기후변화로 인한 폭우와 고온 현상이 잦아지면서 수확을 앞둔 작물이 밭에서 미리 싹을 틔우는 '수발아' 피해가 농가의 골칫거리로 떠오르고 있습니다. 특히 유채는 수확 시기가 장마철과 겹쳐 피해가 심각한데, 농촌진흥청이 이런 문제를 해결할 수 있는 획기적인 기술을 개발했습니다.
농촌진흥청(청장 이승돈)은 유전자교정 기술을 활용해 수발아에 저항성을 가진 유채를 개발했다고 25일 밝혔습니다. 수발아가 발생하면 씨앗의 품질이 크게 떨어져 수확량과 농가 소득이 줄어드는 원인이 됩니다. 특히 식용유와 바이오에너지 원료로 널리 쓰이는 유채는 남부 지역에서 수확이 늦어질수록 고온 다습한 환경에 노출돼 수확량 감소와 지방산 조성 변화로 품질이 저하되는 것으로 알려져 있습니다.
연구진은 유채의 수발아와 밀접하게 관련된 'TIFY10A' 유전자에 주목했습니다. 이 유전자는 평소 식물 호르몬인 앱시스산 관련 유전자의 발현을 억제해 종자가 발아하도록 하는 역할을 합니다. 일반 유채는 종자 발달 과정에서 장마 같은 고온 다습 조건에 노출되면 쉽게 싹이 트지만, 유전자교정 기술로 TIFY10A 유전자의 발현을 억제한 유채는 종자가 오랫동안 휴면 상태를 유지해 수발아에 강한 특성을 보였습니다.
구체적으로 연구진은 목표 유전자의 염기서열 중 한 개의 염기를 변형하는 방식으로 유전자를 교정했습니다. 아그로박테리움을 이용한 형질전환 과정을 거쳐 재분화 개체를 얻었고, 목표 부위에 1개의 염기가 결실된 변이를 포함한 호모 라인을 선발했습니다. 이후 종자 발달 기간(뇌수분 후 20일에서 50일 사이) 동안 발아력을 분석한 결과, 유전자교정 유채는 일반 품종인 '영산' 유채에 비해 발아가 현저히 지연되는 것을 확인했습니다.
이번 연구 성과는 국제 학술지 'Frontiers in Plant Science(인용지수 5.6)'에 게재됐으며, 관련 특허도 출원(특허명: TIFY10A 유전자교정에 의해 수발아 저항성이 증진된 유채 식물체 및 이의 제조 방법, 출원번호: 10-2025-01556256) 완료했습니다. 앞으로 이 기술은 수발아 저항성 육종 소재를 만드는 기반 기술로 활용될 계획입니다.
농촌진흥청 생물안전성과 이기종 과장은 "유전자교정 기술은 작물 자체 유전자를 정밀하게 조절해 원하는 성질을 강화하는 첨단 기술"이라며, "이번 연구는 기후변화에 대응해 유전자교정 기술로 수발아 저항성 작물 개발에 유용한 연구 기반을 마련했다는 점에서 의의가 크다"고 강조했습니다.
연구진은 이번에 개발된 기술을 배추과 작물의 유전자교정에도 확대 적용할 계획입니다. 수발아 저항성 관련 유전자를 수발아에 취약한 작물 자원에 적용하면 수발아 피해를 획기적으로 줄일 수 있을 것으로 기대됩니다. 이는 기후변화로 인한 농업 생산성 불안정을 해소하고 농가 소득 안정에 기여할 전망입니다.
한편, 유전자교정 기술은 기존 유전자변형(GMO) 기술과 달리 외부 유전자를 삽입하지 않고 작물 자체의 유전자 일부만을 정밀하게 수정하는 방식이라 안전성 측면에서도 장점이 있습니다. 농촌진흥청은 앞으로 이 기술을 다양한 작물에 적용해 기후변화에 강한 품종 개발을 지속적으로 추진할 방침입니다.
