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문제 정의
- 1987a). 따라서 본 연구는 유묘기에 벼잎집무늬마름병 저항성을 평가함으로써 군락내 미세기상, 초형 및 꽃피는 시기 등의 영향을 최소화하여 벼잎집무늬마름병에 대한 고도의 저항성을 가진 유전자원을 선발할 목적으로 수행하였다.
- 벼 재배포장에서 벼잎집무늬마름병이 심하게 발병한 시기에 벼잎집무늬마름병의 발병이 적거나 발병하지 않은 국내외 육성품종 및 수집 유전자원과 농촌진흥청 국립농업과학원 농업유전자원센터에서 보유한 벼잎집무늬마름병 저항성 유전자원을 분양받아 총 40품종 및 유전자원을 벼잎집무늬마름병 저항성원을 탐색하기 위해 활용하였다. 벼잎집무늬마름병 저항성 QTLs 분석에 많이 활용되는 Lemont 품종 및 Jasmine 85 품종(Pan et al.
제안 방법
- 농업적 특성 조사를 위해 수원에서 4월 25일 파종하고 30일묘를 5월 25일에 재식거리 30×15 cm, 주당 1본으로 이앙하고 완효성 비료를 질소시비량 기준 9 kg/10a 수준으로 전량 기비로 시비하여 재배하였다.
- 벼 재배포장에서 벼잎집무늬마름병이 심하게 발병한 시기에 벼잎집무늬마름병의 발병이 적거나 발병하지 않은 국내외 육성품종 및 수집 유전자원과 농촌진흥청 국립농업과학원 농업유전자원센터에서 보유한 벼잎집무늬마름병 저항성 유전자원을 분양받아 총 40품종 및 유전자원을 벼잎집무늬마름병 저항성원을 탐색하기 위해 활용하였다. 벼잎집무늬마름병 저항성 QTLs 분석에 많이 활용되는 Lemont 품종 및 Jasmine 85 품종(Pan et al. 1999; Zou et al. 2000; Liu et al. 2009)을 각각 감수성 및 저항성 체크품종으로 활용하였으며 진부벼, GL33 등 조생종 6품종, 가야벼, OR100-9 등 중생종 11품종, 주안벼, CR141-5130-232 등 중만생종 14품종, IR64, Rusty Late 등 만생종 9품종 등 40품종에 대해 출수기, 간장, 수장 등 농업적 특성을 평가하였다. 농업적 특성 조사를 위해 수원에서 4월 25일 파종하고 30일묘를 5월 25일에 재식거리 30×15 cm, 주당 1본으로 이앙하고 완효성 비료를 질소시비량 기준 9 kg/10a 수준으로 전량 기비로 시비하여 재배하였다.
- 따라서 벼잎집무늬마름병 저항성원을 탐색한 후 저항성 반응을 균주별로검토해 볼 필요가 있다. 벼잎집무늬마름병 저항성에 대해 40개 유전자원의 대부분이 45% 이상의 병반형성비율을 나타내었으며(Fig. 1) 벼잎집무늬마름병의 발병은 출수기, 간장 또는 벼키와 연관성이 높으며 대체로 출수가 늦고 벼키가 큰 경우 벼잎집무늬마름병에 대해 강한 반응을 나타내므로(Kim et al. 1987b, 1988, 1989; Pan et al. 1999; Zou et al. 2000; Srinivasachary et al. 2001) 주요 농업적 특성 및 병반형성비율에 대한 주성분분석을 수행하였다. 그 결과 제1주성분과 제2주성분으로 벼 유전자원들에 대한 특성을 83%이상을 설명할 수 있었고 제1주성분과 제2주성분을 설명하는 주요한 요인으로 각각 간장과 병반형성비율이었다 (Table 4, Fig.
- 2007) 페트병으로 덮고 시험구 주변을 비닐로 씌워 벼잎집무늬마름병의 발병을 유도하였다. 저항성 평가는 접종 10일 후 감수성 품종인 Lemont가 벼잎집무늬마름병에 의해 70% 이상으로 심한 피해를 받은 시점에 병반형성비율을 비교하여 평가하였다. 병반형성비율은 전체 식물체의 줄기 및 각 잎의 길이에 대한 병반길이의 비율로 나타내었다.
대상 데이터
- 벼잎집무늬마름병에 대한 저항성 검정은 농촌진흥청 국립농업과학원 농업유전자원센터에서 분양받은 AG-1(IA)그룹에 속하는 벼잎집무늬마름병균(KACC No. 40101)을 PDA(Potato Dextrose Agar, 39 g/1 L 1분동안 전자렌지에서 녹이고 121℃에서 15분간 멸균) 평판배지에 균사가 형성된 agar조각을 잘라서 뒤집어 놓고 22～24℃에서 명상태로 배양하였다. 균사체가 증식되면 균사만을 붓이나 약스푼 등으로 모아서 PDB(Potato Dextrose Broth, 24 g/1 L 1분동안 전자렌지에서 녹이고 121℃에서 15분간 멸균) 액체배지에 20여 균사체를 넣고 암상태에서 130～140 rpm으로 교반하면서 7～10일간 배양하면 균사체 덩어리가 형성된다.
