KR20160120860A - A new rice plant 'Milyang299' with bakanae disease resistance and breeding method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 벼 키다리병 저항성을 갖는 벼 식물체 '밀양299호' 및 이의 육종방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a rice plant ' Milyang 299 ' having resistance to rice seedling disease and a breeding method thereof.
벼 키다리병은 Gibberella fujikuroi 또는 Fusarium moniliforme 등에 의해 발생하는 대표적인 종자전염성병으로, 육묘시부터 본답시까지 발생하는 병해이다. 묘가 비정상적으로 신장하는 병징때문에 Bakanae disease라 명명된다. 일본에서 1898년 처음 보고되었으며, 우리나라에서는 1960년대 일부 농가에 심하게 발생하여 문제가 되었고, 최근 들어 벼 종자 내부의 심한 감염과 약제에 대한 저항성균의 출현 등에 의하여 그 발병이 급격히 증가하여 보급종 종자에까지 발병하고 있는 추세이다. 또한 벼 키다리병에 대하여 저항성이 높은 벼 품종이 개발되어있지 않아, 방제를 위한 농약살포에 막대한 농약과 노동력이 소모되고 있고, 이에 따라 생산비 절감과 친환경 농산물의 생산에 큰 걸림돌이 되고 있는 실정이다.
Rice Kidari disease is a common infectious disease caused by Gibberella fujikuroi or Fusarium moniliforme . It is named Bakanae disease due to abnormal growth of the seedlings. It was first reported in Japan in 1898. In Korea, it was a serious problem in some farms in the 1960s. In recent years, severe infections in rice seeds and the emergence of resistant bacteria to medicines have led to a rapid increase in the incidence, It is a tendency to develop. In addition, since rice varieties with high resistance to rice seedling disease have not been developed, enormous pesticides and labor force are consumed for spraying pesticides for control, which is a serious obstacle to production cost reduction and production of environmentally friendly agricultural products.
이러한 벼 종자소독법으로는 ⅰ)적당한 온도의 온수탕을 만들어 파종종자를 일정시간동안 침지시킴으로써 병원균 포자나 유해 미생물을 살균·예방하는 방법인 온탕침법(溫湯浸法)이나, ⅱ)hexaconazole, tebuconazole과 같은 새로운 종자소독제들이 개발 보급되고 있으나, ⅰ)온탕침법은 대량의 종자를 균일한 온도로 처리하기가 어렵다는 한계점이 있고, ⅱ)종자소독제와 같은 화학적 처리는 약제 저항성 균의 출현이 우려되는 문제점이 있다. 따라서 벼 키다리병의 근본적인 해결을 위해서는 벼 키다리병 병원균에 대한 저항성 품종의 재배가 필요하다. 그러나 현재까지 세계적으로 벼 키다리병에 대한 저항성 자원은 매우 적은 편이며, 특히 우리나라에서 육성된 벼 키다리병에 대한 저항성 품종에 대한 연구도 미미한 수준이다.
These rice seed disinfection methods include (1) hot water bathing method, which is a method of sterilizing and preventing pathogens and harmful microorganisms by making a hot water hot water at an appropriate temperature and immersing sowing seeds for a certain period of time, (2) hexaconazole, tebuconazole However, there is a limitation in that it is difficult to treat a large amount of seeds at a uniform temperature, and the chemical treatment such as seed disinfectant has a problem that the occurrence of drug resistant bacteria is worried have. Therefore, it is necessary to cultivate resistant varieties against rice pathogens in order to solve the root disease of rice. However, to date, the resistance resources against Rice Kidney Disease have been very small worldwide, and the research on resistance cultivars against Rice Kidney Disease which is cultivated in Korea is very low.
이에 본 발명자들은 일품/신광 BC6F3 집단을 이용하여 1번 염색체에 존재하는 신광벼 유래의 저항성 QTL인 키다리병 저항성 양적형질유전자 qBK1를 확인하여, 이를 포함하는 신광벼의 저항성 근동질 유전자 계통(Near isogenic line ; NIL)라인을 육성하였으며, 이에 존재하는 수많은 분자표지 중 저항성 분자마커인 RM9를 이용하여 저항성 계통을 선발하고 그 중 제반 농업적 특성이 우량한 계통인 밀양299호를 선발함으로써 본 발명을 완성하였다.
Therefore, the present inventors confirmed the qDK1 gene of the resistance gene QBK1 , which is a resistance QTL derived from Shin Kwang Rai , present on the
본 발명의 목적은 신광벼와 일품벼의 여교배 품종인 YR24982-9-1를 모본으로 하고, 일품벼를 부본으로 교배하여 육성한 벼 키다리병 저항성 벼 식물체 '밀양299호' 및 이의 육종방법을 제공하는 것이다.
The object of the present invention is to provide a method for breeding rice seedlings resistant to rice seedlings, 'Milyang 299', which breeds rice cultivated by cross-breeding of common rice with YR24982-9-1, will be.
상기 목적을 달성하기 위한 하나의 양태로서, 본 발명은 신광벼와 일품벼의 여교배 품종인 YR24982-9-1를 모본으로 하고, 일품벼를 부본으로 교배하여 육성한 벼 키다리병 저항성 벼 식물체 '밀양299호'의 육종방법을 제공한다.
As one embodiment for achieving the above object, the present invention relates to a method for producing rice cultivars, which is a hybrid rice cultivar of Shingwangpyeong and Ichinchon, YR24982-9-1, Provides a breeding method of 'Ho'.
