평야지 적응성 향상을 위한 벼흰잎마름병 및 줄무늬잎마름병 저항성 유전자 집적 조생 계통 개발
Development of Early Maturing Rice Lines with Genes Conferring Resistance to Bacterial Blight and Rice Stripe Virus for Enhancing the Adaptability in Plain Area
2
조회
0
다운로드
7
인용
0
참고문헌
키워드
초록
본 연구는 조생종 벼의 평야지 적응성을 향상시키고자 벼흰잎마름병 및 줄무늬잎마름병에 대한 저항성 유전자가 집적된 저항성 계통을 개발하고 이들의 저항성 성능검정과 수량성 등 농업형질을 분석하여 육종사업에 반영하고자 수행하였다. Xa3를 가지고 있는 운광과 Xa4+xa5+Xa21+Stvb-i를 가지고 있는 SR30075 조합 계통을 모본으로 하여 분자표지를이용하여 저항성 유전자가 집적된 F3 계통을 선발하였고 운광에 여교배하였다. 여교배 이후에 K3a균계에 대한 생물검정및 수량성 등 농업형질에 대한 조사를 통해 RL1 (BC1F7), RL2-5 (BC2F6) 등 5개 조생종 저항성 계통을 육성하였다. 분자표지로 저항성 유전자를 확인한 결과 RL1은 Xa3+xa5+Xa21+ Stvb-i를 가지고 있었고 RL2, RL3와 RL5 는 Xa3+Xa21+ Stvb-i, RL4는 Xa21를 보유하고 있었다. 줄무늬잎마름병은저항성 유전자 Stvb-i의 유무에 의해서 저항성이 결정되었다. 벼흰잎마름병 유전자 조합 Xa3+xa5+Xa21과 Xa3+Xa21의계통의 경우 K1, K2, K3, K3a 균계 및 16개 수집 균주에 대해서 저항성 반응을 나타냈으며, K3a균계 접종시에 현미수량, 등숙률 및 현미 완전미율이 대조구와 차이가 없어 저항성증진을 위한 유망조합으로 판단되었다. RL1은 목표 저항성유전자를 가지고 있고 저항성 성능도 우수하였으나 간장이크고 도복에 불안정하였으며 수량이 운광의 80%로 낮고 미질이 좋지 않았다. RL5는 운광에 여교배가 2회 되어 선발된계통으로 저항성 유전자 Xa3+Xa21+Stvb-i를 가지고 있어 벼흰잎마름병 및 줄무늬잎마름병에 대한 효과적인 저항성원으로 판단되었고, 운광보다 단간으로 도복에 안정적인 특성을나타냈으며 다수성이고 미질이 양호하였다.
Abstract
This study was conducted to develop the early maturing rice lines with genes conferring resistance to bacterial blight and rice stripe virus to enhance the adaptability in plain area. Unkwang carrying Xa3 was used as a recurrent parent and SR30075 carrying Xa4+xa5+Xa21+Stvb-i was used as a donor parent. RL1(Resistant Line, BC1F7), RL2, RL3, RL4, and RL5(BC2F6) were bred through bio-assay of K3a race inoculation and phenotypic selection of agronomic traits. The presence of introduced genes was confirmed by testing the resistance levels against bacterial blight and rice stripe virus and then double-checked by using DNA marker. RL1 has all target genes, Xa3+xa5+Xa21+Stvb-i. RL2, RL3, and RL5 have Xa3+Xa21+Stvb-i whereas RL4 has only Xa21. Rice lines carrying Stvb-i showed resistance reaction to rice stripe virus. The combinations of bacterial blight resistant genes(Xa3+xa5+Xa21 and Xa3+Xa21) were found to be promising, as the rice lines carrying these genes enhanced a strong resistant reaction against 16 bacterial blight isolates. Also, the inoculation of K3a race did not alter the brown rice yield, ripened grain ratio and kernel quality of brown rice compared to control. Although RL1 containing all the target resistance genes showed excellent resistance performance, it is not suitable to cultivate in plain area due to instability to lodging, 80% yield level than Unkwang, and low grain quality. RL5 backcrossed twice with Unkwang was found to be a promising line due to its effective resistance gene combination, Xa3+Xa21+Stvb-i and good agronomic traits such as stability to lodging, higher yield and quality compared to Unkwang.
