농촌진흥청은 유전자교정 기술을 활용해 수발아(이삭 싹트기)에 저항성을 가진 유채를 개발했다고 25일 밝혔다. 최근 기후변화로 폭우와 가뭄, 홍수 등 극단적인 날씨가 반복되면서 수확을 앞둔 작물이 비와 습기를 견디지 못하고 밭에서 미리 싹을 틔우는 수발아 현상이 문제가 되고 있다. 수발아가 발생하면 씨앗 품질이 크게 떨어져 수확량과 농가 소득이 감소한다.
특히 식용유와 바이오에너지 원료로 널리 쓰이는 유채는 수확기가 장마철(6~8월)과 겹쳐 피해가 잦다. 실제로 남부 지역에서 유채 수확이 늦어질수록 고온·다습한 환경에 노출돼 수확량이 줄고 지방산 조성이 변하면서 품질이 저하된다는 보고가 있다. 이에 농촌진흥청 연구진은 유채가 가진 수발아 관련 유전자 중 하나의 염기서열을 변형해 저항성 품종을 개발했다.
연구진은 유채 수발아와 밀접하게 관련된 TIFY10A 유전자에 주목했다. 이 유전자는 평소 식물 호르몬인 앱시스산 관련 유전자의 발현을 억제해 종자가 발아하도록 한다. 일반적으로 유채는 종자 발달 과정에서 장마와 같은 고온·다습 조건에 노출되면 종자가 쉽게 발아한다. 그러나 유전자교정 기술을 적용해 TIFY10A 유전자의 발현을 억제한 유채는 종자가 오랫동안 휴면 상태를 유지, 수발아 저항성을 보였다.
연구진은 목표 유전자의 타겟 부위에 1개의 염기(T)를 도입해 변형된 대립유전자를 형성했으며, 아그로박테리움을 이용한 형질전환을 통해 재분화 개체를 얻었다. 이후 뇌수분 후 20일부터 50일까지 종자 발아력을 분석한 결과, 유전자교정 유채는 일반 유채(품종명 영산)에 비해 발아가 지연되는 것이 확인됐다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 'Frontiers in Plant Science'(IF 5.6)에 게재됐고, 특허도 출원(10-2025-01556256) 완료했다.
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 말했다.
농촌진흥청은 앞으로 이번 연구 성과를 수발아 저항성 육종 소재를 만드는 기반 기술로 활용할 계획이다. 또한 배추과 작물의 유전자교정을 위한 단기 육종 소재 개발 시스템으로도 활용할 예정이다. 이번 기술이 실용화되면 기후변화에 취약한 유채 재배 농가의 안정적인 생산과 소득 증대에 기여할 것으로 기대된다.