구체적으로, 본 발명의 '밀양299호'를 육종하는 방법은 다음과 같다.Specifically, the method of breeding 'Milyang 299' of the present invention is as follows.
우선, 벼 키다리병에 대한 중간 저항성을 갖는 신광벼를 공여친으로 사용하고, 키다리병에 대한 감수성을 갖는 일품벼를 반복친으로 하여 4회 여교배함으로써 저항성 근동질 유전자계통 YR24982-9-1을 육성하였다.First, YS24982-9-1, a resistance-related myogenic gene system, was cultivated by using Xinxiang rice having intermediate resistance to rice seedlings as a cochlear fungus, and crossing the seedlings having sensitivity to Kidari disease repeatedly four times. Respectively.
이후, 상기 YR24982-9-1를 모본으로, 일품벼를 부본으로 인공교배하여 교잡종(F1)을 육성하였고, 상기 교잡종(F1)과 일품벼와의 여교배를 통해 육성된 F2 집단 중 400개체를 수확한 후 이듬해 F3 세대 400계통을 포장에 전개한 후 초형 등 계통의 외관적 특성이 우수한 20계통을 선별하여 생산력을 검정하였다. 생산력 검정시험에 공시한 20계통 중 각종 농업적 특성이 재배품종인 일품벼와 유사하거나 이보다 우수하면서, 신광벼 유래 저항성 유전자인 qBK1을 포함하는 YR28297-1-38을 선발하여 '밀양299호'로 명명하였다.
Thereafter, the hybrid F 1 was cultivated by artificial mating with YR24982-9-1 as a duplicate, and 400 of the F 2 cultivated through crossbreeding between the hybrid F 1 and the one- , And the next generation of F 3 generation 400 strains was packaged in the next year, and 20 strains with excellent appearance characteristics of the strains were selected to test the productivity. Among the 20 lines announced in the productivity test, YR28297-1-38, which contains the resistance gene of Sin- Kwang- Pyeong- derived resistance gene similar to or superior to the cultivar Yulchon, is selected as 'Milyang 299' Respectively.
본 발명에서 부본으로 사용된 '일품벼'는 농촌진흥청에서 육성된 신품종으로 현재 우리나라에서 널리 이용되고 있다(품종보호출원공고 제2000-52호). 잎모용성의 정도는 중간이고 출수기는 8월 18일경이며 간장은 79cm 정도이다. 부선색이 황백이며 까락이 없으며 이삭 까락분포도 없다. 현미의 길이는 4.96mm 정도이고 장폭비는 1.83 정도이며, 백미 심백정도가 작고 쌀 복백정도가 드문 메벼인 것으로 알려져 있다.The 'one-piece rice' used as a copy in the present invention is a new variety cultivated by the Rural Development Administration and is now widely used in Korea (Publication No. 2000-52). Leaf anesthesia is moderate, heading is around August 18, and soy is 79cm long. The barge has a yellowish white color and no arachidaceous distribution. The brown rice length is about 4.96mm and the aspect ratio is about 1.83. It is known that rice white is small and rice rice is not rare.
또한, 본 발명에서 공여친으로 사용된 '신광벼'는 벼 키다리병에 대한 중간 정도의 저항성을 갖는 벼 품종으로서, 벼 키다리병 저항성 유전자 qBK1를 포함하고 있다. In addition, 'Shinkwang Rice' used in the present invention is a rice variety having moderate resistance to Rice Kidney Disease , and it contains a rice Rice resistance gene qBK1 .
본 발명의 '밀양299호'는 부본인 일품벼의 우수한 특성을 유지하면서도 벼 키다리병은 물론 줄무늬잎마름병에 대한 강한 저항성을 가질 수 있다.
The 'Milyang 299' of the present invention can have a strong resistance against rice blight and streak blight while retaining superior characteristics of the subaltern.
본 발명의 또 하나의 양태로서, 상기 육종방법에 의해 얻어진 벼 키다리병에 대한 저항성을 갖는 벼 식물체 '밀양299호'를 제공한다.
As another embodiment of the present invention, there is provided a rice plant " Milyang 299 " which is resistant to rice typhus caused by the breeding method.
본 발명의 '밀양299호'의 육종 과정에 대하여는 상기에서 설명한 바와 같다.The breeding process of 'Milyang 299' of the present invention is as described above.
본 발명의 '밀양299호'는 하기와 같은 식물학적 특성을 가질 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.The 'Milyang 299' of the present invention may have the following botanical characteristics, but is not limited thereto.
구체적으로, 75 내지 85 cm의 간장; 20 내지 25 cm의 수장; 10 내지 15개의 수수; 120 내지 130개의 수당 립수; 8월 15 내지 19일의 출수기; 80 내지 85%의 등숙률; 21 내지 27g의 천립중; 75 내지 85%의 정현비율; 550 내지 560 kg/10a의 수량성; 17 내지 21%의 아밀로스 함량; 3.5 내지 6.5%의 단백질 함량 등의 특성을 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
Specifically, liver of 75 to 85 cm; 20 to 25 cm in length; 10-15 transmutations; 120 to 130 < / RTI > August 15-19; A ripeness rate of 80 to 85%; 0.0 > 27g < / RTI > A sine percentage of 75 to 85%; Yield of 550 to 560 kg / 10a; An amylose content of 17 to 21%; A protein content of 3.5 to 6.5%, and the like. However, the present invention is not limited thereto.
