농촌진흥청(청장 조재호)은 배추의 열충격 인자 결합단백질인 BrHSBP1 유전자가 배추의 가뭄 저항성을 높이고 종자 발달에 관여한다는 것을 밝혔다.
열충격 인자 결합단백질(HSBP, heat shock factor binding protein) 유전자는 식물의 고온에 대한 음성 조절자*로 작용하며 종자 발달에 관여하는 것으로 알려져 있다. 그러나 배추에서의 가뭄 저항성과 생식기관 발달 기능은 밝혀진 적이 없다.
* 음성 조절자(negative regulator): 생체 내 생명현상을 조절하는 인자 중 억제 방향으로 작용하는 생체 분자
농촌진흥청은 BrHSBP1 유전자 과발현 배추와 유전자 일부를 제거한 배추를 활용해 가뭄 저항성 관련 유전자 발현과 종자 표현형을 분석했다.
그 결과, BrHSBP1 유전자 과발현 배추에서 가뭄 스트레스에 대해 중요한 역할을 담당하는 라피노오스 생합성 경로 유전자들이 일반 배추보다 활성화되는 것을 확인했다. 또한, BrHSBP1 유전자 과발현 배추에 가뭄 스트레스를 줬을 때 일반 배추보다 녹색 표현형이 상대적으로 오래 유지돼 더 나은 가뭄 저항성을 보여줬다.
BrHSBP1 유전자 과발현 배추는 정상적으로 자랐으며 일반 배추보다 꼬투리와 종자 크기가 커졌다. 그러나 유전자 일부를 제거한 배추는 잘 자라지 못해 꽃을 피우지 못했다. 특히 유전자를 일부 제거한 배추에서 생식기관 발달 관련 유전자들이 상대적으로 약하게 발현돼 BrHSBP1 유전자가 배추 종자 발달에 영향을 미치는 것을 예측할 수 있었다.
이번 연구 결과를 배추의 가뭄 스트레스 저항성과 종자 생산성을 높이는 데 활용한다면 지구온난화에 의한 기후변화에 대응하는 기술 확보에 도움을 줄 것으로 기대된다.
연구 결과는 국제학술지 Frontiers in Plant Science(IF=5.6)에 논문으로 게재됐으며, 특허 출원*을 진행 중이다.
*Brassica rapa의 열충격 인자 결합단백질 및 이를 이용한 식물체의 가뭄 스트레스 저항성 증진 또는 생식기관 발달 증진 방법
농촌진흥청 생물소재공학과 이시철 과장은 “이번 연구 결과를 가뭄 저항성을 높이고 종자 발달을 돕는 육종 소재 개발 기술에 활용할 수 있을 것으로 기대한다.”라며, “가뭄이 자주 발생하는 지역에서도 안정적으로 채소를 생산할 수 있도록 확보한 기술을 바탕으로 계속 연구해 나갈 계획이다.”라고 말했다.
김경호
조회 : 657
