• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.94-94
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• 2017

Oryza sativa and Oryza glaberrima are rice cultivars distributed in Asia and Africa. There are several differences between these cultivars in morphological characteristics such as panicle structure and especially the secondary branch number of O. glaberrima is less than that of O. sativa. Generally, branch number of panicle related to a large vascular bundle number (VBN) among O. sativa and there is a wide variation of the VBN of the peduncle from where the bundles enter into the rachis branches. However, there is less information about VBN in O. glaberrima and also the relationship between VBN and branch numbers, the primary branch number (PBN) and secondary branch number (SBN). Additionally, the genetic factor for VBN and branch number in O. glaberrima is not completely exploited. In this study, phenotypic variation for VBN and panicle structure were investigated using a set of 40 $BC_3$ -derived from IRGC 104038 (O. glaberrima from Senegal) and 35 $BC_4$ -derived from IRGC103777 (O. glaberrima from Mali) introgression lines with a genetic background of japonica rice Taichung 65. Taichung 65 had 11.8 PBN, 16.0 SBN and 11.5 VBN, while IRGC 103777 had 12.0 PBN, 15.0 SBN and 15.3 VBN. The introgression lines derived from IRGC 104038 had range from 9.0 to 14.4 in the PBN, range from 9.6 to 33.5 in the SBN and range from 9.8 to 14.8 in the VBN. Additionally, the introgression lines derived from IRGC 103777 had range from 9.0 to 18.5 in the PBN, range from 10.3 to 39.0 in the SBN and range from 9.0 to 15.3 in the VBN. Among two set of introgression lines, there are significant correlation between VBN and PBN. Multiple introgression lines indicated higher PBN, SBN and VBN than Taichung 65 and these examined characteristics are supposedly controlled by quantitative traits loci. The genetic factor related to VBN and panicle architecture can be revealed using segregating population in future study.

• 한국육종학회지
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• 제50권4호
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• pp.415-423
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• 2018

벼의 이삭형태는 잠재 수량성에 중요한 역할을 한다. 우리나라 육성 벼 품종의 이삭형태는 협소한 유전적 배경을 가지고 있다. 본 연구는 우리나라 벼 품종의 수량성 향상을 위해 이삭형태가 다른 유전자원을 이용하여 수당립수가 증대된 새로운 이삭형태의 벼를 개발하고 수량 관련 형질 특성을 분석하여 다수성 벼 육종사업에 반영하고자 수행되었다. 새로운 이삭형태의 벼는 군집소수를 가지고 있는 고착립밀도 이삭형 벼(이하 CD형)로 고착립밀도 이삭을 가지고 있는 빈해수집1과 군집소수 유전자를 가지고 있는 ARC10319를 교배모본으로 이용하여 개발되었다. CD형 벼는 반직립의 짧은 이삭에 1차 지경 및 2차 지경 선단에 소수가 2-5개씩 군집되어 착생되어 착립밀도가 매우 높고 수당립수가 획기적으로 증가한 이삭을 가지고 있다. CD형 벼의 수당립수는 우리나라 육성 벼 품종에 비해 거의 2배 이상 많았다. CD형 벼의 수당립수 증가는 1차 지경 및 착생립의 증가보다 2차 지경 및 착생립의 증가에 기인하였다. CD형 벼의 수당립수 증가는 sink의 증대를 통한 수량성 향상을 기대케 하였다. 하지만 선발된 우량계통 CD9, CD27, CD34, CD39의 수량성은 상대적으로 적은 수수, 가벼운 천립중, 낮은 등숙률로 인하여 국내 초다수성품종인 보람찬과 한아름2호에 못미치는 수준을 나타냈다. 개발된 CD형 벼는 실질적인 수량성 향상이라는 육종적 목표는 달성하지 못하였으나 우리나라 육성 품종에는 존재하지 않는 수당립수가 획기적으로 증가한 극단적 이삭 형질 변이를 나타내는 새로운 자원이다. CD형 벼는 협소한 유전적 배경을 가지고 있는 우리나라 벼 품종의 이삭 형질 다양화와 수량성 향상을 위한 육종소재로 활용될 수 있을 것이다.

