벼멸구에 대한 저항성 마커(R208)에서 확실한 차이를 보인 자포니카 품종인 일품벼과 상해향혈나를 대상으로 벼멸구 저항성 유전자와 내염성과의 관련성을 조사하기 위해,두 품종에서 염처리에 의한 Os-Bil 발현량의 변화를 분석하고 인디카 품종인 Pokkali와 IR29의 결과와 비교하였다. 일품벼는 50, \( 200 \mathrm { mM } \mathrm { NaCl } \) 처리에서 Os-Bi1 유전자의 발현량이 농도 의존적으로 감소하였으며, 상해향혈나는 50 \( \mathrm { mM } \) 에서만 약간 증가하고 \( 200 \mathrm { mM } \) 에서는 크게 감소하였으며, 내염성인 Pokkali는 Os-Bi1의 발현량이 \( 100 \mathrm { mM } \) 의 \( \mathrm { NaCl } \) 처리에 의해 약 2배 증가하였으나 감수성인 IR29는 같은 농도에서 발현량이 감소하였고, 이러한 결과들은 벼멸구 저항성 유전자(Os-Bi1)가 적어도 인디카 품종들의 내염성 차이에 관여함을 의미하는 것으로 보인다.
<h1>결과 밎 고찰</h1> <h2>SSR 마커에 의한 품종간 유전적 다양성 확인</h2> <p>일품벼와 상해향혈나의 두 자포니카 품종을 대상으로 벼멸구 저항성 유전자(Os-Bi1)로부터 \( 5.5 \mathrm { cM } \) 거리에 위치한 벼멸구 저항성 SSR 마커인 R208를 이용하여 유전적 다양성을 분석하였다. Fig. 1에서 약 100 bp인 SSR 마커 R208의 PCR 산물은 상해향혈나에서만 검출됨이 확인되었다. 마커를 사용한 벼멸구 저항성 개체 선발은 기존에 여러 연구자들에 의해 보고되었다. '가야벼/낙동벼' 조합의 \( \mathrm { F } _ { 2 } \) 집단을 대상으로 벼멸구 저항성과 마커와의 관계를 분석하여 벼멸구 저항성 유전자와 cosegregation 관계에 있는 RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA) 마커(OPD7700)를 선발하였으며, '삼강벼/낙동벼' 조합의 \( F_ { 2 } \) 집단을 대상으로 벼멸구 저항성 유전자와 \( 4.1 \mathrm { cM } \) 거리에 위치한 RFLP(Restriction Fragment Length Polymorphism) 마커(G258)를 선발하여 보고한 바 있다. 또한 벼 게놈 염기서열 완성과 더불어 전체 게놈을 대표하는 SSR 마커는 수 천종이상 개발되어 상용화하였으며, 벼의 품종간 유전적 배경과 유전적 다 양성연구 및 저항성 유전자 탐색 등에 그 이용이 가속화되고 있다 .</p> <h2>염처리시 벼멸구 저항성 유전자의 발현 정도</h2> <p>벼멸구 저항성과 다른 작물학적 형질과의 연관에 대해서 서론에서 언급한 바와 같이 벼멸구 저항성 유전자는 도복과 밀접한 연관이 있으며, 도복은 양적 유전자가 관여한다는 보고가 있었다. 이러한 양적 유전자는 유전적 및 환경적 요인이 결부되어 나타나는 내염성과도 관련 있는 것으로 보고 되어있다.</p> <p>본 연구에서는 벼멸구 저항성 SSR 마커(R208)에서 확실한 차이를 보인 일품벼와 상해향혈나를 대상으로 벼멸구 저항성 유전자 \( (O s-B i 1) \) 와 양적 형질인 내염성과의 관련성을 조사 하였다. 