다양한 작물 육종 개발 가능 식량문제 해결 돌파구 기대
국내 연구진이 벼의 노화 속도를 조절해 수확량을 늘리는 방법을 개발했다.
4일 기초과학연구원(IBS·원장 노도영)에 따르면 식물 노화·수명 연구단 연구팀(이시철 연구위원, 남홍길 DGIST 뉴바이올로지전공 교수)이 농촌진흥청 국립식량과학원과 벼의 노화를 조절하는 유전자를 밝히고, 이를 이용해 생육 및 광합성 기간을 연장함으로써 벼 수량성을 7% 향상하는 데 성공했다.
이전에도 벼 노화 속도를 늦추는 데 성공한 연구는 있었지만 벼가 제때 익지 않아 수량성을 증가시키지는 못했기 때문에 노화지연 이론을 세계최초로 증명한 연구팀의 이번 연구 성과는 큰 의미가 있다.
연구팀은 벼의 노화 속도를 결정하는 유전적 요소를 규명하기 위해 벼의 대표적 아종(亞種)인 자포니카와 인디카를 비교분석했다.
한국에서 주로 소비되는 벼 품종인 자포니카는 모양새가 둥글고 굵은 반면 인디카는 길고 얇으며 자포니카보다 10일 가량 노화가 빠르다.
연구팀은 지도기반 유전자 동정방법으로 유전자 분리를 시도한 결과 벼의 엽록소를 분해하는 효소인 ‘Stay-Green(OsSGR) 유전자’가 두 아종 간 노화 속도 차이를 만든다는 것을 밝혔다.
연구팀은 자포니카벼의 OsSGR 유전자를 인디카벼에 도입한 근동질 계통(Near Isogenic Line)을 육성했다.
이를 통해 새로 개발한 벼 품종은 광합성 양과 기간이 증가하며 등숙률(곡식이 수확이 가능해질 정도로 알차게 여무는 비율은 9%, 벼 생산성은 7% 향상됐다.
이시철 연구위원은 “벼 노화 연구로 벼의 수명을 조절해 단위면적 당 생산량을 증진하는 데 성공했다”며 “노화조절 유전자를 이용해 벼 뿐 아니라 다양한 작물 육종 개발이 가능해지고, 이는 식량문제 해결의 돌파구가 될 것으로 기대한다”고 말했다.
이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’(Nature Communications) 온라인 판에 4일 오후 6시(한국시간) 게재됐다.
