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생명공학을 통한 내건성 작물개발

전문가 제언: ○ 물의 이용성이 작물생산에 가장 중요한 제약조건이며, 작물의 내건성을 증가시키는 것이 수량안정성을 확보하는 첫걸음이다. 내건성을 개선하기 위해 생명공학을 통해 조작될 수 있는 유전자와 경로를 밝히는 과정을 통해 놀랄만한 진전이 이루어져 왔다.

○ 최근의 관심사는 인위적으로 설정된 환경모델에서 얻은 연구결과를 포장에 있는 작물로 옮기는 것이다. 물이 부족한 상태에서 수량의 증가를 확인하기 위한 포장실험은 시간과 비용이 많이 드는 어려운 일이다.

○ 온실에서 형질전환된 계통들의 표현형을 조사하는 것은 포장실험에 대해 보다 정확한 예측이 가능할지도 모른다. 그리고 내건성의 다중기작(multiple mechanisms)이 다양한 물 부족 환경에서 경제적 이익을 가져다줄 수 있는 역할을 할 수도 있다.

○ 온실에서의 실험결과를 포장으로 이전한 예가 벼의 AP37과 AP59 유전자전환이다. 이 유전자의 과다발현 벼를 생육상에서 재배했을 때 향상된 내건성을 나타냈으나 포장에서는 한발상태에서 AP37만이 수량증가를 보였다. 온실과 포장에서 표현형차이는 식물체의 크기가 작아지는 것이다. 작은 식물체는 적은 양의 물을 필요로 하고, 같은 대조구의 큰 식물체보다 가용할 수 있는 물의 양이 많다. 그러나 포장에서는 이런 작용양식은 이점이 될 수 없을 뿐만 아니라 수량감소를 초래할 수도 있다.

○ 형질전환식물의 포장실험 자료는 온실에서 다른 스트레스와 발달단계에서 얻어진 완전한 표현형 자료와 결합될 수 있다. 그리고 이를 바탕으로 포장실험 결과를 예측할 수 있는 모델을 개발할 수 있다.

○ 대부분의 한발저항성 검정(포장이 아닌)은 영양생장기간에 초점을 맞추고 있다. 왜냐하면 개화기 때에 수분부족이 작물생산성에 가장 큰 피해를 주는 데도 불구하고 비교적 쉽게 자료를 얻을 수 있기 때문이다. 따라서 개화기 부근에 스트레스를 주어 스크린과 후속실험을 진행하는 것이 보다 효율적일 수도 있기 때문에 이를 간과해서는 안된다.

저자: Jill Deikman et al
자료유형: 학술정보