농진청 ‘염소풀’ 유전체·단백질 분석…“밀 진화 수수께끼 해독 한몫”

염소풀 범유전체 2단계 연구 참여
글루텐 유전자 발굴하고 신규 명명
단백질 화학적 분석연구도 수행해

염소풀(Aegilops tauschii). ⓒ농촌진흥청

농촌진흥청이 밀 조상 격인 ‘염소풀’ 범유전체 2단계 연구에서 밀 글루텐 등 유전체 및 단백질 분석에 기여했다고 19일 밝혔다.

농진청이 참여한 가운데 국제 협력(컨소시엄)으로 추진한 밀 조상 격 식물 ‘염소풀’의 범유전체 연구 결과는 지난 8월 14일 국제 학술지 네이처(Nature)에 실리기도 했다.

염소풀 범유전체 국제 협력은 기후변화와 병해충에 대응해 수확량이 늘어난 밀을 육성하고자 2017년부터 추진하고 있다. 17개 나라 연구진이 참여해 1·2단계로 나눠 연구를 진행했다.

농진청은 단백질 분석 전문성을 인정받아 미국 농업연구청 서부지역연구센터(ARS)와 함께 2단계 연구에 참여했다.

이를 통해 밀가루 품질에 필수적인 글루텐 유전자들을 발굴하고 신규 명명했다. 단백질 화학적 분석연구도 수행했다.

이번 2단계 연구에서 염소풀 600자원 유전체를 진화적으로 분석, 오늘날 밀에 있는 디(D)염색체가 남부 카스피해에 속한 집단(L2-E1과 L2-E2 그룹)의 염소풀에서 유래했음을 확인했다.

또 600자원 중 46자원을 선택해 고품질 참조 범유전체를 구축했다. 유전자-전장 연관성 분석연구로 밀 생산에 큰 피해를 주는 녹병에 새로운 저항성 유전자(SrTA1662, Lr39)를 찾아내는 성과도 거뒀다.

염소풀은 동튀르키예와 중앙아시아, 중국 서부지역이 원산지다. 녹병, 붉은곰팡이병, 흰가루병, 밀혹파리, 진딧물 등 오늘날 중요한 병해충 저항성 유전자와 고온, 가뭄, 염분 등 환경 스트레스에 강한 유전자를 가지고 있어 최근 합성밀의 형태로 밀 육종에 적극적으로 활용되고 있다.

밀은 벼, 옥수수와 함께 세계 식량 대부분을 차지하는 3대 작물 중 하나다. 벼, 옥수수는 염색체를 한 쌍(2n)씩 가지고 있어 일찍이 유전체 분석이 끝났다. 밀은 염색체를 세 쌍 갖는 육배체(6n)라 유전체 분석이 매우 복잡하고 그 결과를 확인하는 게 어려웠으나 최근에 유전체 분석을 완료했다.

김남정 농진청 농업생명자원부장은 “이번 연구에서 얻은 정보들은 전 세계가 원하고 있는 병충해나 재해에 강하면서 생산성과 품질이 좋은 새로운 밀 품종 개발에 중요한 자료로 활용될 것으로 보인다”고 말했다.