농업기술 201507 vol590

벼흰잎마름병의 감염은 벼 잎의 기공 및 수공이나 상처를 통해 이루어지며 물을 통해 전염하므로 태풍에 의한 바람이나 집중호우시 침·관수되는 곳에서 많이 발생한다. 벼흰잎마름병이 발생하면 벼 잎이 하얗게 말라 죽으며 잎의 광합성 작용이 떨어져 수량이 감소하고 품질이 크게 떨어진다. 우리나라의 벼흰잎마름병 균계는 1985년 이래 ‘밀양 23호’, ‘청청벼’, ‘풍산벼’, ‘한강찰벼’, ‘밀양 42호’를 판별 품종으로 이용하여 저항성 반응에 따라서 K1, K2, K3, K4, K5로 분류하는 판별 시스템을 이용하고 있다. 2001년에 기존의 저항성 품종인 ‘화영벼’의 병에 걸린 잎(이병엽)에서 K3보다는 병원성이 강하지만 K4보다는 병원성이 약한 새로운 균계를 확인하고 이를 K3a라 명명하였다. 벼흰잎마름병에 대한 저항성원은 우리나라에서 일반적으로 재배되고 있는 자포니카형 벼에서는 부족하고 혈통이 먼(원연) 관계인 야생벼, 재래종과 인디카 품종에 주로 있기 때문에 이들 저항성원을 자포니카 벼 품종에 직접 이용하기에는 불임과 불량 형질의 동반으로 어려움이 있다. 저항성 유전자 이외에 유전적 배경이 비슷한 근동질 계통의 개발은 벼흰잎마름병균 발생과 병원성에 대한 모니터링, 병원균과 식물체간의 저항성 기작에 대한 연구, 직접적인 저항 성원으로 저항성 육종사업에서의 활용 등 많은 장점을 가지고 있다. 지금까지 ‘수원 345호’, ‘이리 390호’, ‘밀양 95호’ 배경에 Xa1, Xa2, Xa3가 도입된 근동질 계통과 K3a 균계에 저항성을 나타내는 Xa4, xa5, Xa21을 ‘수원 345호’ 배경에 도입한 근동질 계통이 개발되었다. 조생 찰벼인 ‘상주찰벼’ 배경에 Xa2, Xa3, xa5, Xa21이 도입된 저항성 계통이 육성되었다. 또한 중만생종으로 최고 품질인 ‘미품’ 배경에 저항성 유전자가 도입된 근동질 계통을 개발하고 있다. 저항성 검정을 통한 표현형 선발만으로는 다양한 저항성 유전자를 하나의 품종에 집적시키기에는 어려움이 있다. 출수 생태형별로는 조생종, 중생종, 중만생종의 벼흰잎마름병 저항성 품종의 비율이 각각 12.3, 55.6, 67.2%로 조생종이 중생, 중만생종에 비해 저항성 품종의 비율이 적다. 찰벼와 유색미 등 특수미 품종들은 일반 밥쌀용 품종에 비해서 저항성 품종의 비율이 적은 실정으로 이들에 대한 저항성 증진이 필요하다. 벼흰잎마름병에 대한 저항성 유전자는 지금까지 약 34개가 밝혀져 있으며 그 중에서 우성 유전자가 23개, 열성 유전자가 11개이다. 우리나라 자포니카형 벼흰잎마름병 저항성 육종사업은 초기에는 Xa1 저항성 유전자를 이용하였고, 이후 Xa3를 이용하여 많은 저항성 품종이 개발되어 재배되어 왔다. 다행히 벼흰잎마름병 저항성 유전자의 다양화를 위해 방글라데 시 aus 품종인 DV85에서 xa5가 도입된 계통이 실질적인 품종 개발로 이루어져 ‘강백’이 육성되었고, Xa3와 xa5가 결합 된 ‘진백’, ‘해품’, ‘안백’ 등 저항성 품종 개발이 이루어져 병원성이 강한 균계에 대응하고 있다. 이러한 문제는 저항성 유전자를 표지할 수 있는 분자 표지가 개발됨에 따라 하나의 품종에 여러 개의 저항성 유전자를 집적시킬 수 있게 되었다. 