밀(wheat)에 있어 공통되는 한 가지 문제점인 수확 전 발아(preharvest sprouting, PHS)에 대한 새로운 연구 결과로 이 작물의 치명적인 문제가 미연에 방지될 수 있을 것으로 보인다. 캔자스주립대학교(Kansas State University) 연구자 등이 수확 전 발아를 막는 유전자 PHS를 밀에서 발견했기 때문이다. 수확 전 발아는 상당한 양의 강우로 인해서 밀 낟알(grain)이 수확 전에 발아하는 것으로, 이는 상당한 수확량 손실로 이어진다.
이번 발견은 대단한 뉴스인데, 수확 전 발아는 육종가들이 육종 자체만으로 해결하기에는 매우 어려운 형질이기 때문이라는 것이 길(Bikram Gill) 교수의 설명이다. 이번 연구로 수확 전 발아 문제가 없는 밀의 육종이 가속화될 수 있는 유전자 마커(marker)가 확보되었다. 이번 연구 결과는 “밀에서 수확 전 발아에 핵심적인 조절자의 클로닝 그리고 특성(Cloning and Characterization of a Critical Regulator for Pre-Harvest Sprouting in Wheat)”이라는 제목의 논문으로 학술지 Genetics 의 최근호에 실렸다.
이번 발견은 흰색 밀의 생산에 매우 유익할 것인데, 흰색 밀 생산의 경우, 수확 전 발아로 매년 10억 달러의 손실이 발생한다고 한다. 소비자는 수확 전 발아에 강한 적색 밀보다는 흰색 밀을 선호하는데, 이는 흰색 밀에는 적색 밀에 더 많은 쓴맛이 없기 때문이다. 제분업자 또한 적색 밀 보다는 흰색 밀을 선호하는 데, 이는 가루를 만들 때 쓴 맛이 더 많이 생성되기 때문이다. 그런데, 문제점은 흰색 밀이 수확 전 발아에 매우 취약하다는 것이다.
캔자스에서 흰색 밀에 대한 수요가 30년 이상 동안 있어 왔지만, 캔자스 주에서 흰색 밀이 재배되었던 바로 그 첫해 6월에 비가 내렸고, 그 후 수확 전 발아가 있었고, 그것이 상당한 손실로 이어졌다고 한다. 그 이래로 이 주에서 흰색 밀 사업은 회복되지 못하고 있으며, 다시 재배하려는 시도에도 망설임이 있다고 한다. 따라서 이번에 발견된 유전자는 캔자스 주에서의 흰색 밀 사업이 일어나는데 있어 커다란 진전으로 생각된다고 한다.
길 교수에 따르면, PHS 유전자가 확인됨으로써, 작물을 심기 전에 1년 후 그 식물이 일단 다 자란 후에 수확 전 발아에 저항하게 될지에 대해서 미리 알 수 있게 되었다고 한다. 즉, 밀 육종가들은 밀이 일단 자란 후 알게 되기 보다는 그 이전에, 밀 식물체의 작은 조직 시료를 실험실로 가져와 검정함으로써 그 식물이 수확 전 발아 저항성 유전자를 가지고 있는지 여부를 미리 알 수 있다는 것이다.
PHS 유전자를 분리하는 일의 많은 부분은 일반 밀의 유전체를 완전히 시퀀싱하는 수고에서 비롯되었다. 밀은 그의 유전체 서열이 밝혀지지 않은 유일한 주요 식량 식물이며, 밀 유전체는 사람 유전체의 약 3배이다. 연구자들은 일반 밀 유전체 중 서열화된 부분들을 조사하여 자연적 발생적인 저항성 유전자를 찾을 수 있다. 그리고, 그러한 서열화된 부분들이 없었다면 PHS 유전자의 이번 발견도 불가능했을 것이라고 한다.
키워드 : 밀 생산, 수확 전 발아 저항성 유전자, 쓴맛
출처: KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
원문:
http://www.eurekalert.org/pub_releases/2013-08/ksu-sfp082013.php 제공:kisti, 다른기사보기기사등록일시 : 2014.02.19 16:36
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