이탈리아의 서로 다른 포도원에서 자란 포도 (포도덩굴의 장과 또는 열매, grapevine berries) 에 대한 유전자 발현 연구로 환경변화에 대한 식물 보호에 도움이 되고, “테루아(terroirs)” 즉, 지리적인 요소, 기후적인 요소, 포도재배법 등의 차이에 따른 포도의 품질 차이를 설명할 수 있는 유전자들이 확인되었다. 학술지 Genome Biology에 실린 이 연구 결과는 기후 변화에 더 적합한 포도 품종을 육종하고 포도와 와인 품질의 개선에 도움이 될 수 있다.

와인 제조자와 소비자들에게는 유감스럽겠지만, 포도 품질은 포도 덩굴(berries), 포도원(vineyards), 와인제조연대 (vintages)에 따라 다양하다. 이는 포도가 불균일하게 익을 수 있고, 재배 장소와 제조 연대에 따라 와인 품질에 영향을 미칠 수 있다는 것을 의미한다. 그리고, 그러한 차이는 환경 변화 그리고 포도를 키우는 방식의 차이를 반영하는 것으로 알려져 있지만, 이러한 가변성이 초래되는 분자적 메커니즘은 아직 확실치 않다.

베로나대학교(University of Verona, Italy)의 산토(Silvia Dal Santo) 등은 이 문제를 해결하기 위해서 단일 포도나무 클론(Vitis vinifera, cultivar Corvina)을 베로나 지역의 11개의 매우 다른 포도원에서 자라게 했다. 그리고 3년 연속으로 다양한 단계의 숙기(ripening)에 포도를 수확하여, 미세배열(microarrays) 방법으로 유전체 범위의 유전자 발현 패턴을 조사하고, 흥미로운 조사 결과들을 포도의 DNA 서열과 연관시켰다.

그리하여, 연구팀은 포도 품질에 영향을 미칠 것으로 생각되고, 환경적으로 민감한 다양한 유전자들이 드러나게 만들 수 있었다. 이들 유전자에는 페놀 성분(phenolic compounds)과 같은 물질의 대사 경로를 조절하는 유전자들이 포함되었고, 이들 유전자들은 기후 차이에 매우 민감했다. 페놀성분은 와인의 맛, 색, 그리고 ‘구강촉감(mouth-feel)`에 기여한다.

일반적인 환경 상태나 포도 재배 방식(viticulture practices)을 반영하는 유전자 발현의 전반적인 싸인들(generalised gene expression signatures)을 골라내기는 어렵다. 그러나 이번 연구팀은 차별적으로 발현되는 전사체(transcripts) 세트들을 특정한 환경적 속성(environmental attributes) 또는 포도덩굴 시렁 시스템(vine trelling system)과 같은 특정 농업 변수들(agronomical parameters)과 연결시킬 수 있었다.

또한 이번 연구에서 포도 성숙의 초기 단계가 환경 조건의 변화에 매우 민감하게 반응한다는 것, 그래서 포도 품질이 기후 변동에 매우 취약할 수 있는 핵심적인 기간, 그래서 서로 다른 날씨 하에서 포도 성숙의 전체 과정에 지대한 영향을 미칠 수 있는 기간이 확인되었다.

환경적 요인에 둔감한 즉, 포도원과 날씨 조건의 차이에도 일정한 유전자들도 확인되었다. 이들 유전자는 포도원에서의 포도 성숙을 모니터하는 보편적인 마커로 개발되어, 수확 시기와 와인 품질의 표준화에 도움이 될 수 있다고 한다.

포도는 세계적으로 가장 광범위하게 재배되는 다년생 과실 작물(fruit crop)로, 2011년 67.5백만 톤이 생산되었다. 기후 변화는 가까운 미래에 농업 그리고 와인생산업에 지대한 영향을 미칠 것으로 예상된다. 이번 발견은 포도 발달을 통제하는 분자적 프로세스를 연구하여, 환경의존적이고 농업적으로 중요한 인자들을 발굴하여, 기후 저항력이 있는 새로운 포도 품종을 육성하는데 있어 좋은 출발점이 될 수 있다.

키워드 : 와인 품질, 유전자 발현, 페놀 성분

출처: KISTI 미리안 글로벌동향브리핑

원문: http://www.eurekalert.org/pub_releases/2013-06/bc-vbs060513.php

제공:kisti, 다른기사보기기사등록일시 : 2014.02.19 17:20

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