본 발명의 '밀양299호'는 경기도 수원시 권선구 서둔동 소재 국립농업과학원 농업유전자원센터에 2014년 9월 18일자 기탁번호 KACC98040P로 기탁하였으며, 상기 기관 등을 통해 용이하게 입수할 수 있다.
The 'Milyang 299' of the present invention was deposited with the deposit number KACC98040P of September 18, 2014 at the National Institute of Agricultural Science and Technology, Seoul National University, Suwon-dong, Gyeonggi-do, Suwon-gu, Gyeonggi-do.
본 발명의 '밀양299호'는 일품벼 품종의 특성을 유지하면서도 벼 키다리병은 물론 줄무늬잎마름병에 대한 강한 저항성을 가진 것을 특징으로 하여 기존의 벼 품종보다 형질적으로 우수한 식물체를 제공할 수 있고, 이에 따라 상기 '밀양299호'는 생식용, 가공용 등으로 다양하게 활용될 수 있다.
The 'Milyang 299' of the present invention is characterized by having strong resistance to stigma leaf blight as well as rice pandemic disease while maintaining the characteristics of one kind of rice varieties. Therefore, it is possible to provide plants superior in quality to those of existing rice varieties, Accordingly, 'Milyang 299' can be used for various purposes such as reproduction, processing, and the like.
본 발명이 제공하는 '밀양299호'는 키다리병 저항성 유전자인 qBK1(bakanae disease resistance 1)이 포함되어 키다리병의 저항성을 가지는 최초의 자포니카형 벼 식물체이다. 상기 식물체는 벼 재배시 키다리병 방제를 위한 종자소독에 소요되는 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 향후 키다리병 저항성 품종 개발시 키다리병 저항성 관련 유전자인 qBK1 유전자 제공을 위한 교배 모본으로 활용될 수 있다.
"Secret Sunshine Arc 299 'provided by the present invention includes the tall of disease resistance genes qBK1 (bakanae disease resistance 1) is the first of japonica type rice plants having a resistance of a tall bottle. The above-mentioned plants not only can reduce the cost of seed disinfection for the control of kiwi disease in rice cultivation, but also can be used as a hybridization example for providing qBK1 gene, .
도 1은 근동질 계통 YR24982-9-1의 키다리병 저항성 정도를 나타낸 도이다.
도 2는 일품/신광 BC6F4세대 근동질 168 계통에 대한 SSR 마커별 PCR 결과를 나타낸 도이다.
도 3은 밀양299호에 대한 마커별 PCR 결과를 나타낸 도이다.
도 4는 밀양299호의 키다리병 저항성 정도 및 현미품위를 나타낸 도이다.FIG. 1 is a graph showing the degree of resistance to a key strain in the near-vaginal system YR24982-9-1. FIG.
FIG. 2 is a diagram showing PCR results of the SSR markers for the ancestral / Shinkol BC 6 F 4th generation near-kinase 168 lines. FIG.
FIG. 3 is a diagram showing PCR results of each marker for Milyang 299. FIG.
Fig. 4 is a graph showing the degree of resistance and the quality of rice hull of Miryang 299. Fig.
이하, 본 발명을 하기 실시예에서 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 이들에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described more specifically in the following examples. However, these examples are provided only to aid understanding of the present invention, and the present invention is not limited thereto.
실시예 1: 키다리병 생물검정을 위한 식물 재료Example 1: Plants for the determination of chimpanzee biology
키다리병에 대한 중간 저항성을 갖는 신광벼를 공여친으로 사용하고, 키다리병에 대한 감수성을 갖는 일품벼를 반복친으로 하여 4회 여교배함으로써 저항성 근동질 유전자계통 YR24982-9-1을 육성하였다. 이후 일품벼를 모본으로 하고, 상기 저항성 근동질 계통 YR24982-9-1을 부본으로 하여 육성된 BC6F4 세대인 168 계통을 이용하여 생물검정, 유전분석 및 분자마커와 연관분석을 수행하였다.The resistant strain YR24982-9-1 was cultivated by using Shin Kwang Rice with intermediate resistance to the Kidari disease as a cochlear fungus, and crossing the same one with the susceptibility to the Kidari disease repeatedly four times. Then, biochemistry, genetic analysis, and molecular marker association analysis were carried out using 168 strains of BC 6 F 4 generations cultured with YR24982-9-1 as a reference.
상기 과정에 이용된 일품/신광 BC6F4 세대 168 개체, 저항성 근동질 계통 YR24982-9-1, 일품벼 및 신광벼에서 추출한 게놈 DNA의 PCR 증폭반응 방법 및 조건은 하기와 같다. PCR 반응을 위해 DNA는 각각 50 ng을 사용하였으며, SSR 마커 프라이머 쌍은 각각 10 pmol을 사용하였으며, 증폭을 위한 폴리머라제 및 PCR 완충액이 혼합되어 있는 프리믹스(premix, Cat. No. G2002, (주) 제넷바이오)를 사용하여 PCR을 수행하였다.The PCR amplification reaction conditions and the conditions of the genomic DNA extracted from the dish / Shin Kwang BC 6 F 4 generations 168 used in the above process, YR24982-9-1, Yuri24622-9-1, Yuri24002-9-1, and Yuri24602-9-1 were used as follows. For the PCR reaction, 50 ng of each DNA was used, 10 pmol of each SSR marker primer pair was used, and a premix (Premix, Cat. No. G2002, Genet Bio) was used for PCR.