새롭게 개발된 ‘익산 575호’(지역적응성 2년차)는 Xa3과 xa5 이외에 야생벼에서 유래한 Xa21 등 세 개의 저항성 유전자를 가지고 있어 기존의 품종에 비해서 강한 저항성 반응을 나타낸다. 이외에 조생종의 저항성 증진을 위해 조생종 우량 품종인 ‘운광’에 여교배를 통해 Xa3과 Xa21을 도입한 계통인 ‘익산 592호’가 지역적응성시험 1년차에 공시되고 있으며, 다양한 저항성 유전자 집적 계통들이 품종 등록에 필요한 절차를 거치고 있다. 기후 온난화에 의해 세균성 병인 벼흰잎마름병의 발생이 증가할 가능성이 높고 병원성이 강한 균계가 전국적 확산 돼 피해가 우려되고 있다. 이에 대한 가장 적극적인 대처 방안은 저항성 품종을 개발하고 재배하는 것이다. 농촌진흥청 국립식량과학원에서는 1965년부터 벼흰잎마름병 저항성 품종 개발을 위한 육종사업을 수행해오고 있다. 1972년에 통일형 저항성 품종인 ‘통일’이 육성되었고 1982년에 자포니카형인 ‘섬진벼’가 육성되었다. 1971년부터 2014년까지 육성된 자포니카형 318품종 중에서 저항성 육종사업에서 검정하고 있는 K1, K2, K3, K3a 모든 균계에 유전적으로 병에 걸리기 쉬운(이병성) 품종은 174개로 54.7%를 차지한다. K1 균계에 저항성인 품종은 ‘섬진벼’, ‘대청벼’ 등 34품종 (10.7%)이며 K1, K2 균계에 저항성인 품종인 ‘화신벼’ 1품종이다. 1991년에 K1, K2, K3 균계에 저항성인 품종 ‘화영벼’, ‘안중벼’가 개발된 이후 특히 ‘화영벼’를 저항성원으로 하여 많은 품종(102품종, 32.1%)이 개발되었다. DNA 표지인자를 이용한 선발은 노력과 비용절감, 초기 세대에 저항성이 고정된 개체의 선발, 여교잡 육종의 효율증진과 2개 이상의 유전자가 복합화된 계통의 선발이 가능하다는 장점이 있다. 이에 작물의 질적 또는 양적인 형질개량에 많이 활용되고 있다. 최근의 대내외 환경변화에 신속하게 대응하고 수요자 맞춤형 품종개발을 위해서는 전통육종과 분자육종의 접목을 통한 설계에 의한 품종개량(Breeding by design) 기술이 절대적으로 필요하다. ‘중모1034’는 친환경재배에 적합한 품종육성을 위해서 육종초기단계에서 분자육종기술(MAS ; marker assisted selection)을 접목하여 벼멸구, 흰잎마름병, 줄무늬잎마름병, 도열병과 끝동매미충 저항성에 대한 선발 계획을 수립하여 육성한 품종이다. 또한 소비자 맞춤형 품종개발을 위한 하나의 좋은 육종사례인 것으로 평가받고 있다. ‘중모1034’는 각각의 독립적인 내병충성 저항성 품종들을 동시에 교잡하고 분자표지를 이용하여 최근 문제시 되고 있는 도열병, 줄무늬잎마름병, 흰잎마름병(K₁~K₃), 벼멸구 및 끝동매미충 저항성 등 국내 최다 병해충 저항성 유전자를 동시에 집적한 복합내병충성 벼 품종이다. ‘중모1034’의 주요 농업적 특성은 보통기재배에서 출수기가 8월 11일로 중생종이며, 쌀 수량성이 545㎏/10a로 남평벼보다 2% 낮고, 기타 도정과 품질특성들은 남평벼와 비슷한 밥쌀용 품종이다. 특히 ‘중모1034’는 중부와 영. 호남 평야 1, 2모작 친환경재배단지 전용품종으로, 밥맛은 조금 부족하나 선식 등 현미를 이용한 건강 기능성 가공식품 등에 활용될 수 있는 친환경 전용품종이다. 이를 통해 친환경 재배를 확대하고 농약절감효과의 경제적 효과와 함께 국민 건강 증대의 사회적 효과가 동시에 기대된다.