이형석·김우택 교수팀 공동 연구… 남극좀새풀서 유전자 분리·배양

냉해에 5배나 강하면서도 정상적인 생육이 가능한 벼 생산 핵심 기술을 우리나라 연구팀이 세계 최초로 개발해 눈길을 끌고 있다. 식물의 냉해 스트레스를 막을 수 있는 유전자원을 발견함에 따라 향후 냉해 예방을 통한 농작물의 생산성 향상에도 긍정적인 영향을 미칠 것으로 전망된다.

1일 해양수산부에 따르면 해수부 산하 극지연구소 이형석 박사팀과 연세대 김우택 교수팀은 최근 5년간 남극의 춥고 척박한 땅에서 꽃을 피우는 볏과 식물 ‘남극좀새풀’을 연구했다. 남극좀새풀이 세포 손상 방지 효과가 높은 결빙 방지 단백질 유전자를 가진 것을 포착하고 저온 적응 핵심 유전자(DaCBF7)를 분리하는 데 성공했다. 연구 결과(논문명 ‘남극좀새풀 DaCBF7 유전자를 활용한 내냉성 벼 연구’)는 식물학 전문 학술지인 ‘플랜트 사이언스’ 홈페이지에 게재됐다. DaCBF7 유전자는 저온에서도 냉해를 입지 않도록 식물체에 다양한 생리적 변화를 일으키는 핵심 유전자다.

연구팀은 해당 유전자를 일반 벼에 도입해 심각한 냉해를 미칠 수 있는 온도인 4도에서 8일간 배양하는 내냉성 실험을 진행한 결과 저온에서 생존 능력이 현저히 향상되는 등 냉해에 5배나 강한 것을 확인했다. 일반 벼는 11%만 살아남았지만 형질전환 벼는 평균 54%, 최고 79%의 생존율을 보였다. 특히 일반 벼의 생육조건인 28도에서도 생장 속도에 전혀 차이가 없었다. 그동안 겨울철 추위에 강한 밀과 보리의 유전자를 작물에 도입한 사례가 있었지만 유전자 도입 이후 성장이 느려지거나 개체가 작아지고 꽃이 피는 시기가 늦어지는 등 작물 생산성이 줄어드는 부작용이 나타났다.

이형석 박사는 “극지식물의 유전자원을 활용해 냉해 피해를 입기 쉬운 농작물의 생산성 향상에 기여할 수 있는 잠재적 가치를 확인했다”고 말했다.

세종 강주리 기자 jurik@seoul.co.kr