PCR 증폭 조건으로는 추출된 50 ng 씩의 각 계통의 게놈 DNA를 이용하여 총 30 ㎕의 부피(100 pM의 각 프라이머, 200 μM 각각의 dNTPs, 10 mM Tris-HCl pH 9.0, 2 mM MgCl2, 50 mM KCl, 0.1% Triton X-100 및 0.5 U Taq 중합효소)로 94.5℃에서 5분, 94℃에서 30초, 55℃에서 30초, 72℃에서 1분씩, 40회 반복 반응시킨 후 마지막으로 72℃에서 10분간 반응시킨 후 증폭된 생산물은 3% 아가로스 겔(agarose gel) 또는 아크릴아미드 겔(acrylamide gel)에서 확인하였다.
For PCR amplification, 50 ng of genomic DNA of each strain was used and a total volume of 30 μl (100 pM of each primer, 200 μM of each dNTPs, 10 mM Tris-HCl pH 9.0, 2 mM MgCl 2 , 50 mM KCl, 0.1% Triton X-100 and 0.5 U Taq polymerase) at 94.5 ° C for 5 min, 94 ° C for 30 sec, 55 ° C for 30 sec and 72 ° C for 1 min, After reaction at 72 ° C for 10 minutes, the amplified product was confirmed on 3% agarose gel or acrylamide gel.
실시예 2: 키다리병 저항성 생물검정Example 2: Identification of keyhole disease-resistant organisms
키다리병 저항성 생물검정을 위하여, 조직포매카세트(tissue embedding cassette)를 사용하여, 서로 다른 종자들을 서로 다른 제1용기 또는 제2용기의 서로 다른 구획 내에 치상시킨 후, 벼 키다리병 병원균 포자 현탁액이 수용되어 있는 수조(bath)에 동시에 침지하여 접종하였다. 동일한 환경에서 벼 키다리병 병원균을 접종시킨 후, 접종된 종자들을 육묘용 상자에 구별하여 파종하고, 이로부터 품종별 총 발아 식물체 중 정상식물체(건전주)의 비율을 확인하여 객관적이고도 신속하게 저항성을 평가하였다.For tympanic resistance bioassay, tissue embedding cassettes were used to haul different seeds into different compartments of different first or second vessels, and then the suspension of rice typhimurium pathogen spores was harvested And then inoculated into a bath at the same time. Inoculated seeds were inoculated in seedling boxes for sowing seedlings in the same environment, and the ratio of normal plants (total plants) among the total germinated plants according to the cultivars was identified, and objective and rapid resistance .
본 발명에서 사용한 벼 키다리병의 병원균은 푸사리움 모닐리포르메(Fusarium moniliforme)로, 국립농업과학원에서 분양받은 푸사리움 모닐리포르메 균계의 CF283을 사용하였다. 벼 키다리병 저항성 품종을 검정하기 위하여 푸사리움 모닐리포르메의 포자를 PDA(potato dextrose agar) 배지에서 3주간 배양하였고 배양된 포자를 물에 현탁하여 포자현탁액을 제조하였다. 본 발명의 병원균의 포자현탁액의 농도는 물에 현탁된 포자를 현미경으로 확인하여 1×102 spore/㎖, 1×104 spore/㎖, 1×106 spore/㎖로 조절하였다. Fusarium moniliforme , a pathogenic bacterium belonging to the rice bacterium used in the present invention, was used as CF283 of Fusarium moniliformum , which was distributed by the National Institute of Agricultural Science and Technology. In order to test the rice cultivars resistant to rice hind legs, the spores of Fusarium moniliformum were cultivated in PDA (potato dextrose agar) medium for 3 weeks, and the cultured spores were suspended in water to prepare spore suspension. The concentration of spore suspension of the pathogen of the present invention was adjusted to 1 × 10 2 spore / ㎖, 1 × 10 4 spore / ㎖, and 1 × 10 6 spore / ㎖, respectively, by confirming the spores suspended in water by a microscope.
포자현탁액 접종 전 균일한 접종을 위해 접종 전 종자에 존재하는 병균을 제거하기 위해 종자소독을 실시하였다. 조직포매카세트에 담긴 종자를 희석된 푸사리움 모닐리포르메 포자현탁액에 침지하여 26℃에서 3일간 접종하였다. 이때, 병원균의 균일한 접종을 위하여 하루 4회 이상 포자현탁액을 흔들어 주었다. 전단계에서 접종된 종자들을 육묘용 상자에 구별하여 파종하고 약 1개월 후 병징이 충분히 나타날 때 까지 생육시킨 후 건전주와 비건전주를 평가하여 전체 품종 또는 계통별 총 생육 식물체 중 건전주의 비율을 조사하였다. 벼 품종별 키다리병 발병에 따른 건전주 및 비건전주에 대한 구분에 있어서, i) 건전주는 병이 전혀 진전되지 않은 건강한 상태의 식물체와, 발병이 되어 약간의 도장이 관찰되나 이후 회복될 정도로 심각하지 않은 식물체를 말하며, ii) 비건전주는 심각하게 도장한 식물체, 신엽과 하위엽의 사이각도가 45°이상 벌어진 식물체, 위축된 식물체, 균에 의해 발아직후 고사된 식물체, 위축 또는 도장 후 고사된 식물체를 말한다. 나아가 접종된 품종의 건전주 비율은, 품종별 총 발아 식물체 중 건전주의 비율로 산출한다.
