제초제 내성 형질전환 벼와 모본(동진벼) 및 잡초성 벼 두 계통(화성앵미 1과 광양앵미 12)의 표현형질을 비교하였다. 형질전환 벼와 모본의 질적형질은 모두 유사하였지만, 까락의 유무, 지엽 자세 및 종실 색은 형질전환 벼와 잡초성 벼 사이에 큰 차이가 있었다. 양적형질 중에서 초장, 분얼 수 및 지상부 건물중은 형질전환 벼나 모본에 비해 잡초성 벼에서 유의하게 우세했다. 형질전환 벼 및 모본의 주당 종실중과 천립중은 잡초성 벼에 비해 유의하게 무거웠다. 형질전환 벼는 모본 및 잡초성 벼에 비해 탈립이 용이하지 않았으며, 형질전환 벼의 배유 아밀로스 및 단백질 함량은 잡초성 벼와 유의한 차이가 있었다. 이와같은 형질전환 벼와 잡초성 벼 표현형질의 비교 연구는 형질전환 벼의 잡초화 가능성 예측에 활용될 수 있을 것이다.
전남대 잡초학연구실은 유전공학기술을 이용하여 수확량을 최고 26%까지 증산할 수 있는 다수확성 벼를 개발하는데 성공하여 화제를 모으고 있다. 이번에 개발된 다수확 형질전환 벼가 상용화되면서 현재 5백만톤 수준의 우리나라 벼 생산량이 7백만톤까지 늘어나게 된다. 구자옥교수가 1978년 부임하면서 개설된 잡초학연구실은 제초제연구, 제초제 저항성 잡초종의 생리생태에 대한 연구, 제초제 저항성 벼품종 개발사업 등을 진행하고 있다.
이 연구는 비타민 A 강화벼(GM 벼)와 모품종인 낙동 및 일반품종을 대조로 농업적인 생육특성과 잡초를 대상으로 유전자 전이 정도를 조사하였다. GM 벼의 농업적인 특성에서 모품종인 낙동과 차이를 보이지 않았으며, 우점 잡초군과 건물중에서 유의성이 보이지 않았다. GM 벼와 모품종인 낙동 재배구의 우점 잡초는 물달개비, 올방개, 좀개구리밥, 물피 등의 10여 종이었다. 잡초의 유전자 전이 정도를 PCR 분석 결과, GM 벼와 낙동 그리고 우점잡초 8종에서 유전자 전이가 나타나지 않았다. 그러므로 비타민 A 강화벼의 화분이 비래하여 비표적 다른 품종의 벼 또는 주변 잡초에 유전자 이동이 일어나 외래유전자가 함유된 잡초가 출현하는 경우는 거의 없을 것으로 사료된다.
최근에 발생빈도가 늘어가고 있는 것으로 알려진 올챙고랭이를 중심으로 하여 논에 빈발하는 10개 잡초종의 경합생태적 특성을 정리 분류할 목적(目的)으로 단식(單植)과 벼 입묘하(立苗下)에 공시하였다. 분류 및 해석은 공시잡초종의 공간경합성과 양분경합성, 이들 잡초종에 대한 벼의 공간경합성과 양분경합성 및 수량성 반응을 기초로 하는 Singk-link-cluster 법(法)에 의하였다. 1. 잡초종들의 생장특성은 단식(單植)과 입묘하(立苗下)에서 대체로 유사한 경향(r= $0.969^{**}$) 이었으며 공간점유성이 큰 초종(草種)(피 * 여뀌바는 등)이 영양수탈력도 큰편이었으나(r=$0.712^*$), 벼의 종간경합으로 인한 생육억제율은 오히려 커지는 경향이었다(r-0.513). 2. 잡초의 종내 및 종간경합성에 의한 분류결과는 피 여뀌바늘 너도방동산이 및 매자기가 한 무리, 올망개 올챙고랭이가 한 우리, 그러고 골풀과 가래가 다른 우리를 이루는 경향이었다. 3. 잡초에 대한 벼의 종간경합성과 수량반응을 기초로 분류한 결과는 바람하늘직이 올챙고랭이 올망개 매자기 및 골풀이 한 무리로, 그러고 여뀌 바늘과 가래 및 물달개비가 다른 우리로 나타났다. 4 잡초 및 벼의 종간경합에 따른 경합성을 종합적으로 분류한 결과, 생장특성은 크나 벼 경합력은 낮은 바람하늘직이 올챙고랭이 올방개 골풀이 제 I 군, 모두가 큰 너도방동산이 피 가래 여뀌바늘이 제 II군, 생장특성은 작아도 경합력은 큰 물달개비와 매자기가 제 III군으로 구분될 수 있었다.
