기후변화로 폭우와 고온이 잦아지면서 수확을 앞둔 유채가 밭에서 미리 싹을 틔우는 이른바 '수발아(穗發芽)' 피해가 늘고 있다. 수발아가 발생하면 종자 품질이 급격히 떨어져 수확량과 농가 소득이 감소하는데, 특히 유채는 수확 시기가 장마철과 겹쳐 피해가 크다. 이에 농촌진흥청은 유전자교정 기술을 이용해 수발아에 강한 유채를 개발했다고 25일 밝혔다.
유전자교정은 작물의 자체 유전자를 정밀하게 조절해 원하는 성질을 강화하는 첨단 기술이다. 연구진은 유채의 수발아와 밀접한 관련이 있는 'TIFY10A' 유전자에 주목했다. 이 유전자는 평소 식물호르몬인 앱시스산(ABA) 관련 유전자의 발현을 억제해 종자가 쉽게 발아하도록 만든다. 연구진은 유전자교정 기술로 TIFY10A 유전자의 염기서열 중 한 개의 염기를 변형해 발현을 억제했고, 그 결과 종자가 오랫동안 휴면 상태를 유지하며 수발아 저항성을 보였다.
실제로 연구팀은 일반 유채(품종명 영산)와 유전자교정 유채의 종자를 다양한 발달 단계에서 비교한 결과, 유전자교정 유채는 수분 후 20일부터 50일까지 일반 유채보다 발아가 현저히 지연되는 것을 확인했다. 이 같은 결과는 유전자교정으로 유채의 수발아 저항성을 효과적으로 높일 수 있음을 보여준다.
이번 연구 성과는 국제 학술지 '프론티어스 인 플랜트 사이언스(Frontiers in Plant Science, IF 5.6)'에 게재됐으며, 관련 기술은 특허 출원(10-2025-01556256)까지 마쳤다. 농촌진흥청은 이 기술을 활용해 앞으로 수발아 저항성 육종 소재를 개발하는 기반 기술로 활용할 계획이다.
농촌진흥청 생물안전성과 이기종 과장은 “이번 연구는 기후변화에 대응해 유전자교정 기술로 수발아 저항성 작물을 개발할 수 있는 유용한 연구 기반을 마련했다는 점에서 의의가 크다”고 말했다. 연구진은 배추과 작물 전반으로 유전자교정 기술을 확대 적용해 단기간에 육종 소재를 개발하는 시스템을 구축할 예정이다.