Seed disinfection was performed to remove germs present in the seed before inoculation for uniform inoculation before spore suspension. The seeds in the tissue embedding cassette were immersed in a diluted fusarium moniliformes suspension and inoculated at 26 DEG C for 3 days. At this time, spore suspension was shaken more than 4 times a day for uniform inoculation of pathogenic bacteria. The seeds inoculated from the previous stage were sown in the seedling box and sowed. After about 1 month, the seeds were grown until the symptoms became sufficiently visible, and then the dry matter and the non-dry matter were counted to determine the proportion of the total seedlings . In the distinction between the rice bran and the non-rice bran according to the rice cultivars, i) the healthy rice bran is healthy and the rice bran is not developed at all, Ii) plants with severe coatings, plants with an angle of more than 45 ° between the foliage and leaflets, plants atrophied, plants immediately after germination by the fungus, plants undergoing atrophy or after painting It says. Furthermore, the dry matter ratio of the inoculated cultivars is calculated as the proportion of the total dry matter germinated by each cultivar.
<2-1> YR24982-9-1의 키다리병 저항성 수준 분석<2-1> Analysis of the resistance level of Kidari disease in YR24982-9-1
YR24982-9-1의 키다리병 저항성 정도는 도 1 및 표 1에 나타내었다. 키다리병 균주 CF283을 이용하여 검정한 결과, 1×102 ~ 1×106 spore/㎖의 농도에서 일품벼보다 유의적으로 높은 건전주 비율을 나타내었으며 이는 YR24982-9-1의 저항성 공여친인 신광벼와 비슷한 수준이었다.The degree of resistance to the strain of YR24982-9-1 is shown in FIG. 1 and Table 1. As a result of the test using Kidari disease strain CF283, the dry matter ratio was significantly higher at 1 × 10 2 ~ 1 × 10 6 spore / ㎖ than in the case of single-stranded rice, and it was confirmed that YR24982-9-1 resistance- It was similar to rice.
*건전주의 비율은 생물검정 3회 반복 성적의 평균임 * Proportion of soundness is the average of three repeated bioassays
**같은 열의 다른 문자는 유의적 차이가 있음을 의미함
** Other characters in the same column indicate significant differences
<2-2> YR24982-9-1의 유전자 지도<2-2> Genetic map of YR24982-9-1
신광벼에 일품벼를 6회 여교배 한 YR24982-9-1의 주요 농업적 특성은 일품벼와 거의 유사한 특성을 나타내었다. 본 발명에서 이용한 SSR 마커는 Gramene database(http://www.gramene.org)에 등록된 벼 염색체별 SSR 마커정보를 활용하였다. 벼의 12개의 염색체를 모두 포함하는 335개의 SSR 마커를 이용하여 YR24982-9-1에 신광벼의 염색체 단편이 이입된 영역을 확인하였다. 그 결과 염색체 1번, 2번, 7번, 8번, 10번, 11번, 12번에 24종의 SSR 마커가 신광형 대립유전자를 포함하는 것으로 나타났다. 이는 YR24982-9-1 염색체의 92.8%가 일품벼와 동일하며 7.2%의 염색체는 신광벼에서 유래함을 의미한다.The major agronomic characteristics of YR24982 - 9 - 1, which was crossed 6 times to Shin, Kwang - pyeong, showed almost similar characteristics to. The SSR markers used in the present invention utilized the SSR marker information of the rice chromosome registered in the Gramene database (http://www.gramene.org). Using the 335 SSR markers including all 12 chromosomes of rice, the region in which the chromosomal fragments of Shinkwang rice were transferred to YR24982-9-1 was confirmed. As a result, 24 kinds of SSR markers in the
실시예 3: BCExample 3: BC
66
FF
44
근동질 168 계통의 키다리병 저항성 검정 및 키다리병 저항성 양적형질유전자좌(quantitative trait locus; QTL) 분석 Analysis of QDR resistance and quantitative trait locus (QTL) analysis of the ependyma 168 strain
상기 실시예 2에서 제시한 검정방법을 통해 키다리병 균주 CF283을 이용하여 1×106 spore/mL의 농도에서 접종 후 저항성 정도를 검정하였다. 상기 실시예 2에서 벼의 12개의 염색체 중 YR24982-9-1에 신광벼의 염색체 단편이 이입된 영역 중 염색체 1번, 2번, 7번, 8번, 10번, 12번을 표지하는 11종의 SSR 마커를 이용하여 BC6F4 근동질 168계통을 대상으로 PCR을 수행한 후 대립유전자형을 조사하고 생물검정 결과와 종합하여 QTL 분석을 수행하였다. QTL 분석은 매킨토시 QGENE 프로그램(Nelson 1997)을 이용한 복합간격지도작성(composite interval mapping) 방법을 이용하였으며 LOD(logarithm of the odds) 값 2.5 이상인 SSR 마커를 탐색 목표로 지정하였다.Using the test method described in Example 2 above, the resistance level after inoculation at a concentration of 1 × 10 6 spores / mL was assayed using a test strain CF283. Among the 12 chromosomes of rice, the chromosome fragments of Shin Kwang Rice were transferred to YR24982-9-1, and the 11 chromosomes encoding chromosomes No. 1, No. 2, No. 7, No. 8, No. 10, and No. 12 PCR was carried out on 168 BC 6 F 4 myeloma lines using SSR markers. Allele genotypes were then analyzed and QTL analysis was carried out in combination with biochemical results. QTL analysis was performed using a composite interval mapping method using the Macintosh QGENE program (Nelson 1997) and the SSR marker with a logarithm of the odds (LOD) value of 2.5 or more was designated as a search target.
