간척지 적응 벼 육종사업은 호남작물시험장에서 1975년부터 시작하였으며
1978년 계화도출장소 및 남양출장소가 설립되면서 본격적인 계통육성시험이
수행되어 왔다. 그러나 품종육성의 방향은 수량성과 미질을 고려한 구간척지의
토양 염분농도가 낮은(염농도 0.1∼0.3%) 토양에 재배가 적합한 중정도의
내염성을 갖는 간척지 적응성 품종개발의 수준에 머물러 있다. 그러나 우리나라
기후에 맞는 자포니카 내염성 품종의 육성은 토양 염농도가 높은 신간척지
토양에 재배가 가능한 자포니카 고품질 품종 육성뿐만 아니라 간척지 제염 및
유기물 증진, 간척지 조사료 생산 등 다방면에 활용이 가능하다.

2000년부터 우리나라에 적응하는 내염성 품종을 육성하기 위한 연구가 수행되고
있으며 주로 쓰인 유전자원은 인디카니 또는 인디카를 모본으로 활용한
중간형으로 카라라타(Kalarata), 안나푸르나(Annapurna), 고테루(Gottelu),
포카리(Pokkali), 기자177(Giza177) 및 아그미 M1(Agmi M1)등과 이를 교잡한
계통 FL478, IR73571 등이 유전자원으로 활용하여 여교잡 등을 통한 자포니카
내염성품종을 육성하고자 노력해 왔다. 그러나 인디카의 내염성 유전자를
자포니카에 도입시키는 일은 몇 가지 극복해야할 문제를 안고 있는데, 첫째는
인디카 내염성 유전자원은 우리나라 기상환경에서 출수가 되지 않거나, 출수가
되더라도 등숙이 되지 않는 생태적인 특성을 가지고 있으며, 둘째는 인디카와
자포니카의 원연관계로 인하여 교잡친화성이 낮아 인공교배를 하더라도 불임이
심하며, 교배 후에 계통을 육성하더라도 내염성 유전자와 불량한 형질이 매우
밀접하게 연관이 되어 있어 우리나라 기호에 맞는 고품질 자포니카 내염성
계통을 육성하는 것은 매우 어렵다. 따라서 이를 극복하기 위하여 육종의
전략을 2단계로 나누어 진행하였는데, 1단계는 우리나라 기상환경에서 출수와
등숙이 가능하며, 자포니카 벼와 교잡친화성이 높은 인디카 내지 중간형 내염성
중간모본을 육성하는 것이며, 2단계로 이를 바탕으로 한 자포니카 품종을
육성하는 것이다. 또한 생명공학의 발전으로 내염성유전자의 분리와 도입에
의한 내염성품종의 육성이 계속 시도되고 있으며 내염성 벼 품종의 육성은
앞으로도 많은 연구가 요구된다. 이 밖에도 내염성 검정방법, 생리적 기작 및
유전양상 등의 기본적 연구가 미흡한 상태에서 내염성 벼 육종의 성과는 만족할
만한 수준에 이르지 못하고 있다.

가. 벼 내염성 기초연구 및 선발지표 개발

(1) 생육단계별 염해양상

내염성 품종의 염해저항성 기구는 염분을 뿌리로부터 흡수하는 것을 배제하거나
조직자체가 저항성을 가지며, 직접적으로 잎에서 희석효과를 나타내는 등
삼투압 조절작용이 크고, 빠른 속도로 단백질을 합성, 축적한다. 내염성 세포의
특성은 액포에 이온을 축적하고, 세포내 삼투압 조절을 위해 당, 아미노산과
같은 유기물을 생산하여 세포질과 엽록체에 축적함으로서 팽압을 유지한다.
염해에 의한 식물체의 반응에 대한 연구결과를 보면, 영양생장기 이전에 염해를
받게 되면 발아불량으로 인한 발아속도 지연, 유묘신장 저하, 발근 및 뿌리활력
억제로 분얼수 및 유효경비율이 감소되어 결국 이삭수가 적어지게 된다. 벼의
경우 생식생장기에 염해를 받게 되면 이삭의 지경수 및 이삭꽃수의 분화가
억제되고, 감수분열기에 화분발육이 저해되고 개화가 억제되며 대사산물의
물질이동이 저해되어 결국 수량감소와 품질저하를 초래하게 된다.

<그림 1> 염해에 의한 수량 감소 기작(2006)

(2) 저항성 품종을 위한 기초연구

벼 내염성이 강한품종은 초장, 지상부 및 뿌리 건물중의 감소율이 적었으며,
생육신장부위(Shoot)의 나트륨(Na) 함량이 현저히 높았던 반면 칼륨(K)의
함량은 다소 낮은 것으로 나타났다.

이들 특성간의 관계를 보면, 초장 감소율, 지상부 건물중 감소율 및 뿌리 건물중
감소율 간에는 정의 상관이 있었으며, 이들 형질은 모두 지상부 Na의 함량과
고도의 정의 상관이 있으나 지상부 K의 함량과는 부의 상관이 있었다.

(3) 내염성 선발지표 개발 및 내염성 유전분석

위의 결과를 토대로 품종간 차이가 인정이 되며 환경에 의한 변이가 적어
재현성과 선발신뢰성이 높은 선발지표로는 생육신장부위 내의 Na 함량이 매우
용이한 형질로 인정되었으며, 생육신장부위 내의 Na함량과 달관조사 결과와도
고도의 정의 상관이 있었다. 이면교배 유전분석을 통하여 내염성 관련 유전자는
양적형질로서 3개 이상의 유전자가 관여하여 발현되는 불완전 우성이며
유전력이 낮고 환경요인에 의한 변이가 큰 것으로 보고되어 있다. 따라서 내염성
개체를 선발하기 위해서는 초기세대보다는 후기세대에서 선발을 하는 것이
선발효율이 높은 것으로 나타났다.

나. 내염성 중간모본 육성

호남농업연구소 계화도출장소에서는 1997년 농촌진흥청(RDA) - 국제벼
연구소 (IRRI, International Rice Research Institute) 간에 벼 자포니카
내염성 품종육성 공동연구를 시작하였다. 초기에는 국제벼연구소의
시설을 이용하여 유용유전자원의 검정에 중점을 두었으나 2001년부터는
선발한 조합을 IRRI 내염성 연구실에서 세대 촉진하였고, 현재는 IRRI와의
내염성검정시험(IRSSTN)을 통한 국제공동연구를 수행하고 있으며, 본답 및
유묘검정에 의한 유망한 내염성계통선발과 내염성 중간 모본 개발을 위한
재료로 활용하고 있다. 세계화벼는 RDA-IRRI 간에 공동연구를
통하여 선발된 조합으로 계화도출장소 벼 계통육성 포장(염농도 0.1∼0.3%)에서
F2선발한 후 IRRI에서 세대촉진을 하며 유묘내염성 검정 결과 연차간, 지역간
내염성 변이가 적은 계통들이다. 또한 청호벼는 유묘내염성이 중도저항성
품종이다.