• Molecules and Cells
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• 제37권2호
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• pp.149-160
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• 2014

Plant breeders have focused on improving plant architecture as an effective means to increase crop yield. Here, we identify the main-effect quantitative trait loci (QTLs) for plant shape-related traits in rice (Oryza sativa) and find candidate genes by applying whole genome re-sequencing of two parental cultivars using next-generation sequencing. To identify QTLs influencing plant shape, we analyzed six traits: plant height, tiller number, panicle diameter, panicle length, flag leaf length, and flag leaf width. We performed QTL analysis with 178 $F_7$ recombinant inbred lines (RILs) from a cross of japonica rice line 'SNU-SG1' and indica rice line 'Milyang23'. Using 131 molecular markers, including 28 insertion/deletion markers, we identified 11 main- and 16 minor-effect QTLs for the six traits with a threshold LOD value > 2.8. Our sequence analysis identified fifty-four candidate genes for the main-effect QTLs. By further comparison of coding sequences and meta-expression profiles between japonica and indica rice varieties, we finally chose 15 strong candidate genes for the 11 main-effect QTLs. Our study shows that the whole-genome sequence data substantially enhanced the efficiency of polymorphic marker development for QTL fine-mapping and the identification of possible candidate genes. This yields useful genetic resources for breeding high-yielding rice cultivars with improved plant architecture.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제43권3호
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• pp.332-340
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• 2016

Seed size traits are controlled by multiple genes in crops and determine grain yield, quality and appearance. However, the molecular mechanisms controlling the size of plant seeds remain unclear. We performed functional analysis of BrPATL4 encoding Sec14-like protein to determine the genetic architecture of seed size, shape and their association analyses. We used 60 $T_3$ transgenic rice lines to evaluate seed length, seed width and seed height as seed size traits, and the ratios of these values as seed shape traits. Pleiotropic effects on general architecture included small seed size, erect panicles, decreased grain weight, reduced plant height and increased sterility, which are common to other mutants deficient in gibberellic acid (GA) biosynthesis. To test whether BrPATL4 overexpression is deleterious for GA signal transduction, we compared the relative expression of GA related gene and the growth rate of second leaf sheath supplied with exogenous $GA_3$. Overexpression of BrPATL4 did not affect GA biosynthesis or signaling pathway, with the same response shown under GA treatment compared to the wild type. However, the causal genes for the small seed phenotype (D1, SRS1, and SRS5) and the erection of panicles showed significantly decreased levels in mRNA accumulation compared to the wild type. These results suggest that the overexpression of BrPATL4 can control seed size through the suppression of those genes related to seed size regulation. Although the molecular function of BrPATL4 is not clear for small seed and erect panicles of BrPALT4 overexpression line, this study provides some clues about the genetic engineering of rice seed architecture.

• 농업과학연구
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• 제47권3호
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• pp.403-414
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• 2020

Gradient concentrations of Tithonia diversifolia green leaves and phosphate rocks were used to investigate their contributions as a fertilizer to the yield and quality improvement of a rainfed rice cultivar. Six treatments were compared: (1) T0, no fertilization (control); (2) T1, 1.28 g of phosphate rocks; (3) T2, 250 g of organic matter; (4) T3, 500 g of organic matter; (5) T4, 250 g of organic matter + 1.28 g of phosphate rocks; (6) T5, 500 g of organic matter + 1.28 g of phosphate rocks. The results showed that the germination percentage recorded 15 days after sowing varied from 58 - 76% between T0 and T5. The number of panicles ranged between 2 (T0) to 6.3 (T5). Moreover, the recorded length of the panicles ranged between 7.5 (T1) to 15.8 cm (T2), and the number of grains per panicle ranged between 25.5 (T1) to 273.5 (T3). The plant height was significantly increased in the T5 (79.27 cm) group compared to the T1 (33.63 cm) and control treatment (T0) (40.08 cm) groups. Although the plant height in the T2, T3, and T4 groups was slightly lower than the T5 group, the difference was not statistically significant. The average of the grain number per plant was high in the T3 (273.6 grains) group compared to the T1 and T0 (25.5 and 32.8 grains) groups, respectively. These results suggest that the combination of T. diversifolia leaves and phosphate rocks as a natural fertilizer would be beneficial when integrated into soil fertility management strategies and would contribute to improving crop yield and quality.

• 한국작물학회지
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• 제40권5호
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• pp.655-661
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• 1995

