복합 병충해 저항성 작물 개발 가능성을 열다

경상국립대 염선인 교수팀 연구
고추의 저항성 유전자 기능 규명

경상국립대학교 농업생명과학대학 원예학과 염선인 교수팀과 농업생명과학연구원 강원희 학술연구교수팀은 다양한 병원균에 대한 고추의 저항성 관련 유전자 기능을 규명했다고 24일 밝혔다.

이는 식물이 환경 스트레스에 어떻게 반응하는지를 규명한 것으로, 앞으로 스트레스에 적응하는 다양한 품종을 육성하는 데 크게 기여할 것으로 기대를 모은다.

경상국립대 염선인 교수팀은 가지과 작물인 고추와 환경과의 상호작용을 연구해 방대한 전사체 빅데이터를 생성하고 이를 토대로 대표적인 내병성 유전자 그룹 ‘RLP 유전자’를 기준으로 복합 발현 네트워크를 분석했다.

주요 조미채소인 고추는 채소작물 가운데 세계적 교역량이 2위에 달한다.

그러나 기후 온난화 등으로 인하여 해마다 고추 역병, 식물 바이러스, 박테리아의 피해를 보고, 최근에는 풋마름 병원균에 의한 피해가 전 세계적으로 심각해지고 있다. 이에 따라 생산량 감소와 품질 저하를 포함한 막대한 경제적 손실이 발생하고 있다.

염선인 교수팀은 고추 유전체 정보를 기반으로 식물에서 면역반응에 관련 있다고 알려진 RLP 유전자군을 고추에서 발굴했다. 이들 중, 내병성과 관련된 유용 형질을 발굴하기 위한 전략으로 고추에 막대한 피해를 일으키는 고추 역병균, 3종류의 바이러스 등 모두 102개의 생물학적 스트레스 반응 전사체를 분석했다.

또 대량의 통합 전사체에 기반한 유전자 발현 네트워크를 구축해 RLP 유전자의 기능을 예측하고 복합 병원균에 저항하는 주요 유전자를 선발했다. 선발한 주요 RLP 유전자의 면역 관련 기작을 확인하기 위해, 고추 역병균을 비롯한 식물바이러스, 세균성점무늬 병원균, 풋마름 병원균과의 상호작용을 연구했다. 그 결과 이 주요 유전자들이 공통적으로 여러 종류의 병원균에 대한 저항성 면역반응에 관여한다는 사실을 밝혀냈다.

이러한 연구 전략은 기존에 응용하던 소수의 유용 유전자 발굴이라는 개념을 넘어, 복합적인 전사체 생명정보를 기반으로 유전자 발현 네트워크를 구축하는 것이 유용 유전자의 대량 발굴과 규명에 효과적으로 활용될 수 있음을 제시한 것이다.

염선인 교수는 “고추의 RLP 유전자와 관련된 병원균과 식물의 면역반응의 상호작용에 대한 연구는 저항성 품종을 개발하는 데 필요한 식물의 환경 스트레스 반응 기작을 규명하는 기반이 될 것”이라며 “나아가 세계적인 기후 변화를 극복할 새로운 스트레스 적응 생물 품종 육성에 활용될 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

이 연구 결과는 저명 과학저널인 ‘원예연구(Horticulture Research)’ 1월 19일자 온라인판에 게재됐다.

강민중기자 jung@gnnews.co.kr

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