이론/모형
- 농업적 특성 조사를 위해 수원에서 4월 25일 파종하고 30일묘를 5월 25일에 재식거리 30×15 cm, 주당 1본으로 이앙하고 완효성 비료를 질소시비량 기준 9 kg/10a 수준으로 전량 기비로 시비하여 재배하였다. 농촌진흥청 농업과학기술 연구 조사분석기준(농촌진흥청 2003)에 준하여 출수기, 간장 등 농업적 특성을 조사하였다.
- 병반형성비율은 전체 식물체의 줄기 및 각 잎의 길이에 대한 병반길이의 비율로 나타내었다. 도열병에 대한 저항성 검정은 농촌진흥청 잎도열병 밭못자리 검정 방법에 준하여 6월 하순에 파종하고 파종 후 30일에 잎도열병 이병 정도를 조사하여 농촌진흥청 농업과학기술 연구조사분석기준(농촌진흥청 2003)에 따라 저항성 반응을 평가하였다. 흰잎마름병에 대한 저항성 검정은 흰잎마름병(K1) 균주를 가위절엽접종방법으로 시험재료의 엽신을 잘라 접종하고 접종 3주 후 병반이 형성된 정도에 따라 농촌진흥청 농업과학기술 연구조사분석기준(농촌진흥청 2003)에 준하여 저항성 반응을 평가하였다.
- 도열병에 대한 저항성 검정은 농촌진흥청 잎도열병 밭못자리 검정 방법에 준하여 6월 하순에 파종하고 파종 후 30일에 잎도열병 이병 정도를 조사하여 농촌진흥청 농업과학기술 연구조사분석기준(농촌진흥청 2003)에 따라 저항성 반응을 평가하였다. 흰잎마름병에 대한 저항성 검정은 흰잎마름병(K1) 균주를 가위절엽접종방법으로 시험재료의 엽신을 잘라 접종하고 접종 3주 후 병반이 형성된 정도에 따라 농촌진흥청 농업과학기술 연구조사분석기준(농촌진흥청 2003)에 준하여 저항성 반응을 평가하였다.
성능/효과
- 1. 40개 벼 유전자원의 주요 농업적 특성은 파종 후 출수까지 일수는 62일에서 112일까지 분포하였고 간장은 최소 59 cm에서 129 cm 범위에 분포하였으며, 이삭길이는 가장 짧은 품종은 PL3212가 17 cm, 가장 긴 품종은 Moroberekan가 29 cm이었다. 수량 구성요소 중수수는 최소 5개에서 최대 15개 범위에 분포하였고, 수당립수는 최저 77개에서 최고 240개 범위에 분포하였다.
- 2. 인디카형 조생종 1품종, 중생종 8품종, 중만생종 10품종 및 만생종 2품종에 대해 벼잎집무늬마름병에 의한 평균 병반형성비율은 각각 27.2, 45.3, 58.1 및 36.0% 이었다. 자포니카형 조생종 5품종, 중생종 1품종, 중만생종 1품종 및 만생종 1품종의 벼잎집무늬마름병에 의한 평균병반형성비율은 각각 48.
- 40개의 벼유전자원 중 인디카형은 21개, 자포니카형은 14개, 통일형은 4개 및 열대자포니카형은 1개 품종이었으며 유묘기에 벼잎집무늬마름병에 대한 저항성을 검정한 결과는 Table 2와 같다. 21개 인디카형 품종들 중 조생종 1품종, 중생종 8품종, 중만생종 10품종 및 만생종 2품종에 대한 벼잎집무늬마름병에 의한 평균 병반형성비율은 각각 27.2, 45.3, 58.1 및 36.0%이었고 자포니카형 14품종들 중조생종 5품종, 중생종 1품종, 중만생종 8품종의 평균 병반 형성비율은 각각 48.8, 34.2, 56.9%이었다. 통일형 4품종 중중생종과 중만생종 각각 2품종의 평균 병반형성비율은 32.
- 3. 인디카형 중만생 품종 IR579-Es44와 IR64, 통일형 중생종 가야벼와 중만생종 아름벼 등 4품종은 벼잎집무늬마름병균 KACC No. 40101에 의한 병반형성비율이 22.9～27.2%로 중도저항성 반응을 보였다.