대립벼의 생육특성 및 등숙저하 원인을 구명하고자 탐진벼와 장간대립임 SR7796F$_{7}$, 단간대립인 SR11269F$_{6}$를 6월4일 이앙하여 물질생산능력과 생산구조의 차이 및 수량성을 검토한 결과는 다음과 같다. 1. 엽면적지수는 탐진벼, SR11269F$_{6}$, SR7796F$_{7}$순으로 높았으며, 출수20일이후부터 엽면적 감소는 대립벼가 탐진벼보다 컸다. 2. 지상부 총건물중은 SR11269F$_{6}$, 탐진벼, SR7796F$_{7}$순으로 많았다. 출수율 대비 성숙기의 경의 건물중이 탐진벼는 15%, SR11269F$_{6}$은 2%감소하였으나, SR7796F$_{7}$은 5% 증가하였다. 등숙기간중 이삭무게 증가는 대립벼가 탐진벼보다 등숙초기에는 많았고 등숙후기에는 적었다. 3. 총건물중에 대한 각 기관별 분배율을 보면 엽신의 비율은 대립벼가 탐진벼보다 적었고 그 차이는 출수기 이후에 더욱 컸다. 그러나, 수수기 경의 분배율은 탐진벼는 36%인 반면 SR7796F$_{7}$은 38%, SR11269F$_{6}$는 41%로 대립벼에서 많았다. 4. 최대엽신분포부위는 지상부로부터 탐진벼는 40~50cm, SR11269F$_{6}$는 30~40cm, SR7796F$_{7}$은 70~80cm였으며, 수수분포 절위는 탐진벼는 40cm, 대립벼는 70cm로 대립벼에서 컸다. 5. 대립벼는 탐진벼보다 단위면적당 광합성속도가 낮았으며 등숙비율이 현저히 낮아 결과적으로 수량도 낮았다. 이상의 결과로 보아 대립벼의 등숙향상을 위해서는 생육기간중 엽면적 확보와 아울러 이를 생육후기까지 유지시킬 수 있는 재배법 개발이 요구되며 주내의 생육을 균일하게 하는 것이 중요하다고 생각된다. 중요하다고 생각된다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.32-32
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• 2017

To increase rice production, manipulating plant architecture, especially developing new high-yielding cultivars with erect leaves, is crucial in rice breeding programs. Leaf inclination angle determines the light extinction coefficient (k) of the canopy. Erect leaves increase light penetration into the canopy and enable dense plantings with a high leaf area index, thus increasing biomass production and grain yield. Because of erect leaves, the high-yielding indica rice cultivar 'Takanari' has smaller k during ripening than 'Koshihikari', a japonica cultivar with good eating quality. In our previous study, using chromosome segment substitution lines (CSSLs) derived from a cross between 'Takanari' and 'Koshihikari', we detected seven quantitative trait loci (QTLs) for leaf inclination angle on chromosomes 1 (two QTLs), 2, 3, 4, 7, and 12. In this study, we developed a near-isogenic line (NIL-3) carrying a 'Takanari' allele for increased leaf inclination angle on chromosome 3 in the 'Koshihikari' genetic background. We compared k, dry matter production, and grain yield of NIL-3 with those of 'Koshihikari' in the field from 2013 to 2016. NIL-3 had higher inclination angles of the flag, second, and third leaves at full heading and 3 (- 4) weeks after full heading and smaller k of the canopy at the ripening stage. Biomass at full heading and leaf area index at full heading and at harvest did not significantly differ between NIL-3 and 'Koshihikari'. However, biomass at harvest was significantly greater in NIL-3 than in 'Koshihikari' due to a higher net assimilation rate at the ripening stage. The photosynthetic rates of the flag and third leaves did not differ between NIL-3 and Koshihikari at ripening. Grain yield was higher in NIL-3 than 'Koshihikari'. Higher panicle number per square meter in NIL-3 contributed to the higher grain yield of NIL-3. We conclude that the QTL on chromosome 3 increases dry matter and grain production in rice by increasing leaf inclination angle.

• 한국육종학회지
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• 제41권4호
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• pp.649-653
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• 2009

"청안"은 중부지역에 적응하는 중생 고품질 벼를 육성할 목적으로 1997년 하계에 SR15225-B-22-1-2-1 계통과 익산431호를 인공교배하여 SR23698의 교배번호를 부여하고 $F_1$ 22개체를 양성한 후 화분배양을 통하여 육성한 품종이다. 2개년간 생산력검정시험에서 SR23698-HB2049-110-2 계통이 농업형질 및 수량성 등이 우수하여 "수원503호"로 계통명을 부여한 후 '05~'07년 3개년 간 지역적응시험을 실시한 결과 그 우수성이 인정되어 2007년 12월 직무육성 신품종 선정위원회에서 국가목록등재품종으로 선정됨과 동시에 "청안"으로 명명하였으며, 지역적응시험의 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 보통기 보비재배에서 청안의 출수기는 8월13일로 화성벼 보다 2일 늦은 중생종이며, 간장은 84 cm, 수수는 14개, 수당립수는 126개이며 등숙율은 81.6%였다. 2. 잎도열병은 중도저항성이고 흰잎마름병 $K_1$ 균계에는 강하나, 바이러스병과 멸구류에는 약하다. 3. "청안"은 불시출수와 위조현상이 없으며, 내냉성 검정에서 유묘 적고정도는 화성벼와 비슷하고 냉수구 임실율은 81%로 높은 편이다. 등숙기 수발아율은 59%로 화성벼와 비슷하고, 도복지수는 화성벼보다 약간 낮으나 포장도복은 강한 편이다. 4. 쌀 외관은 심복백이 거의 없이 맑고 깨끗하며, 현미천립중은 20.7 g의 중립종이고, 이화학적 특성 중 아밀로스함량은 18.7%이고 밥맛은 양호하였다. 도정특성은 완전미 도정수율 이 73.9%로 화성벼 68.4%보다 5.5% 높았다. 5. "청안"의 수량성은 지역적응시험 보통기 보비재배에서 평균쌀 수량이 5.54 MT/ha로 화성벼보다 6% 증수되었고, 중부평야, 남부중간지 및 중서부해안지대에 적합한 품종이다.

