대비품종 모두 잎도열병에는 저항성이 없었다. 그러 나 줄무늬 잎마름병 과 흰잎마름병 에는 모품종인동진벼는 저항성이 없었으나 인공교배 편친인 주남벼는 저항성이었고 제초제저항성인 밀양 204호도 주남벼와 동일하게 저항성 반응을 보였다.
제초제 저항성 벼의 농업적 특성조사는 시험재료를 각 지역의 표준재배시기에 따라 파종하고 이앙하였으며, 본답 시비량은 질소-인산-가리를 11-4.5-5.7 W10a 시용하였다. 시험구 배치는 난괴법 3반복으로 하였으며 기타 재배법은 영남농업 연구소 표준재배법 에 준하였다.
제초제저항성 벼 품종을 육성하고자 1998년 형질 전환이용이 한 동진벼에 바스타저항성' (bar)를 Agrobacterium 매개하여 식물체내로 도입시켜 제초제 저항성 형질전환체를 양성하였다. 형질전환에 이용된 bar은 영국의 존인네스연구센터에서 분양받은 것이며 운반체는 pSB-SU12로써 Trap Ds T-DNA 백터와 동일한 backbone을 가지며 35S 프로모터를 사용하였다.
대상 데이터
제초제저항성 벼를 양성하였다. '98/'99년 동계에 단간 내도복 양질인 주남벼를 인공교배하여 약배양 등 육종프로그램에 적용하여 우량계통을 선발하고 밀양 204호로 계통명을 부여하였다. GM 벼와 Non-GM 벼의 농업적 특성을 UPOV 및 국립종자관리소의 품종등록 기준에 따른 농업적 특성 중 차이가 있었던 것은 엽색도, 지엽의 형태, 간장, 수당립수 등 이었다.
이후 유전적으로 형질을 조기에 고정하고자 약배양을 실시하여 얻어진 1, 508 개체의 재분화 식물체를 '00/'01 동계온실에서 증식하며 제초제 저항성 유전자가 도입된 169개체 (A2)에서 채종하였다. 이들을 20이년 하계포장에 공시하여 농업적 형질이 우수한 42계통을 선발하고 미질 등 실내 검정을 통하여 7계통을 선발하였다. 이들 계통은 2002년에 생산력 검정을 통하여 수량 등 주요 농업형질이 우수한 YR23235Acp79 를 선발하여 "밀양 204호”로 계통명을 부여하였다 (Fig.
2000년 하계에 F1을 양성하고, 이들을 PCR 분석을 통하여 제초제 저항성 유전자 bar 도입를 확인하였다. 이후 유전적으로 형질을 조기에 고정하고자 약배양을 실시하여 얻어진 1, 508 개체의 재분화 식물체를 '00/'01 동계온실에서 증식하며 제초제 저항성 유전자가 도입된 169개체 (A2)에서 채종하였다. 이들을 20이년 하계포장에 공시하여 농업적 형질이 우수한 42계통을 선발하고 미질 등 실내 검정을 통하여 7계통을 선발하였다.
양성하였다. 형질전환에 이용된 bar은 영국의 존인네스연구센터에서 분양받은 것이며 운반체는 pSB-SU12로써 Trap Ds T-DNA 백터와 동일한 backbone을 가지며 35S 프로모터를 사용하였다.
이론/모형
시험구 배치는 난괴법 3반복으로 하였으며 기타 재배법은 영남농업 연구소 표준재배법 에 준하였다. 병 해충검정 이나 농업적 특성조사는 농촌진흥청 시험연구조사기준에 준하여 실시하였다 (농진청, 1995):
7 W10a 시용하였다. 시험구 배치는 난괴법 3반복으로 하였으며 기타 재배법은 영남농업 연구소 표준재배법 에 준하였다. 병 해충검정 이나 농업적 특성조사는 농촌진흥청 시험연구조사기준에 준하여 실시하였다 (농진청, 1995):
조사하였다. 아밀로스함량은 Juliano (1971)의 방법에 준해서 실시하였고, 알카리붕괴도는 1.7% KOH 용액에 쌀을 넣고 30℃에서 24시간 경과후 쌀의 퍼짐정도로 1 〜 7까지 계급으로 조사하였다 (Little 등 1958).