- 4. 벼잎집무늬마름병에 대해 중도 저항성을 나타낸 IR579-Es44, IR64, 가야벼 및 아름벼는 흰잎마름병에 대해 저항성이고 아름벼를 제외한 나머지 품종은 도열병에도 저항성을 보였으며 특히 간장이 작아 도복의 위험이 적고 기타 농업적 특성이 우수한 IR579-Es44, 가야벼, IR64는 각각 조생종, 중생종, 중만생 등 숙기별로벼잎집무늬마름병 저항성 품종을 육성하는데 활용할가치가 높을 것으로 생각된다.
- 2001) 주요 농업적 특성 및 병반형성비율에 대한 주성분분석을 수행하였다. 그 결과 제1주성분과 제2주성분으로 벼 유전자원들에 대한 특성을 83%이상을 설명할 수 있었고 제1주성분과 제2주성분을 설명하는 주요한 요인으로 각각 간장과 병반형성비율이었다 (Table 4, Fig. 2). 도복의 우려가 있는 키가 큰 유전자원은 벼잎집무늬마름병 저항성 품종을 육성하는데 어려움이 수반되나 병반형성비율이 낮고 키가 작은 유전자원(Fig.
- 평균 간장은 81 cm로 최소 59 cm에서 129 cm 범위에 분포하였고, 이삭길이는 평균 23 cm로가장 짧은 품종은 PL3212가 17 cm, 가장 긴 품종은 Moroberekan가 29 cm이었다. 수량 구성요소 중 평균 수수는 10개로 최소 5개에서 최대 15개 범위에 분포하였으며, 수당립 수는 최저 77개에서 최고 240개 범위로 평균 127개이었다. 현미천립중은 평균 22.
- 40개 벼 유전자원의 주요 농업적 특성은 파종 후 출수까지 일수는 62일에서 112일까지 분포하였고 간장은 최소 59 cm에서 129 cm 범위에 분포하였으며, 이삭길이는 가장 짧은 품종은 PL3212가 17 cm, 가장 긴 품종은 Moroberekan가 29 cm이었다. 수량 구성요소 중수수는 최소 5개에서 최대 15개 범위에 분포하였고, 수당립수는 최저 77개에서 최고 240개 범위에 분포하였다. 현미천립중은 평균 22.
- 0%이었다(Table 3). 이와 같은 결과에서 40개 유전자원의 생태형 및 숙기에 따른 벼잎집무늬마름병에 의한 병반형성비율에 대한 차이는 없는 것으로 나타났다. 인디카형 유전자원 중 조생 품종 IR579-Es44와 중만생 품종 IR64, 통일형 유전자원 중 중생종 가야벼, 중만생종 아름벼 등 4품종은 벼잎집무늬마름병균 KACC No.
- 이와 같은 결과에서 40개 유전자원의 생태형 및 숙기에 따른 벼잎집무늬마름병에 의한 병반형성비율에 대한 차이는 없는 것으로 나타났다. 인디카형 유전자원 중 조생 품종 IR579-Es44와 중만생 품종 IR64, 통일형 유전자원 중 중생종 가야벼, 중만생종 아름벼 등 4품종은 벼잎집무늬마름병균 KACC No. 40101에 의한 병반형성비율이 22.9～27.2%로 중도저 항성 반응을 보였다. CR141-5130-232 등 18품종들은 병반 형성비율이 30.
- 0% 이었다. 자포니카형 조생종 5품종, 중생종 1품종, 중만생종 1품종 및 만생종 1품종의 벼잎집무늬마름병에 의한 평균병반형성비율은 각각 48.8, 34.2, 56.9 및 69.0% 이었고, 통일형 품종은 중생종과 중만생종 각각 2품종의 평균 병반형성비율이 32.0 및 28.9% 이었다.
- 본 시험에 이용된 40개 품종의 출수기, 간장 등 주요 농업적 특성에 대한 평균치는 Table 1과 같다. 조생종은 6개, 중생종은 11개, 중만생종은 20개 및 만생종은 3개 품종이었으며 파종 후 출수까지 일수는 62일에서 112일까지 분포하 였고 평균 83일이었다. 평균 간장은 81 cm로 최소 59 cm에서 129 cm 범위에 분포하였고, 이삭길이는 평균 23 cm로가장 짧은 품종은 PL3212가 17 cm, 가장 긴 품종은 Moroberekan가 29 cm이었다.
- 9%이었다. 통일형 4품종 중중생종과 중만생종 각각 2품종의 평균 병반형성비율은 32.0 및 28.9%이었고 열대자포니카형은 1품종으로 Moroberekan의 병반형성비율은 69.0%이었다(Table 3). 이와 같은 결과에서 40개 유전자원의 생태형 및 숙기에 따른 벼잎집무늬마름병에 의한 병반형성비율에 대한 차이는 없는 것으로 나타났다.