QTL 분석결과 YR24982-9-1의 1번 염색체 중 SSR마커인 RM9가 표지하는 영역에서 LOD 값이 33.21로 매우 높고 표현형 설명력(proportion of variance explained; PVE)이 65%인 주동 QTL이 탐색되어 이를 키다리병 저항성 유전자 qBK1(bakanae disease resistance 1)로 명명하였다.QTL analysis revealed that the dominant QTL with a LOD value of 33.21 and a proportion of variance explained (PVE) of 65% was detected in the region marked by the SSR marker RM9 in
* 해당 SSR 마커의 키다리병 저항성(정상식물체 비율) 설명력
* Resistance of the corresponding SSR marker to the stigma (normal plant percentage)
실시예 4: 키다리병 저항성 양적형질 유전자좌(QTL) 분자마커 개발Example 4: Development of QTL-resistant quantitative trait locus (QTL) molecular marker
<4-1> 키다리병 저항성 유전자 ≪ 4-1 > Kidari disease resistance gene
qBK1qBK1
의 1번 염색체상 위치 확인Of
상기 실시예 3에서 탐색된 키다리병 저항성 유전자 qBK1을 탐색할 수 있는 분자마커 개발을 위해 1번 염색체 RM9 마커 영역 인근에 존재하는 12개의 SSR 마커를 Gramene database(http://www.gramene.org)에서 추가로 탐색한 후, 2차 QTL 분석을 통해 키다리병 저항성 QTL qBK1의 정확한 위치를 분석하였다(표 4). 키다리병 저항성 유전자 qBK1은 1번 염색체 SSR 마커 RM24에서 RM11295가 표지하는 RM11295 사이인 19.30 ~ 23.72 Mb 영역에 존재하는 것으로 나타났으며 이 영역에 존재하는 것으로 7종의 SSR 마커는 LOD 값이 21 이상이며 표현형 설명력이 47% 이상으로 매우 높아 키다리병 저항성 유전자 qBK1 선발용 분자마커로 이용 가능함을 확인하였다. 키다리병 저항성 유전자 qBK1의 범위를 나타내는 SSR 마커 2종(RM24, RM11295)과 키다리병 저항성 유전자 qBK1 선발용 분자마커인 SSR 마커 7종(RM11180, RM11245, RM11257, RM11258, RM8144, RM9 및 RM11288)의 프라이머 염기서열은 표 5에 개시하였다. 키다리병 저항성 유전자 qBK1 선발용 분자마커인 SSR 마커 7종에 대한 겔 염색 결과는 도 2와 같다. 2차 QTL 분석에서 탐색된 RM9는 LOD 값이 33.22이며 표현형 설명력이 65%로 본 특허에서 탐색된 키다리병 저항성 유전자 qBK1 선발용 SSR 마커 7종 중 가장 우수한 마커인 것으로 확인되었다.To develop a molecular marker capable of searching for the keypad disease resistance gene qBK1 found in Example 3, twelve SSR markers near the RM9 marker region of
♩ 해당 SSR 마커의 키다리병 저항성(정상식물체 비율) 설명력 키 Resistance of the corresponding SSR markers to legs disease (ratio of normal plants) Explanatory power
<4-2> 키다리병 저항성 생물검정 결과 및 분자마커 RM9 유전자형과의 일치성≪ 4-2 > Consistency between the result of the biotest of the insect resistance test and the RM9 genotype of the molecular marker
본 발명에서 키다리병 저항성 유전자 qBK1 선발용 분자마커로 발굴한 RM9의 효용성을 검토하였다. 키다리병 생물검정 결과 BC6F4 근동질 168계통의 건전주 비율은 0 ~ 100%까지 고르게 분포하였으며 10회 반복 검정 결과 일품벼의 건전주 비율은 3.5±4.8%(범위 0 ~ 14.3%), 신광벼는 91.7±6.7%(범위 73.7 ~ 100%)이었으며, YR24982-9-1은 91.4±5.9%(범위 83.9 ~ 100%)로 실시예 2에서와 비슷한 경향이었다. BC6F4 근동질 168계통의 계통별 건전주 비율을 2차 QTL 분석 결과 탐색된 RM9에 대한 유전자형과의 일치성을 확인하였다. BC6F4 근동질 168계통 중 RM9에 대해 신광형 유전자형을 가진 계통의 85% 이상이 저항성 계통으로 구분되었고 일품형 유전자형을 가진 계통의 81%는 감수성 또는 중도 이하의 저항성을 나타내어 본 발명에서 발굴된 RM9는 키다리병 저항성 유전자인 qBK1을 효과적으로 선발할 수 있는 분자마커로 이용할 수 있을 것으로 확인되었다.
In the present invention, the efficacy of RM9 extracted with a molecular marker for selecting the qDK1 gene for resistance to the keypad disease was examined. Tall bottle bioassay results BC 6 F 4 Near quality pole ratio of the 168 strains gun is 0 and were evenly distributed to 100% of 10 times test results of ilpumbyeo gun pole ratio is 3.5 ± 4.8% (range from 0 to 14.3%), Kwang The rice yield was 91.7 ± 6.7% (range 73.7 ~ 100%) and YR24982-9-1 was 91.4 ± 5.9% (range 83.9 ~ 100%), similar to that of Example 2. BC 6 F 4 confirmed the consistency of the genotype of the strain rate cases per week in the Near East to be 168 lines in the second QTL analysis discovered RM9. BC 6 F 4 Near be more than 85% of the strains with singwanghyeong genotype for RM9 of 168 lines is was separated by resistant strains, 81% of strains with a dish-type genotype is excavated in the present invention exhibits a resistance of the sensitivity or moderate or less RM9 could be used as a molecular marker to effectively select qBK1 , a key resistance gene for resistance.