참고문헌 (22)
- Chung KY, "A new high yielding rice variety resistant to rice stripe virus ‘Milyang 15 (Nagdong)’", Res. Rept. NYAES, 17, pp.17~24 (1975)
- 하장성, "우리나라 작물 분포와 기후와의 관계 - 벼·월동 배추를 사례로 -", 한국기상학회지, 39(5), pp.531~540 (2003), 한국기상학회
- Kauffman HE, "An improved technique for evaluating resistance of rice varieties to Xanthomonas oryzae", Plant Disease Reporter, 57, pp.537~541 (1973)
- Khush G., "Multiple disease and insect resistance for increased yield stability in rice", Progress in irrigated rice research, pp.79~92 (1989), International Rice Research Institute
- 김기영, "벼흰잎마름병 저항성 증진을 위한 유전자 조합", 한국육종학회지, 41(3), pp.244~251 (2009), 한국육종학회
- 김기영, "벼 중만생 고품질 흰잎마름병 신균계(K3a) 저항성 품종 “진백”", 한국육종학회지, 41(3), pp.314~318 (2009), 한국육종학회
- 김기영, "Development of Near-Isogenic Lines (NILs) Conferring Xa4, xa5 and Xa21 Genes Resistant to Bacterial Blight (Xanthomonas oryzae pv. oryzae) in japonica rice Genetic Background", 한국육종학회지, 43(5), pp.383~390 (2011), 한국육종학회
- Kim YG, "Current status and future prospects of development of rice varieties", Food Preservation Processing Industry, 9, pp.75~85 (2010)
- 곽도연, "망실을 이용한 벼 바이러스병 저항성 대량 검정체계", 한국작물학회지, 52(2), pp.129~133 (2007), 한국작물학회
- Kwon TM, "Fine mapping and identification of candidate rice genes associated with qSTV11 SG, a major QTL for rice stripe disease resistance", Theor. Appl. Genet, 125, pp.1033~1046 (2012)
- 박동수, "벼 줄무늬잎마름병 신규 저항성 유전자원 탐색을 위한 유전적 다양성 분석", 한국육종학회지, 44(3), pp.282~289 (2012), 한국육종학회
- Noh TH, "Identification of new race of Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) in Korea", Phytopathology, 93, pp.66~ (2003)
- Park HS, "Breeding for japonica rice variety with resistance to bacterial blight in Korea", Korean J. Breed. Sci, 43, pp.44~ (2011)
- 박현수, "벼흰잎마름병 균계 K1 및 K3a 접종에 따른 조생종 벼 품종의 수량성 및 품질변이", 한국육종학회지, 44(4), pp.516~525 (2012), 한국육종학회[DOI]
- 박현수, "벼흰잎마름병균에 대한 인디카와 자포니카 벼의 단일 저항성 유전자 반응과 이들의 집적 효과", 한국육종학회지, 45(2), pp.119~129 (2013), 한국육종학회[DOI]
- 박현수, "벼흰잎마름병 저항성 유전자 Xa2, Xa3, xa5, Xa21 보유자포니카 조생 찰벼 계통 육성", 한국육종학회지, 46(3), pp.195~202 (2014), 한국육종학회[DOI]
- 박현수, "약배양 이용 벼멸구, 흰잎마름병 및 줄무늬잎마름병 저항성 복합 내병충성 벼 계통 육성", 한국육종학회지, 46(1), pp.78~89 (2014), 한국육종학회[DOI]
- 신문식, "벼흰잎마름병 저항성 품종 육성 및 금후 연구 방향", 한국육종학회지, 43(4), pp.241~251 (2011), 한국육종학회
- Suh JP, "Development of breeding lines with three pyramided resistance genes that confer broad-spectrum bacterial blight resistance and their molecular analysis in rice", Rice, 6, pp.1~11 (2013)
- Wang GL, "The cloned gene, Xa21, confers resistance to multiple Xanthomonas oryzae pv. oryzae isolates in transgenic plants", Mol. Plant-Microbe Interact, 9, pp.850~855 (1996)
- Yoshimura S, "RFLP analysis of introgressed chromosomal segments in three near-isogenic lines of rice for bacterial blight resistance genes, Xa-1, Xa-3 and Xa-4. Jpn", J. Genet, 67, pp.29~37 (1992)
- Yoshimura S, "Tagging and combining bacterial blight resistance genes in rice using RAPD and RFLP markers", Mol. Breed, 1, pp.375~387 (1995)