농촌진흥청(청장 이승돈)은 유전자교정 기술을 이용해 수발아(이삭 싹트기)에 저항성을 가진 유채를 개발했다고 25일 밝혔다.
최근 기후변화가 심화하면서 폭우와 가뭄, 홍수 등 극단적인 날씨가 반복되고 있다. 이에 따라 수확을 앞둔 작물이 비와 습기를 견디지 못하고 밭에서 미리 싹을 틔우는 '수발아' 현상이 농업 현장에서 큰 문제로 떠오르고 있다. 수발아가 발생하면 씨앗의 품질이 크게 떨어져 수확량과 농가 소득이 함께 감소한다.
특히 식용유와 바이오에너지 원료로 널리 쓰이는 유채는 수확기가 장마철(6~8월)과 겹쳐 수발아 피해가 잦다. 실제로 남부 지역에서 유채 수확이 늦어질수록 고온·다습한 환경에 노출돼 수확량이 줄고 지방산 조성도 변해 품질이 저하되는 것으로 보고되고 있다.
이에 농촌진흥청 국립농업과학원 연구진은 유채가 가진 수발아 관련 유전자의 염기서열 중 한 개의 염기를 변형하는 유전자교정 기술을 적용해 저항성 유채를 개발했다. 유전자교정은 작물 자체의 유전자를 정밀하게 조절해 원하는 성질을 강화하는 첨단 기술이다.
연구진은 유채 수발아와 밀접하게 관련된 'TIFY10A' 유전자에 주목했다. 이 유전자는 평소 식물 호르몬인 앱시스산 관련 유전자의 발현을 억제해 종자가 쉽게 발아하도록 만든다. 일반적으로 유채는 종자 발달 과정에서 장마 같은 고온 다습 조건에 노출되면 종자가 쉽게 싹을 틔우지만, 유전자교정 기술로 TIFY10A 유전자의 발현을 억제한 유채는 종자가 오랫동안 휴면 상태를 유지해 수발아에 강한 특성을 보였다.
연구팀은 아그로박테리움을 이용한 형질전환을 통해 목표 유전자의 타겟 부위에 1개의 염기(T)가 도입된 변이를 확인했고, 이를 통해 호모라인(순계) 개체를 선발했다. 종자 발아 실험에서도 수정 후 20일부터 50일까지 유전자교정 유채는 일반 품종인 '영산'과 비교해 발아가 현저히 지연되는 것을 확인했다.
이번 연구 결과는 국제 학술지 'Frontiers in Plant Science'(인용지수 5.6)에 게재됐으며, 관련 특허도 출원(출원번호 10-2025-01556256, TIFY10A 유전자교정에 의해 수발아 저항성이 증진된 유채 식물체 및 이의 제조 방법)을 완료했다.
농촌진흥청 생물안전성과 이기종 과장은 "이번 연구는 기후변화에 대응해 유전자교정 기술로 수발아 저항성 작물 개발에 유용한 연구 기반을 마련했다는 점에서 의의가 크다"며 "앞으로 수발아 저항성 육종 소재를 만드는 기반 기술로 활용할 계획"이라고 말했다.
연구진은 이 기술을 수발아 감수성 자원에 적용해 다양한 작물의 저항성을 높이고, 배추과 작물의 유전자교정을 위한 단기 육종 소재 개발 시스템으로 확대해 나갈 방침이다.
