2015-06-03

세계 최초로 남극 식물에서 저온적응 핵심유전자 분리 성공

일반 벼보다 냉해에 5배 강해져

해양수산부(장관 유기준)는 남극 식물(남극좀새풀 : Deschampsia antarctica)에 대한 연구결과 저온적응 핵심유전자(DaCBF7) 분리에 성공했다고 밝혔다. 해당 유전자를 일반 벼에 도입하여 내냉성 실험을 진행한 결과 냉해에 5배 강한 것으로 확인되었다.

이와 같은 내냉성 벼에 관한 연구는 극지연구소 이형석 박사팀과 연세대학교 김우택 교수팀이 2011년부터 5년간 ?남극 고유생물의 저온적응 기작 규명과 활용가치 발굴? 연구를 통하여 이룬 성과로서 전문 학술지인 ‘Plant Science’* 홈페이지에 게재되었다.

* Plant Science : 생리학, 유전학 분야를 비롯한 식물학 전반을 다루는 전문학술지로, SCI에 등재된 200개의 식물학 분야 학술지 중 상위 9.5%(피인용지수 4.114)에 랭크
* 논문명 : 남극좀새풀 DaCBF7 유전자를 활용한 내냉성 벼 연구 (공동책임저자 : 극지(연) 이형석, 연세대 김우택, 공동 제1저자 : 극지(연) 이정은, 연세대 변미영)

남극은 한여름에도 얼음이 녹지 않는 낮은 기온, 극야와 백야, 높은 자외선 수치 등으로 식물이 살기에는 매우 척박한 지역이다. 이곳에서 꽃이 피는 식물(현화식물)은 남극좀새풀과 남극개미자리 등 단 2종만이 분포하고 있으며, 이들의 개체 수는 최근 지구 온난화가 진행되면서 꾸준히 증가하고 있다.
남극좀새풀의 주요 서식지인 남극 바톤반도는 여름철 평균기온이 0℃ ~ 4℃ 사이를 오르내리면서 초속 10m 내외의 바람을 동반하기 때문에 생물이 체감하는 온도는 훨씬 낮다.
남극좀새풀은 최적 생육온도가 13℃이지만 0℃에서도 30%의 광합성능력을 유지할 수 있을 정도로 저온에서의 적응력이 매우 높고, 결빙방지단백질 유전자(세포손상 방지 효과)를 가지고 있다. 이번 연구를 통해 식물의 냉해 스트레스를 막을 수 있는 유전자원(DaCBF7)을 발견한 것이다.
벼과에 속하는 남극좀새풀의 DaCBF7 유전자를 벼에 도입할 경우, 일반 벼에 비해 저온에서 생존능력이 현저히 향상된다. 특히, 이 유전자를 도입하더라도 벼의 생육에는 아무런 영향이 없어 향후 벼 냉해 예방을 위한 유전자원 연구에 새로운 전기를 마련해 줄 것으로 기대된다.

* DaCBF7 유전자 : 저온에서도 냉해를 입지 않도록 식물체에 다양한 생리적 변화를 일으키는 핵심 유전자

극지연구소 이형석 박사는 “이번 연구 성과를 통하여 극지 식물의 유전자원을 활용하여 냉해 피해를 입기 쉬운 농작물의 생산성 향상에 기여할 수 있는 잠재적 가치를 확인했다.”라고 밝혔다.

참고 기사

 서울신문 
 한국일보 
 세계일보 
 헤럴드경제 
 동양뉴스통신 
 OBS news