• 한국육종학회지
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• 제43권6호
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• pp.606-610
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• 2011

'중모1001'은 중북부중간지 및 중산간지 고품질 벼를 육성할 목적으로 1994년 하계에 초형이 좋은 SR14694-57-4-2-1-3-2-2 계통을 부본으로 하고 단간이며 쌀알이 깨끗한 철원52호를 모본으로 인공교배하여 2007년 육성된 조생 내도복 고품질 중간모본으로 주요 특성과 수량성을 요약하면 다음과 같다. 1. 보통기 보비재배에서 출수기는 평균 8월 5일로 '오대벼' 보다 4일 늦은 조생종이다. 2. 간장은 73 cm이며, 주당수수는 13개, 수당립수는 90개이고, 천립중은 21.2 g으로 '오대벼'보다 가볍다. 3. 쌀 외관은 심복백이 거의 없이 맑고 깨끗하며, 아밀로스함량은 18.1%로 '오대벼'보다 낮고 밥맛이 매우 양호하다. 4. 불시출수가 잘 되지 않으며 위조에 강하고 성숙기 엽노화가 느린 편이다. 5. 수발아에 중정도이고, 내냉성은 '오대벼'와 비슷한 수준이다. 6. 잎도열병은 중도저항성이고 흰잎마름병, 바이러스병 및 해충에는 약한 편이다. 7. 지역적응시험 보통기 보비재배에서 평균 쌀 수량이 5.31 MT/ha로 '오대벼'보다 7% 증수되는 수량성을 보였다. 8. 재배적지는 북부평야지, 중산간지, 남부고랭지 및 동북부해안지이다.

• 한국육종학회지
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• 제42권3호
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• pp.302-306
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• 2010

'미광'은 1997년 중부지역 적응 고품질 품종을 육성할 목적으로 양질 다수성 계통인 SR15926-10-2-3-3-3와 익산431호를 인공 교배하여 계통육종법에 따라 육성하였다. 교배 후대에서 선발하여 육성된 우량계통에 대해 2년간(2005~2006) 생산력 검정시험을 실시한 결과, 중생종이고 도열병 및 흰잎마름병에 저항성이면서 도정특성과 쌀 외관 및 밥맛이 양호한 SR23725-55-3-2-3-2 계통을 선발하여 '수원514호'로 계통명을 부여하였다. '수원514호'는 2007~2009년 3년간 지역 적응시험에서도 그 우수성이 인정되어 2009년 12월 농촌진흥청 농작물 직무육성 신품종선정위원회에서 국가품종목록에 등재할 것을 결정하고 '미광'으로 명명하였으며, 지역적응시험 결과는 다음과 같다. 1. '미광'의 출수기는 8월 15일로 대비 품종 화성벼 보다 4일 늦은 중생종이며, 간장은 75 cm로 화성벼 보다 약간 작고, 주당 이삭수는 17개, 이삭당 벼알수는 98개이며, 등숙율은 86.3%, 현미천립중은 19.6 g인 중립종이다. 2. '미광'은 도열병 및 흰잎마름병에 강하며, 바이러스병 및 벼멸구류에는 약하고, 포장도복 저항성은 화성벼와 비슷한 편이다. 3. 냉수처리에 의한 내냉성 검정에서 '미광'은 출수지연 일수 및 임실율이 각각 20일 및 37%로 내냉성에 약한 경향이며, 등숙기 수발아율은 64%였다. 4. '미광'의 쌀 외관은 맑고 심복백이 없어 외관 품위가 좋으며, 단백질 및 아밀로스 함량은 각각 6.4% 및 19.3%이고, 밥맛 관능치는 0.08로 화성벼 -0.11 보다 우수하였다. '미광'의 제현율과 도정률은 83.9% 및 75.5%였고, 백미완전립률이 96.8%로 화성벼 보다 6.7% 높아 완전미 도정수율이 73.1%로 높았다. 5. '미광'의 쌀수량은 중부평야지에서 5.64 MT/ha, 중서부 해안지에서 5.25 MT/ha, 중북부중산간지에서 5.14 MT/ha 및 남동부해안지에서 5.95 MT/ha였고, 평균 쌀수량은 5.50 MT/ha로 화성벼 대비 5% 증수되었다.