본 시험은 벼 어린모 기계이앙 답에서 발생하는 일년생 잡초와 다년생잡초에 대한 방제효과를 알아보기 위하여 benzobicyclon을 기반으로 한 수면부상성 입제로 개발한 BAO UG와 BBF UG의 방제효과를 BIF SC와 비교하여 실험을 수행하였다. 시험약제인 BAO UG와 BBF UG의 잡초방제효과는 96% 이상으로 높게 나타났으며 벼에 대한 안전성이 높은 것으로 나타났다. 또한 후기생육 및 수확량에 있어서도 시험약제와 대조약제간에 차이가 없었으며 모두 벼에 대해 안전한 것으로 판단된다. 따라서 본 시험에서 사용한 수면부상성 입제의 경우 쉽게 처리할 수 있다는 장점이 있어 벼 생력재배를 위해 이용 가능 할 것으로 보인다.
Naproanilide의 선택성(選擇性) 작용기작(作用機作)을 구명(究明)하기 위한 기초자료(基礎資料)로서 이용하고자 발아실험(發芽實驗), 수경재배실험(水耕栽培實驗)과 폿트실험(實驗)을 수행하였다. 1. Naproanilide는 발아실험(發芽實驗)에서 벼나 강피에 비해 올챙고랭이, 올미, 너도방동사니의 생장(生長)을 더 심하게 억제(抑制)시켰으며 줄기보다는 뿌리의 생장억제정도(生長抑制程度)가 심하였다. 2. Naproanilide는 수경재배실험(水耕栽培實驗)에서 $20{\mu}M$ 이상의 고농도(高濃度)에서는 전(全) 초종(草種) 심한 생육억제현상(生育抑制現象)을 보였으나 올미는 $1{\mu}M$, 너도방동사니는 $10{\mu}M$의 농도(濃度)에서 심한 억제현상(抑制現象)을 나타냈다. 3. Naproanilide는 폿트실험(實驗)에서 대조구(對照區)에 비해 벼의 초장(草長), 분얼수(分蘖數) 및 지하부(地下部) 건물중(乾物重)과 강피의 지상부(地上部) 건물중(乾物重) 및 잔존(殘存) 잡초본수(雜草本數)에 큰 영향을 주지 못했으나 올챙고랭이, 사마귀풀 및 물달개비 등의 일년생잡초(一年生雜草)는 15g/a에서, 올미 및 너도방동사니 등의 다년생잡초(多年生雜草)는 30g/a에서 잔존본수(殘存本數) 및 지상부(地上部) 건물중(乾物重)의 급격한 감소(減少)를 보였다.
벼 담수 및 무논직파재배에서 잡초성 벼(weedy rice) 및 잡초(weeds)방제를 위하여 철분 코팅볍씨를 이용하여 발아 전 제초제(pre-emerged herbicides)를 처리하여 안전한 제초제 선발 시험결과를 요약하면 다음과 같다. ① 출아일수는 제초제별로는 벤조비사이클론 >옥사디아존 > 티오벤카브 > 뷰타클로르 순으로, 사용종자별로는 철분코팅 밀봉종자(최아)> 최아종자>침종종자 철분코팅 순으로 출아가 늦었다. ② 사용종자 중 무처리와 벤조비사이클론 처리에서 침종종자 철분코팅의 입모율은 각각 63.7%, 75.7%로 최아종자 및 철분코팅 밀봉종자(최아)에 비하여 23.6~45.2%, 잡초성 벼보다는 46~62.5%나 높았다. ③ 뷰타클로르 제초제의 고사율은 최아볍씨와 철분코팅 밀봉종자(최아)에서는 100%의 고사율을 보였지만 벤조비사이클론은 2%의 고사율을 보여 비교적 안전한 것으로 나타났다. ④ 벤조비사이클론 3.5% 유제 처리의 파종후 25일 초장은 9.2~12.9cm로 무처리 11.9~16.3cm에 비하여 약간 짧았지만 정상적인 생육을 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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