국내에서 수집한 103 금주의 벼 흰잎마름병 균주를 한국 판별품종과 한 개의 저항성 유전자를 갖고 있는 4개의 준동질 계통에 병원성을 검정하였다. 청청벼, 풍산벼, 한강찰벼, 밀양42호는 저항성 유전자의 배경을 완전히 알 수 없어 벼 흰잎마름병균의 분류에 적합하지 않았다. IRBB101, IRBB103, IRBB105, IRBB107의 계통은 1개의 저항성 유전자를 갖고 있어 벼 흰잎마름병 균주의 레이스를 구분할 수 있었다. 이 계통들은 우리나라 벼 흰잎마름병균의 분류하는 판별품종으로 유용할 것으로 생각된다. 우리나라 벼 흰잎마름병 균주는 4개의 NIL과의 반응에 따라 3개의 레이스로 분류하였다.
한국 4균주와 일본 3균주에 대한 진성 저항성 유전자가 단일 혹은 복수로 집적되어 있는 근동질 저항성 유전자계통의 생육시기별 저항성 반응을 검정한 결과를 보면 다음과 같다. 1. 유묘기때, 단일 진성저항성 유전자를 갖는 근동질 유전자 계통들은 한국 균주 $K_1$균주에 대해 대부분 저항성 반응을 보인 반면, $K_2,\;K_3$ 및 $K_{3a}$는 이병성 반응을 보이는 계통들이 많았다. IRBB5(xa5)만이 4균주 모두에 대해 고도의 저항성을 보였다. 한편, 일본 균주 접종에 대한 반응도 한국 균주의 반응과 유사하였다. 2. 최고분얼기때, 근동질 유전자 계통들의 $K_1,\;K_{3a}$ 균주에 대한 반응은 유묘기와 유사하였으며, $K_2,\;K_3$ 균주에 대해서는 유묘기와 비교하여 중도저항성 및 저항성으로 반응하였다. 일본의 RaceI, II 균주는 대부분의 근동질 유전자 계통들이 유묘기 보다 저항성 정도가 증대 되었으나, RaceIII균주는 감수성으로 반응하였다. 모든 균주에 고도의 저항성을 보인 계통은 IRBB205(xa5), IRBB207(Xa7)이었다. 3. 출수기때, Xa1, xa8, Xa10을 보유한 계통들은 $K_2$균주에 이병성으로 반응하였지만, 다른 근동질 유전자 계통들은 $K_1,\;K_2$ 및 $K_3$ 균주에 대해 고도의 저항성 반응을 보였다. 이에 반해, $K_{3a}$는 Xa1, Xa2, Xa3, xa8, Xa10, Xa11 및 xa13을 보유한 계통을 가해하였다. 일본의 RaceI, II, III 균주는 최고분얼기때의 반응과 유사하였다. xa5를 갖는 IRBB5, IRBB105 및 IRBB205 계통은 모든 검정균주에 대해 저항성으로 반응하였다. 4. 2개 이상의 진성 저항성 유전자를 갖는 계통들은 벼 생육시기 전 과정에서 벼흰잎마름병균에 대해 저항성 정도가 현저하게 증가되었다. 결론적으로, 저항성의 안정화를 위해서는 Xa4, xa5, Xa7 등의 유전자의 집적이 유용할 것으로 판단된다.
벼흰잎마름병 저항성 유전자 Xa3을 침해하는 K3a 균계를 포함하여 24개의 균주에 대한 단일저항성 유전자와 2개 이상의 주동저항성 유전자가 결합된 계통에 대한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 벼흰잎마름병 저항성 유전자 Xa3, Xa4, xa5 및 Xa7은 K1, K2, K3 균계에 저항성 반응을 보이며 K3a 균계에 대하여 Xa4는 중도저항성, xa5 및 Xa21은 저항성반응을 보였다. 2. 벼흰잎마름병 저항성 유전자 Xa3을 침해하는 24개 균주들에 대해 이병성을 보인 유전자는 Xa1, Xa2, xa8, Xa10, Xa11 및 xa13이었고, 저항성을 보인 유전자는 Xa4, xa5 및 Xa21이었다. Xa7 유전자는 반복친의 유전적 배경에 따라서 저항성 반응이 달랐다. 3. Xa4+xa5, Xa4+xa13, Xa4+Xa21, xa5+xa13, xa5+Xa21, xa13+Xa21, Xa4+xa5+xa13, Xa4+xa5+Xa21, Xa4+xa13+Xa21, xa5+xa13+Xa21, Xa4+xa5+xa13+Xa21 및 Xa3+xa5 등 2개 이상의 단일 주동 저항성 유전자가 결합되었을 때 K1, K2, K3 균계 및 Xa3 유전자를 침해하는 24개의 균주들에 강한 저항성 반응을 보였다. 4. Xa3 및 xa13 유전자는 24개의 균주들에 이병성을 보이지만 xa5, Xa4, Xa21 유전자와 결합되었을 때 단일저항성이 증가되었고, 중도저항성 반응을 보이는 Xa4 유전자는 xa5, Xa21 유전자와 결합되었을 때 고도의 저항성 반응을 보였다.