이를 위해 Os-Bi1 발현량의 변화가 real-time PCR에 의해 분석 되었으며, Os-Act1에 대비한 벼멸구 유전자의 발현량의 정량화는 'comparative \( \left ( \Delta \triangle \mathrm { C } _ {\mathrm { T } } \right ) \operatorname { } \)method' 를 사용하여 수행되었다. Fig. 2에서 (A)와 (B)는 Os-Act1과 Os-Bi1 유전자 발현을 수치화하여 검량선으로 나타낸 것으로 원은 검량선 데이터이고 사각형은 각 시료의 유전자 발현 실축치이다. Table 1 에서 \( \mathrm { NaCl } \) 를 처리하지 않은 각 대조구와 비교하였을 때 일품벼는 50 과 \( 200 \mathrm { mM } \mathrm { NaCl } \) 처리에서 벼멸구 저항성 유전자 \( \left (O_ { s-B i 1 } \right ) \) 의 발현량이 농도 의존적으로 대조구의 \( 12 \% \)까지 감소하였으며, 상해향혈나는 \( 50 \mathrm { mM } \) 에서 약간 증가하였지만 \( 200 \mathrm { mM } \) 에서는 대조구의 \( 5 \% \) 수준까지 감소하였다. 이러한 결과는 인디카로 부터 여교배동의 방법을 이용해 오랜 기간 육성된 자포니카 저항성 계통에서 인디카와 달리 저항성의 정도가 불안정한 중도저항성이 관찰되는 경우가 많다는 보고와 관련이 있어 보인다. 일반적으로 자포니카보다 인디카 품종에서 내염성과 벼멸구 저항성이 빈번히 보고되어왔다[13,14,24]. 따라서, 벼멸구 저항성과 내염성과의 관련성을 밝히기 위해 내염성 품종인 Pokkali와 감수성인 품종인 IR29[24]을 가지고 Os-Bil의 발현량을 염처리 후 비괴하였다(Table 1). 내염성인 Pokkali는 대조구보다 Os-Bi1의 발현량이 \( 100 \mathrm { mM } \) 에서 약 2 배 증가하였으나 감수성인 IR29는 같은 농도에서 \( 64 \% \) 까지 감소하였다. 그러나 IR29가 벼멸구 저항성을 가지고 있는 품종으로 보고 하였으므로, IR29는 벼멸구 저항성을 가지고 있으나 염처리에 의해 관련 유전자인 Os-Bi1의 발현량이 감소한 것으로 생각된다. 이러한 결과들은 벼멸구 저항성 유전자 \( (O s-B i 1) \) 가 적어도 인디카 품종들의 내염성 차이에 관여함을 의미한다. 일반적으로 벼의 내염성은 유전적 및 환경적 요인이 결부되어 나타나는 현상으로 양적 유전자polygene)에 의해 조절되며 본 연구의 결과에 의해 벼멸구 저항성 유전자는 양적 유전자들 중에 하나로 생각된다.</p> <h1>요 약</h1> <p>벼멸구(Nilaparvata lugens Stal.)에 대한 저항성 마커(R208)에서 확실한 차이를 보인 두 자포니카 품종(일품벼과 상해향 혈나)을 대상으로 벼멸구 저항성 유전자(Os-Bi1)와 내염성과의 관련성을 조사하였다. 이를 위해 두 품종에서 염처리에 의한 Os-Bil 발현량의 변화를 real-time PCR을 이용해 정량화하였으며, 인디카 두 품종(Pokkali와 IR29)의 결과와 비교하였다. 일품벼는 50, \( 200 \mathrm { mM } \mathrm { NaCl } \) 처리에서 Os-Bi1 유전자의 발현량이 농도 의존적으로 감소하였으며, 상해향혈나는 50 \( \mathrm { mM } \) 에서만 약간 증가하고 \( 200 \mathrm { mM } \) 에서는 크게 감소하였다. 비교해서, 내염성인 Pokkali는 Os-Bi1의 발현량이 \( 100 \mathrm { mM } \) 의 \( \mathrm { NaCl } \) 처리에 의해 약 2 배 증가하였으나 감수성인 IR29는 같은 농도에서 발현량이 감소하였다. 이러한 결과들은 벼멸구 저항성 유전자(Os-Bi1)가 적어도 인디카 품종들의 내염성 차이에 관여함을 의미하는 것으로 보인다.</p>