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곡물순화의 분자유전학

전문가 제언: ○ 순화과정은 식물이나 동물을 인간의 필요에 맞게 특성을 길들이는 과정이다. 이 순화과정은 빙하기 이후 1만여 년간 계속되어 오고 있다. 초기 순화지역으로 6 지역으로 확인되었으며 이들은 Mesoamerica, 동 삐에드몬스 지역을 포함하는 안데스 남쪽, 극동, 아프리카(아마도 Sahel과 에티오피아 고지를 포함하는), 동남아시아 그리고 중국이다. 이 지역으로부터 농업은 타 지역으로 점차 전파되었다.

○ 역사적으로 이어온 식물 순화과정에서 배운 지식은 미래에도 우리사회를 지탱하는 경제작물의 순화작업에 크게 공헌할 것이다. 초기 농업인들이 세계적 곡물을 개발하기위하여 어떻게 DNA에서 한 개의 돌연변이를 이끌어 냈는지는 참으로 놀라운 일이다. 최근 연구자들은 어떤 염색체 부분이 쌀의 순화에 선택된 돌연변이를 포함하고 있는지를 알아냈다. 염색체4가 탈곡을 감소시키는데 책임이 있다는 것이 알려졌다.

○ 최근 빠르고 경제적으로 DNA를 염색체 부분에서 분리하여 유전자를 클론 할 수 있는 방법이 개발되었다. 이러한 방법으로 쌀에 있어 탈곡을 감소시키는 유전자를, 또 냉해에 강한 유전자를 발견하여 클론 함으로써 쌀의 증산을 가져올 수 있다 이 방법은 경제적으로 그리고 정확한 결과를 기대할 수 있어 앞으로 유전자 연구를 촉진할 것이다. 또 쌀 육종 및 순화 과정을 추적하여 유용한 유전자 돌연변이 염색체 부분을 확인하여 해당 유전자를 클론 하여 증산함으로서 세계인구의 반 이상의 주식인 쌀 재배 및 수확의 효율성을 높일 수 있게 되었다.

○ 순화과정 및 전통적인 육종과 유전자조작에서 유전자적 변화를 비교하면 유전자조작 방법은 전통 육종보다 빠르고 정확하며 여기에서는 전이되는 실제 유전자를 알고 있다는 장점이 있다. 따라서 유전자조작에 의한 변화는 기능취득 돌연변이(gain-of-function mutation)라 할 수 있고 순화과정에서 변화의 선택은 기능상실(loss-of-function mutation)의 돌연변이라 할 수 있다. 미래에는 전통적 식물 육종도 결국에는 유전자조작에서처럼 조절될 수 있을 것이다.

저자: Doebley, JF; Gaut, BS; Smith, BD; AF Doebley, John F.; Gaut, Brandon S.; Smith, Bruce D.
자료유형: 학술정보