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벼게놈연구의 성과를 이용한 곡물육종의 가능성

전문가 제언: ○ 식량부족은 세계적 문제로 대두되고 있다. 개발도상국의 폭발적 인구증가는 식량부족을 가속시키고, 지구의 온난화와 사막화는 농업환경의 악화와 농지의 감소를 초래하여 곡물생산량을 현저히 감소시키고 있다. 근래에는 곡물 특히 옥수수를 이용한 바이오 에너지생산에 막대한 양의 옥수수를 사용함으로써 이것이 식량부족을 부추기는 한 요인이 되고 있다.

○ 식량부족을 해결할 수 있는 한 가지 방법은 품종개량을 통해서 곡물의 수확량을 극적으로 증가시키는 것이다. 1960년대에 식량위기를 극복할 수 있었던 원동력은 벼와 밀의 종자개량에 의한 녹색혁명이었다. 당시에 벼와 밀은 줄기가 너무 길어 바람에 쉽게 쓰러지고 결국 수확량의 감소로 이어졌다. 줄기의 길이를 제어하는 유전자로 벼에서 sd1(semi dwarf 1)과 밀에서 Rht1(reduced height 1)을 동정하여 새로운 품종을 개발하였고, 여기에 현대적 농법의 도움으로 종래의 2배 수확량을 거두었다.

○ 필자들은 유용한 유전자를 동정하는 방법을 소개하였다. 곡물의 수확량을 증가시키려면 병해에 강하고 충해에 견딜 수 있고 건조기후나 염분에 내성을 갖는 품종의 개발이 필수적이다. 이런 성질에 관여하는 유전자는 기존의 품종에서 찾기는 어렵고, 세계 도처에 자생하는 야생종은 열악한 환경에 대한 내성을 갖는 형질을 보존할 가능성이 높기 때문에 유용한 유전자를 야생종 중에서 찾는 방법이다.

○ 다른 방법은 유전자침투계통(introgression line; IL), 또는 염색체치환 계통(chromosome segment line; CSSL)이라고 하는 재료를 이용하는 방법이다. 유전자침투계통을 만들려면 먼저 재배종과 야생종을 교배하고 다음에 재배종을 여러 번 역교배하여야 한다. 유용한 유전자를 포함한 유전자침투계통을 선별하여 품종개량에 이용한다.

○ 벼 게놈의 염기서열이 모두 결정되었고, 완전장 cDNA 문고가 정리 중이므로 벼에 관한 연구 환경이 매우 좋아지고 있다. 새로운 유전자의 동정이 기대되며 야생종의 보존육성이 매우 중요하다.

저자: Yoko Hattori
자료유형: 학술정보