한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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pp.92-92
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2017
Bakanae disease is one of the most serious and oldest problems of rice production, which was first described in 1828 in Japan. This disease has also been identified in Asia, Africa, North America, and Italy. Germinating rice seeds in seed boxes for mechanical transplantation has caused many problems associated with diseases, including bakanae disease. Bakanae disease has become a serious problem in the breeding of hybrid rice, which involves the increased use of raising plants in seed beds. The indica rice variety Shingwang was selected as resistant donor to bakanae disease. One hundred sixty nine NILs, YR28297 ($BC_6F_4$) generated by five backcrosses of Shingwang with the genetic background of susceptible japonica variety, Ilpum were used for QTL analysis. Rice bakanae disease pathogen, CF283, was mainly used in this study and inoculation and evaluation of bakanae disease was performed with the method of the large-scale screening method developed by Kim et al. (2014). SSR markers evenly distributed in the entire rice chromosomes were selected from the Gramene database (http://www.gramene.org), and the polymorphic markers were used for frame mapping of a $BC_5F_5$ resistant line. Here, we developed 168 near-isogenic rice lines (NILs, $BC_6F_4$) to locate a QTL for resistance against bakanae disease. The lines were derived from a cross between Shingwang, a highly resistant variety (indica), and Ilpum, a highly susceptible variety (japonica). The 24 markers representing the Shingwang allele in a bakanae disease-resistant NIL, YR24982-9-1 (parental line of the $BC_6F_4$ NILs), were located on chromosome 1, 2, 7, 8, 10, 11, and 12. Single marker analysis using an SSR marker, RM9, showed that a major QTL was located on chromosome 1. The QTL explained 65 % of the total phenotype variation in $BC_6F_4$ NILs. The major QTL designated qBK1 was mapped in 91 kb region between InDel15 and InDel21. The identification of qBK1 and the closely linked SSR marker, InDel18, could be useful for improving rice bakanae disease resistance in marker-assisted breeding.
Watermelon production is often limited by powdery mildew in areas with a large daily temperature range. Development of resistant watermelon cultivars can protect against powdery mildew; however, little is known about the characteristics of its causal agents. Here, we identified the genus and race of a causal pathogen of powdery mildew in Ansung province of South Korea, and developed molecular markers for the generation of resistant watermelon cultivars. The causal pathogen was determined to be Podosphaera xanthii based on multiple sequence alignments of internal transcribed spacers (ITS) of rDNA. The physiological race was identified as 1W, and the Ansung isolate was named P. xanthii 1W-AN. Following inoculation with the identified P. xanthii 1W-AN, we found inheritance of the resistant gene fitting a single dominant Mendelian model in a segregated population ('SBA' ${\times}$ PI 254744). To develop molecular markers linked to fungus-resistant loci, random amplified polymorphic DNA (RAPD) was accomplished between DNA pooled from eight near-isogenic lines (NILs; $BC_4F_6$), originated from PI 254744 and susceptible 'SBB' watermelon. After sequencing bands from RAPD were identified in all eight NILs and PI254744, 42 sequence-characterized amplifiedregion (SCAR) markers were developed. Overall, 107 $F_2$ plants derived from $BC_4F_6$ NIL-1 ${\times}$ 'SBB' were tested, and one SCAR marker was selected. Sequence comparison between the SCAR marker and the reference watermelon genome identified three Nco I restriction enzyme sites harboring a single nucleotide polymorphism, and codominant cleavage-amplified polymorphic site markers were subsequently developed. A CAPS marker was converted to a high-resolution melt (HRM) marker, which can discriminate C/T SNP (254PMR-HRM3). The 254PMR-HRM3 marker was evaluated in 138 $F_{2:3}$ plants of a segregating population ('SBA' ${\times}$ PI254744) and was presumed to be 4.3 cM from the resistance locus. These results could ensure P. xanthii 1W-AN resistance in watermelon germplasm and aid watermelon cultivar development in marker-assist breeding programs.
