농촌진흥청이 유전자교정 기술을 이용해 수발아(이삭 싹트기) 저항성 유채를 개발했습니다. 최근 기후변화가 심화하며 폭우와 가뭄, 홍수 등 극단적인 날씨가 반복되면서 수확을 앞둔 작물이 비와 습기를 견디지 못하고 밭에서 미리 싹을 틔우는 수발아 피해가 늘고 있습니다. 수발아가 발생하면 씨앗 품질이 크게 떨어져 수확량과 농가 소득이 감소합니다.
특히 식용유와 바이오에너지 원료로 널리 쓰이는 유채는 수확기가 장마철(6~8월)과 겹쳐 수발아 피해가 잦습니다. 남부 지역에서 유채 수확이 늦어질수록 고온·다습한 환경에 노출돼 수확량이 줄고 지방산 조성 변화로 품질이 저하된다는 보고가 있습니다.
이에 농촌진흥청은 유채가 가진 수발아 관련 유전자의 염기서열 중 한 개의 염기를 변형해 저항성 유채를 개발했습니다. 연구진은 유채의 수발아와 밀접하게 관련된 TIFY10A 유전자를 활용했습니다. 이 유전자는 평소 식물 호르몬인 앱시스산 관련 유전자 발현을 억제해 종자가 발아하도록 합니다. 일반적으로 유채는 종자 발달 과정에서 장마와 같은 고온·다습 조건에 노출되면 쉽게 싹이 트지만, 유전자교정 기술로 TIFY10A 유전자 발현을 억제한 유채는 종자가 오랫동안 휴면 상태를 유지해 수발아에 강한 특성을 보였습니다.
연구진은 이번 연구 결과를 국제 학술지 'Frontiers in Plant Science'에 게재하고 특허도 출원했습니다. 앞으로 수발아 저항성 육종 소재를 만드는 기반 기술로 활용할 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 마련한 점에서 의의가 크다"고 말했습니다.
연구 과정에서 연구진은 아그로박테리움을 이용한 형질전환을 통해 목표 유전자 부위에 한 개의 염기(T)가 도입된 변이를 확인했습니다. 종자 발아 특성 분석 결과, 유전자교정 유채는 일반 유채(품종명 영산)에 비해 발아가 지연되는 저항성 표현형을 보였습니다. 이 기술은 배추과 작물의 단기 육종 소재 개발 시스템으로도 활용될 수 있을 것으로 기대됩니다.
