Abstract
Three rice (Oryza sativa L. var Dong-Jin) mutants (DTR1, DTR2, DTR3) resistant to S-methyltryptophan (5MT) were selected by mutagenized M3 seeds. The frequency of chlorophyll mutations induced by the EMS (0.2%) treatment performed 2 hours after flowering is clearly higher than that induced by other treatments in M1 generation. Progeny obtained from the self-pollinating of 5MT-resistant lines segregated with 3 : 1 of resistant to sensitive ratio. Furthermore, the ratio of homozygote to heterozygote in 5MT-resistant plants of the M4 generation was 1:2. These results show that 5MT resistance was inherited as a single dominant nuclear gene. The resistance was also expressed in callus derived from seeds. Total free amino acid content in homozygous seeds of DTR1 and DTR2 showed about 1.7 fold-increased compared to the wild-type seeds. In particular, the levels of phenylalanine and Iysine were, respectively, 6.2 and 3.2 times higher than those in the wild-type seeds. However, seeds of DTR3 had lower levels of free amino acid than the wild-type seeds. This result indicate that these mutants as a significant step towards the production of new rice with balanced amino acid content.
5-methyltryptophan (5MT) 저항성 벼의 3계통 (DTR1, DTR2, DTR3)을 돌연변이 처리된 M3세대의 종자로부터 선발하였다. Ml세대에서 엽록소 돌연변이의 빈도는 개화 2시간 후의 벼이삭에 EMS (0.2%) 처리된 실험구로부터 가장 많이 관찰되었다. 5MT저항성으로 선발된 3계통은 자식후대에 있어서도 저항성과 감수성의 비율이 3:1을 보여주었다. 또한 M4세대의 저항성 식물 중에서 자식후대의 5MT에 대한 저항성은 homozygote와 heterozygote 형태로 분리된것이 1 : 2의 비율로 관찰되었다. 이러한 저항성 돌연변이 식물은 5MT저항성 형질이 단일 우성 핵 유전자에 의해 지배된다는 것을 보여준 것이다. 또한 5MT저항성 형질은 세포수준에서도 관찰되었다. DTR1, DTR2의 homozygous 종자로부터 추출된 전 유리아미노산 함량은 야생형 식물에 비해 약 1.7배정도 높았으며, 특히 phenylalanine, Lysine의 함량이 각각 6.2, 3.2배로 증가하였다. 그러나 DTR3의 경우 야생형과 비교하여 유리 아미노산 함량의 증가는 보이지 않고 약간 감소하였다. 이러한 결과는 곡류작물의 아미노산 함량을 변화시키는 데 있어서 5MT저항성 식물체의 선발이 매우 효과적인 방법이라는 것을 보여주었다.