연초(N. tabacum L.)의 세포질 웅성불임 F$_1$ 식물체와 N. africana의 종간교배에 의한 웅성불임 반수체식물의 육성 및 특성을 조사한 결과는 다음과 같다. 1. (CMS NC82$\times$burley 21) F$_1$과 N. africana의 종간교배에 의한 세포질 웅성불임 반수체 식물의 출현빈도는 삭당 0.5주로 나타났다. 2. 종간교배으로 얻은 웅성불임 반수체식물 중 잎과 줄기의 색이 green(황색종)과 yellow(버어리종)의 분리비는 3 : 1로 나타났다. 3. 반수체 식물 중 잎과 줄기의 색이 yellow(버어리종 type)인 개체에 TMV저항성을 검정한 결과 저항성과 이병성의 비는 1 : 1로 나타났다. 4. (CMS MC82 Burley 21)F$_1$과 N. africana의 종간교배으로 세포질 웅성불임 isogenic Burley 21 반수체 식물의 육성이 가능하였고 이 반수체 식물의 염색체를 배가함으로써 여교배육종법에 비하여 조기에 세포질 웅성불임 Burley 21을 육성할 수 있을 것으로 생각된다.
수도의 source 및 sink관련형질의 품종간 차이를 평가함에 있어서 semi-dwarf indica 및 japonica 조.중만생 10품종 및 semi-dwarf indica 4개 조.만 near-isogenic계통을 각각 네 작기 및 두 작기로 재배하여 수확된 벼 종자를 비중 1.0에서 1.21까지 각 비중별 입수와 입중을 조사, potential kernel size의 결정기준을 설정하고자 했으며, 이 중 semi-dwarf indica 6개 품종을 대상으로 수개 source 및 sink 관련형질의 개체내 및 개체간변이를 조사, 분석하여 품종간차이평가를 위한 효율적인 표본채취방법에 대해서 검토해 보았고, 그 중 3개 신품종과 그들 F$_{5}$계통들에 대한 연차변이 및 품종$\times$환경간 교호작용을 파악함과 동시에 주연개체와 내부개체간의 sink 특성을 비교하여 자체경쟁력의 계통간차이를 평가하고자 했다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. Potential kernel size는 semi-dwarf indica 및japonica 품종 모두 비중 1.15이상인 벼 알의 평균입중으로 결정하는 것이 바람직하다. 2. 분얼의 분화순차와 세력(이삭크기)에 따라 나누어 본 3개경군(강.중.약)간에는 경당엽면적, 수당영화수 및 수당 sink 용량이 현저한 차이를 보였고, 종실축적율, 등숙충실도, potential kernel size 및 sink/source ratio는 강세경과 중세경간에는 유의한 차이를 보이지 않았으나 약세경과는 현저한 차이를 보였는데 품종에 따라서 형질별로 약간씩 그 경향을 달리했다. 3. Source 및 sink 관련형질에 있어서 경군내변이 계수는 강세경<중세경<약세경의 순으로 컸고 전형질에 대한 평균유전율은 약세경 <중세경 <강세경의 순으로 커서 강세경을 개체의 대표치로 품종간변이를 평가하는 것이 바람직할 것으로 생각되었다. 4. 세 신품종의 '82-'83년간 연차변이는 경당엽면적, 주당수수, 엽면적지수 및 정조수량을 제외한 모든 형질에서 유의하게 인정되었으며 년차$\times$품종간 교호작용이 현저히 유의했던 형질은 출수까지 생육일수, 경당엽면적, sink/source ratio, 경당 sink용량 및 수량이었다. 5. 수원 264호/IR1317-70-1 및 내경/IR 1317-70-1 조합에서 선발된 F$_{5}$계통 및 신품종들의 10개 source 및 sink관련형질을 중심으로 주성분 분석을 실시하여 년차간 총합적인 특성의 변이양상을 살펴 본 결과 대체로 '82년에 비해 '83년에 source 및 sink의 양면적인 감소경향을 나타냈는데 제1 및 제 2주성분좌표상에서 년차간 변이정도에 상당한 차이를 보이면서 신품종과 유사한 방향 또는중간형 반응을 보이는 다양한 계통간 차이를 나타냈다. 6. 주연효과가 현저했던 것은 주당영화수, 수당 sink용량 및 종실축적률이었고 potential kernel size는 거의 차이가 없었는데, 특히 수당영화수 및 sink용량에 대한 주연효과정도는 계통에 따라 상당한 차이를 보였다. 계통의 자체경쟁정도는 출수후보다는 출수전 생식생장기간에 더욱 심하고 계통간차이도 큰 것 같았다. 일반적으로 수당sink용량이 클수록 출수전 자체경쟁정도가 심한 경향이었으나 계통에 따라서는 수당 sink용량이 작으면서 자체경쟁도가 심한 것(수원264호 등)이 있는 반면에 수당sink용량이 크면서 자체경쟁도가 심하지 않은 계통도 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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