흰잎마름병·키다리병에 강한 벼 유전자, ‘유전자가위 기술’로 찾았다

농진청, 두 병 저항성 증진 벼 유전자 발굴 성공
국제학술지에 게재·국내 특허출원 완료
“기후변화 대응 병 저항성 높은 벼품종 개발에 활용”

유전자가위 기술을 이용해 벼 유전자 편집체 집단을 구축하는 과정을 표현한 모식도. 농촌진흥청

최근 기후변화로 인한 이상기상으로 벼 흰잎마름병과 키다리병 등의 발생이 늘어 벼 생산량에 영향을 주고 있다. 이런 가운데 '유전자가위’ 기술을 적용해 두 병의 저항성을 증진하는 유전자가 발굴돼 주목된다.  

농촌진흥청에 따르면 벼 흰잎마름병 국내 피해 면적은 2021년 6258㏊에서 2023년에는 8619㏊로 증가했다. 같은 기간 모판 키다리병 발병률도 1.2%에서 2.5%로 급증했다. 

벼 흰잎마름병은 ‘잔토모나스 오리제’가 일으키는 세균병이고, 벼 키다리병은 ‘푸사리움 푸지쿠로이’가 유발하는 곰팡이병이다. 

유전자가위 기술은 특정 유전자 염기 서열을 인식하고 그 부위의 염기 서열에 변이를 일으키는 기술이다. 식물 형질에 관여하는 유전자를 제거·수정·삽입함으로써 형질 변화를 일으키는 데 활용된다.

농진청은 유전자가위 기술을 적용해 구축한 삼광벼 전사인자 편집체 집단에서 벼 흰잎마름병과 키다리병 저항성을 증진하는 유전자를 발굴했다고 최근 밝혔다. 

농진청이 발굴한 유전자는 'OsNAC30'와 'OsNAC59'다. OsNAC30을 편집한 삼광벼는 일반 삼광벼보다 병징이 51.9% 줄었다. 'OsNAC59'를 편집한 삼광벼는 푸사리움 푸지쿠로이에 감염됐을 때의 고사율이 일반 삼광벼보다 24.5% 낮았다.

농진청은 관련 내용을 담은 논문을 최근 국제학술지 ‘식물 생리학(Plant Physiology)’에 게재했고, 국내 특허출원도 완료했다고 설명했다. 이어 연구 결과를 바탕으로 유전자 기반 분자표지를 개발하고 병 저항성이 높은 고품질 벼를 개발하는 데 활용하기로 했다.  

김경환 농진청 국립농업과학원 유전자공학과장은 “유전자가위 기술 등 첨단기술을 적극적으로 활용한 병 저항성 유전자 발굴과 기능검정, 소재 발굴은 지속 가능한 농업을 위한 매우 중요한 과제”라며 “앞으로도 기후변화에 대응하기 위한 연구를 강화해 나갈 예정이다”고 말했다.