일본, 병해에 강한 벼를 만드는 기술
- 작성자
- 윤민수
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- 등록일
- 2015-06-04
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일본 농업생물자원연구소의 다카쯔지 박사가 이끄는 연구팀은 최근에 벼의 병해 저항성 유전자를 제어하는 기술을 개발했다. 유전자 조작기술에 의해 만들어진 이 벼는 도열병균 4계통과 백엽고병균 6개통에 대하여 현저한 내병성 효과를 나타내며, 결과적으로 야외포장에서 재배하여도 수량이 전혀 감소되지 않는다는 사실을 발견하였다 (사진). 이 기술은 벼와 비슷한 유전자를 가진 밀 등의 주요 곡물에도 응용할 수 있을 것으로 기대가 모아진다. 여기에서는 이러한 성과와 앞으로의 전망에 대하여 간단하게 소개하고자 한다.
여러가지 병해에 강한 벼
상기 연구팀은 2007년에 병해 저항성 발현에 필요한 특정 유전자 WRKY45를 발견했다. 저항성 유도제를 살포하면 벼 체내에서는 WRKY45유전자를 중심으로 약 300여종의 유전자가 발현하여 병해 방제인자가 만들어진다. WRKY45유전자를 활성화시키기 위해서는 프로모터 (유전자가 언제 어디서 어느 정도의 작용을 할 것인가를 제어하는 DNA배열) 가 중요한 역할을 수행한다고 알려져 있다. 지금까지의 연구 결과에 따르면, WRKY45유전자를 강하게 발현시키는 프로모터를 사용하면 저항성 유도제를 살포하지 않더라도 방어인자를 생성시킬 수 있으므로, 벼가 병원균에 강한 성질을 가지게 된다고 한다. 한편, 그 부작용으로서 벼의 생육이 나빠지고, 수량이 줄며, 말라 죽는 등의 문제가 과제로 남게 되었다.
WRKY45유전자의 기능 제어
이번 연구에서는 WRKY45유전자의 활성화 강도를 다르게 제어할 수 있는 16종류의 프로모터를 선발하여 벼에 도입하였고, 이것이 벼의 성장과 수량에 어떠한 영향을 미치는지 조사하였다. 그 결과, WRKY45유전자를 중간 정도의 세기로 활성화시키는 프로모터 ‘OsUbi7’를 도입할 경우, 유전자의 활성화가 가장 적절하게 유지된다는 사실을 알게 되었다. 또한, 이 벼는 4계통의 도열병균과 해외유래종을 포함한 백엽고병균 6계통에 대하여 내병성 효과가 현저하고, 병원균의 계통에 관계없이 병원균에 대한 저항성이 강화된다는 사실도 확인할 수 있었다.
앞으로의 전망
개발도상국에서는 가격이 비싸기 때문에 농약을 충분히 사용할 수 없는 실정에 놓여있다. 따라서, 병해에 저항성을 가진 벼 품종의 활용은 개발도상국에서의 안정적인 쌀 생산에 크게 기여할 것으로 생각된다. 특히, 이번에 개발한 기술로 만들어진 벼는 통상적인 교배육종에도 이용될 수 있기 때문에, 콜롬비아 국제열대농업센터와 공동으로 개발도상국에서 이용되고 있는 품종과의 교배시험을 실시할 예정이다. 또한, 이러한 새로운 기술은 밀 등의 유사한 염기배열을 가진 작물에도 응용이 가능하므로 세계 주요 농산물의 안정생산에 크게 공헌할 수 있을 것으로 기대된다.
***제공출처: 일본 농업생물자원연구소 생물연뉴스 (비정기 간행물), http://goo.gl/5jSvQj
***제공일자: 2015. 4. 10
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