성능/효과
그러 나 줄무늬 잎마름병 과 흰잎마름병 에는 모품종인동진벼는 저항성이 없었으나 인공교배 편친인 주남벼는 저항성이었고 제초제저항성인 밀양 204호도 주남벼와 동일하게 저항성 반응을 보였다. 최근 영남지방 일부에서 발병이 빈번한 검은줄오갈병에는 포장에서 중정도의 저항성을 보였으며 멸구류에 대한 저항성은 없었다 (Table 6).
지역별로는 수원과 밀양에서 대비 품종인 동진벼와 주남벼보다는 다소 높았으나 익산에서는 낮은 수준이었다. 또한 대비품종에 비해 간장이 작고 이삭길이가 짧아 개체 간 작물생육량이 적은 것으로 보아 적응지역이 다를 것으로 판단되다. Yang 등 (2001)의 보고에서도 지역 환경에 따라 품종의 적응성이 다르다고 보고하여 본 시험과 유사한 결과 였다.
밀양 204호의 보통기 재배시 중 · 남부 평야지에서 파종 후 출수까지 평균일수는 106일로 대비품종인 동진벼나 주남벼 대비 1 일 빨랐으나 3개 지역별로 통계적 유의성은 없었다. 밀양과 수원은 비슷한 경향이고 익산은 주남벼보다 빠르고 동진벼보다 늦었다 (Table 1).
밀양 204호의 현미 입형은 동진벼와 비슷한 단원형이고 쌀의 심복백 정도도 동진벼나 주남벼 수준을 나타냈다. 아밀로스 함량이나 알카리붕괴도 등 이화학적 특성 역시 모품종과 비슷하였다 (Table 5).
착립밀도는 주남벼와 같이 조밀한 특성이고 벼알까락 길이는 없거나 매우 짧았다. 벼알 탈립성은 탈립이 잘 되는 동진벼에 비하여 탈립이 잘 안되는 편이었고, 부선 및 영색은 황백색이었다. 이삭의 추출정도는 추출이 양호한 동진벼와 이삭 추출이 덜되는 주남벼의 중간정도인 보통이었다 (Table 3).
Bashir 등 (2004)의 보고에 의하면 형질이 고정된 GM벼은 원품종 (Basmati) 대비하여 간장이나 초형이 다르다고하였다. 본시험에서 밀양 204호는 동진벼보다 간장이 작고 초형도 직립으로 다르지만 인공교배 편친인 주남벼와는 비슷한 특성을 보였다.
작물과학원 (수원), 영남농업연구소 (밀양), 호남농업연구소 (익산) 시험포장 3개소에서 지역적응성을 검토하기 위하여 밀양 204호를 시험한 결과, 평균 쌀수량이 5.55t/ha로 나타나 동진벼 대비 107%, 주남벼 대비 97%수준을 보였다 (Table 7). 지역별로는 수원과 밀양에서 대비 품종인 동진벼와 주남벼보다는 다소 높았으나 익산에서는 낮은 수준이었다.
짧았다. 착립밀도는 주남벼와 같이 조밀한 특성이고 벼알까락 길이는 없거나 매우 짧았다. 벼알 탈립성은 탈립이 잘 되는 동진벼에 비하여 탈립이 잘 안되는 편이었고, 부선 및 영색은 황백색이었다.
후속연구
Yang 등 (2001)의 보고에서도 지역 환경에 따라 품종의 적응성이 다르다고 보고하여 본 시험과 유사한 결과 였다. GM 벼와 Non-GM 벼의 농업적 특성에 대한 조사는 앞으로 형질전한벼 품종육성에 기초자료가 될 것으로 판단되며 좀더 다양한 지역과 환경에서의 검토가 필요할 것으로 판단된다.
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