- 조생종은 6개, 중생종은 11개, 중만생종은 20개 및 만생종은 3개 품종이었으며 파종 후 출수까지 일수는 62일에서 112일까지 분포하 였고 평균 83일이었다. 평균 간장은 81 cm로 최소 59 cm에서 129 cm 범위에 분포하였고, 이삭길이는 평균 23 cm로가장 짧은 품종은 PL3212가 17 cm, 가장 긴 품종은 Moroberekan가 29 cm이었다. 수량 구성요소 중 평균 수수는 10개로 최소 5개에서 최대 15개 범위에 분포하였으며, 수당립 수는 최저 77개에서 최고 240개 범위로 평균 127개이었다.
후속연구
- 2). 도복의 우려가 있는 키가 큰 유전자원은 벼잎집무늬마름병 저항성 품종을 육성하는데 어려움이 수반되나 병반형성비율이 낮고 키가 작은 유전자원(Fig. 2, 1; 아름벼, 7; 가야벼, 14; IR64 and 13; IR579-Es44)은 벼잎집무늬마름병 저항성 품종을 육성하는데 활용할 가치가 높을 것으로 생각된다. 또한 벼잎집무늬마름병은 식물체의 분얼개도, 초형 등 형태적 특성이나 생육시기 및 잎집의 위치, 질소비료 시비량 및 온도, 습도 등 군락내 미세기상에 따라 병발생의 차이를 나타내기 때문에(Tang et al.
- 2 g으로 현미 무게가 무거운 품종이다. 도열병 및 흰잎 마름병에 대해 저항성이고 간장이 작아 도복의 위험이 적으며 기타 농업적 특성이 우수한 IR579-Es44, 가야벼, IR64는각각 조생종, 중생종, 중만생 등 숙기별로 벼잎집무늬마름병 저항성 품종을 육성하는데 활용할 가치가 높을 것으로 생각된다(Table 5). 인디카 및 통일형 품종을 이용하여 벼잎 집무늬마름병 저항성 유전자를 자포니카로 이입할 때 불임, 미질저하 등 열악형질을 수반하는 어려움이 있으므로 벼잎 집무늬마름병에 대한 저항성을 가진 자포니카형의 중간모 본을 육성하거나 자포니카형의 유전자원을 지속적으로 탐색하여 벼잎집무늬마름병에 대한 저항성을 가진 유전자원을 확보함으로써 좀더 쉽고 빠르게 벼잎집무늬마름병 저항성 품종을 육성할 수 있을 것으로 생각된다.
- (2003) 에 의하면 분얼개도는 벼잎집무늬마름병 저항성 QTL과는 연관되어 있지는 않았으나 병발생과는 부의 상관을 나타내었으며 상위 2번째 잎의 각도는 벼잎집무늬마름병 저항성 QTL과 연관되어 있고 병발생과는 정의 상관을 나타낸다고 하여 벼잎집무늬마름병 저항성 품종을 육종할 때 분얼개도가 크고 상위 2번째 잎의 각도가 적은 계통을 선발하는 것이 유리하다고 하였다. 유묘검정시 벼잎집무늬마름병에 대해 중도 저항성을 나타냈던 유전자원은 대체로 분얼개도가커서 통풍이 잘되므로 식물체내 뿐만 아니라 식물체간에 온도 및 습도가 병발생에 불리한 조건의 초형을 갖추고 있으 므로 이후에 성체검정을 통해서 식물체의 초형과 벼잎집무늬마름병 저항성과의 관련성을 검토해 보아야 할 것이다. 벼잎집무늬마름병에 대한 저항성뿐만 아니라 간장, 출수기, 등숙률 및 수량성 등의 농업적 특성이 우수하고 도열병, 흰잎마름병 등 주요 병에 대한 저항성을 지닌 유전자원이 벼잎집무늬마름병 저항성 품종을 육성하는데 더욱 용이하다.
- 도열병 및 흰잎 마름병에 대해 저항성이고 간장이 작아 도복의 위험이 적으며 기타 농업적 특성이 우수한 IR579-Es44, 가야벼, IR64는각각 조생종, 중생종, 중만생 등 숙기별로 벼잎집무늬마름병 저항성 품종을 육성하는데 활용할 가치가 높을 것으로 생각된다(Table 5). 인디카 및 통일형 품종을 이용하여 벼잎 집무늬마름병 저항성 유전자를 자포니카로 이입할 때 불임, 미질저하 등 열악형질을 수반하는 어려움이 있으므로 벼잎 집무늬마름병에 대한 저항성을 가진 자포니카형의 중간모 본을 육성하거나 자포니카형의 유전자원을 지속적으로 탐색하여 벼잎집무늬마름병에 대한 저항성을 가진 유전자원을 확보함으로써 좀더 쉽고 빠르게 벼잎집무늬마름병 저항성 품종을 육성할 수 있을 것으로 생각된다.
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