실시예 5: 밀양 299호의 육종 과정Example 5: Breeding process of Milyang 299
신광벼 유래 저항성 유전자인 qBK1을 포함하고 수량성 등 주요 농업적 특성이 우수한 벼 식물체를 개발하기 위해 상기 실시예 1에 기재된 YR24982-9-1를 모본으로 일품벼를 부본으로 인공교배하여 교잡종(F1)을 육성하였다. 상기 교잡종(F1)과 일품벼와의 여교배를 통해 육성된 F2 집단 중 400개체를 수확한 후 이듬해 F3 세대 400계통을 포장에 전개한 후 초형 등 계통의 외관적 특성이 우수한 20계통을 선별하여 생산력을 검정하였다. 생산력 검정시험에 공시한 20계통 중 각종 농업적 특성이 재배품종인 일품벼와 유사하거나 이보다 우수하면서, 신광벼 유래 저항성 유전자인 qBK1을 포함하는 YR28297-1-38을 선발하여 '밀양299호'로 명명하였다.
It includes a rice-derived resistance genes Kwang qBK1 and quantity to develop a major agronomic characteristics superior rice plant such as sex and artificial mating with a counterpart ilpumbyeo the YR24982-9-1 described in Example 1 above to mobon hybrids (F 1 ). 400 of the F 2 cultivars cultivated through hybridization of the hybrids (F 1 ) and one-lobed rice were harvested and the following year, F- 3 generations of 400 strains were packaged, and then 20 strains having excellent appearance characteristics of the super- And the productivity was selected. Among the 20 lines announced in the productivity test, YR28297-1-38, which contains the resistance gene of Sin- Kwang- Pyeong- derived resistance gene similar to or superior to the cultivar Yulchon, is selected as 'Milyang 299' Respectively.
밀양299호는 서열번호 1 및 2로 표시되는 프라이머 쌍인 키다리병 저항성 분자마카인 RM9를 이용하여 유전자 증폭(PCR)을 수행한 결과, 모든 개체에서 저항성 유전자 qBK1의 공여품종인 신광벼와 동일한 대립유전자형을 나타내며(도 3), 실시예 2에서 기재한 방법에 의한 저항성 생물검정에서도 신광벼와 유사한 수준의 저항성을 나타내었다(도 4).
Milyang 299 discloses the same allele as the Kwang rice donor varieties of results of the gene amplification (PCR) using the primer pair tall disease resistance molecular marker of RM9 shown in SEQ ID NO: 1 and 2, the resistance gene on any object qBK1 (Fig. 3), and the resistive bioassay by the method described in Example 2 showed a resistance similar to that of Shinkwang rice (Fig. 4).
또한 일품벼는 벼의 주요 바이러스병인 벼줄무늬잎마름병에 감수성인 반면에 '밀양299호(YR28297-1-38-4)'는 상기 표 6의 서열번호 19 및 20으로 표시되는 프라이머 쌍인 벼줄무늬잎마름병 저항성 유전자 Stv-bi의 분자마커인 Indel7을 이용하여 유전자 증폭(PCR)을 수행한 결과, 모든 개체에서 벼줄무늬잎마름병 저항성 유전자 Stv-bi의 공여품종인 신광벼와 동일한 대립유전자형을 나타내어 벼줄무늬잎마름병 저항성 유전자도 포함하는 것으로 나타났다(도 3).
In addition, 'Milyang 299 (YR28297-1-38-4)' is susceptible to the rice vine leaf blight, which is a major viral disease of rice, whereas 'Milyang 299 (YR28297-1-38-4)' is susceptible to the rice vine leaf blight As a result of performing gene amplification (PCR) using
실시예 6: 밀양299호의 주요 농업적 특성 및 수량성Example 6: Major agricultural characteristics and yield of Milyang 299
밀양299호의 주요 농업적 특성 및 수량성은 표 7에 나타낸 바와 같다. The main agricultural characteristics and yield of Milyang 299 are shown in Table 7.
밀양299호의 출수기는 8월 17일이고 간장, 수장, 수수 등 외관적인 식물체의 특징은 여교배 반복친인 일품벼와 거의 유사하다. 수량구성요소 중 밀양299호의 등숙율은 83.8%로 일품벼 보다 낮으나, 수당립수가 많고 천립중이 무거웠으며 수량성은 일품벼 보다 2.7% 정도 증수된 554kg/10a 수준이었다.
The heading date of Miryang 299 is August 17, and the characteristics of the apparent plants such as soy sauce, chestnut, and sorghum are similar to those of the one-piece rice which is repeated. The ripening rate of Milyang 299 was 83.8%, but it was lower than that of regular rice, but the number of livelihood was higher and the weight of heavenly ground was heavier. The yield was 554kg / 10a, which was increased by 2.7%
실시예 7: 밀양299호의 주요 내병성 및 미질 특성Example 7: Major diseases and properties of Milyang 299
밀양299호의 주요 내병성 및 미질특성은 표 8에 나타낸 바와 같다. Table 8 shows the main tolerability and properties of Milyang 299.
