유전자 교정 기술로 밀, 감자 생산성 높인다

유전적 특성을 활용해 작물의 생산성을 높일 방법을 증명했다. 게티이미지뱅크 제공

국내 연구진이 밀, 감자 등 작물이 지닌 유전적 특성을 활용해 식물의 생산성을 높일 가능성을 제시했다.

한국연구재단은 박순주 경상국립대 응용생명과 교수와 김근화 식물생명공학연구소 박사 연구팀이 다배체 물의 유전적 특성을 활용, 식물 양적 형질의 다양성을 구현해 생산성을 높일 수 있음을 증명했다고 6일 밝혔다. 연구 결과는 식물생명공학 분야 국제 학술지 '플랜트 바이오테크놀로지 저널'에 2일 게재됐다. 

다배체 식물은 한 세포 안에 들어있는 염색체 세트가 2배, 3배 이상의 배수로 증폭되는 식물을 말한다. 밀, 감자처럼 야생에 존재하는 대부분 식물은 다배체 식물이다. 다만 유전체의 크기가 크고, 반복되는 염기 서열이 많은 탓에 쉽게 접근할 수 있는 연구 대상은 아니었다.  

연구팀은 크리스퍼 유전자가위(CRISPR) 기술을 이용한 유전자 교정 기술을 활용했다. 한국에서 자생하는 가지과 종 육배체(hexaploid) 작물인 까마중(학명 Solanum nigrum)의 유전자를 교정해 이들의 조상 식물인 미국 까마중(학명 Solanum americanum)과 비교했다. 그 결과 동조 유전자가 세대를 거듭하는 동안 기능적으로 잘 보존되어 있음을 확인했다. 동조 유전자는 하나의 다배체 개체 내에서 발현되는 유사 유전자를 말한다. 

이어 식물 꽃대 발달 또는 구조 결정에 중요한 역할을 하는 유전자를 교정해 동조유전자의 숫자가 다양하게 나타나는 유전형의 식물체를 얻었다. 각 식물체의 형질을 조사해봤더니, 동조유전자의 수가 열매 수확량에 영향을 미치는 것으로 파악됐다. 

이를 통해 연구팀은 생산성이 가장 증대된 유전형 식물체를 선발해 생산성 높은 방식으로 작물을 개량할 수 있는 가능성을 발견했다고 밝혔다.

박 교수는 “다배체 작물의 병 저항성이나 대사물질 함유 조절 등도 같은 방법으로 정교하게 조절할 수 있는지 검증이 필요하다"며 "똑같이 가능하다면 더욱 폭넓게 유용 다배체 작물을 개량해 나갈 수 있을 것"이라고 설명했다. 

박순주 경상국립대 응용생명과 교수. 한국연구재단 제공

[박건희 기자 wissen@donga.com]