밀양299호의 도열병 및 흰잎마름병 저항성은 여교배 반복친인 일품벼와 유사하게 약한 편으로 확인되었다. 반면, 줄무늬잎마름병과 키다리병에 대하여는 여교배 공여친인 신광벼에서 도입된 키다리병 저항성 유전자인 qBK1 및 벼줄무늬잎마름병 저항성 유전자인 Stv-bi의 영향으로 강한 저항성을 가짐을 확인하였다.The resistance of rice blast and blight of blight of Miryang 299 was confirmed to be weak similar to that of one - year - old repeat. On the other hand, it was confirmed stripes leaf blight and having a tall disease resistance genes qBK1 and rice stripe virus resistance gene, a strong resistance to the influence of Stv-b i introduced in the Xinguang rice balls girlfriend crossed over with respect to the tall bottles.
밀양299호의 미질특성을 살펴보면, 백미 단백질과 심복백 발현율은 일품벼와 비슷하였으나, 아밀로스 함량이 19.4%로 일품벼보다 약간 낮았고, 식미치가 70.2로 일품벼보다 3.6점 정도 높아 밥의 윤기가 좋았다. 또한 식미 관능점정 결과에서도 일품벼보다 0.2점 정도 높은 것으로 나타났다.
The micritic characteristics of Milyang 299 were similar to those of the raw rice, but the amylose content was 19.4%, slightly lower than that of the common rice, and the rice was 70.2 and 3.6 points higher than that of the raw rice. It was also found that the sensory score was 0.2 point higher than that of the raw rice.
이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위, 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
From the above description, it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. In this regard, it should be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention should be construed as being included in the scope of the present invention, rather than the above detailed description, as well as all changes or modifications derived from the meaning and scope of the appended claims and their equivalents.
<110> REPUBLIC OF KOREA(MANAGEMENT : RURAL DEVELOPMENT ADMINISTRATION) <120> A new rice plant 'Milyang299' with bakanae disease resistance and breeding method thereof <130> KPA140794-KR <160> 20 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> RM24 forward primer <400> 1 gaagtgtgat cactgtaacc 20 <210> 2 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> RM24 reverse primer <400> 2 tacagtggac ggcgaagtcg 20 <210> 3 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> RM11180 forward primer <400> 3 caagaagact taccggtacc atgc 24 <210> 4 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> RM11180 reverse primer <400> 4 gtccgatgcg actaaggtag gg 22 <210> 5 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> RM11245 forward primer <400> 5 agcgtgaatg cacacttctt tcc 23 <210> 6 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> RM11245 reverse primer <400> 6 attcaaacac ggacgacaga cg 22 <210> 7 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial 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Claims (5)
Milyang 299, a rice plant resistant to rice blast, which was cultivated by mulberry cultivation with a sample of YR24982-9-1, which is a crossbreed of Shinkwang and one kind of rice.
2. The method according to claim 1, wherein the Milyang 299 comprises a resistance gene qBK1 (bakanae disease resistance 1) comprising an RM9 oligonucleotide or a fragment thereof amplified by a primer pair represented by SEQ ID NOs: 13 and 14 'Milyang 299' which is a rice plant.
The rice plant according to claim 1, wherein the Milyang 299 is further resistant to stripe blight.
The rice plant according to claim 1, wherein the Milyang 299 has a deposit number KACC98040P.
상기 여교배에 의해 육성된 근동질 계통 YR24982-9-1를 부본으로 하고, 일품벼를 모본으로 하여 교잡하는 단계;
상기 교잡종(F1)의 식물체를 육종 및 세대진전하는 단계;
서열번호 13 및 14로 표시되는 프라이머 쌍에 의해 증폭되는 RM9 올리고뉴클레오티드 또는 이의 단편을 포함하는 키다리병 저항성 유전자 qBK1(bakanae disease resistance 1)를 포함하는 개체를 선발하는 단계를 포함하는, 벼 키다리병 저항성 벼 식물체 '밀양299호'의 육종방법.
A step of cultivating Shin Kwang-pyeong as a female partner, and repeating the cross-linking of the three-component rice;
A step of hybridizing the yeast strain YR24982-9-1 cultivated by the above-mentioned transplantation with a copy as an example of a single-leaf rice;
The step of breeding and progress in the generation of the plant hybrids (F 1);
Comprising selecting an individual comprising the RM9 oligonucleotide amplified by the primer pair shown in SEQ ID NOs: 13 and 14 or a fragment of the bacterium disease resistance qBK1 (bakanae disease resistance 1) comprising the RM9 oligonucleotide or fragment thereof, Breeding method of rice plant 'Milyang 299'.
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| KR102394117B1 (en) | 2021-09-03 | 2022-05-04 | 주식회사 시드피아바이오 | Brand new rice variety 'Chunhye-Jinseon-hyang' having Aroma and Low amylose content |
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2015
- 2015-04-08 KR KR1020150049865A patent/KR101723081B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR20140135910A (en) * | 2013-05-16 | 2014-11-27 | 대한민국(농촌진흥청장) | Large Scale Screening Method for the Evaluation of Resistance against Bakanae diseases |
| KR101509076B1 (en) * | 2013-10-18 | 2015-04-08 | 대한민국 | Composition comprising DNA marker for selecting rice variety containing bakanae disease-resistant BK1 gene and method of selecting rice variety resistant to bakanae disease using the DNA marker |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 한국육종학회지 Vol. 44 No. 3 (p.282-289) * |
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