[농촌진흥청]"가뭄에도 피해 최소화" 옥수수 유전자 기능 확인

농촌진흥청 ( 청장 이승돈 ) 은 가뭄 피해를 줄일 수 있는 옥수수 핵심 유전자 기능을 구명하고 , 실제 재배 조건에서 가뭄 저항성 향상 효과를 확인했다 .   식물이 가뭄 , 고온 등 환경 스트레스를 받으면 체내 활성산소 (ROS) * 가 급 격히 증가해 세포 손상과 생육 저하가 나타난다 . * 활성산소 (Reactive Oxygen Species): 화학적으로 반응성이 뛰어난 산소 원자를 포함 하는 분자로서 초과산화물 라디칼 (·O2 - ), 과산화수소 (H 2 O 2 ), 수산화 라디칼 (HO·) 등이 대표적임 . 활성산소는 발생 초기에는 신호전달 역할을 하지만 이후 과다 생성 시 유 전자나 지질과 반응해 세포에 손상을 입히고 세포 사멸을 유발함 .   연구진은 산화환원 반응에 관여하는 옥수수 글루타레독신 유전자 (ZmGRXS17) 를 대량 발현시켜 가뭄 조건에서 기능을 분석했다 . 그 결과 , 이 유전자가 기공 조절 , 항산화 반응 , 가뭄 반응 유전자 발현 등 다양한 스트레스 대응 체계를 통합적으로 조절하는 핵심 유전자임을 확인했다 .   특히 가뭄 상황에서 물을 줬을 때 일반 옥수수는 회복하지 못했으나 글루타 레독신 유전자가 대량으로 발현된 옥수수는 녹색 잎을 유지하며 빠르게 회복했고 생존율이 평균 70% 까지 높아졌다 .   또한 , 가뭄 초기 단계에는 식 물호르몬 앱시스산 (ABA) 반응성이 늘어 기공을 더 빠르게 닫음으로써 수분을 효율적 으로 유지하는 생리적 반응도 강화됐다 .   이와 함께 항산화 효소 (SOD, CAT) 활성이 늘어남으로써 활성산소가 덜 쌓여 세포 손상은 줄어드는 항산화 방어체계도 강화됐다 . 가뭄 내성 관련 유 전자 ( ZmNAC111, ZmVPP1, DREB1D, RD29B 등 ) 발현도 증가해 전반적인 가뭄 스트레스 대응 능력이 향상된 것으로 분석됐다 .   이번 연구는 실제 옥수수가 자라는 재배지 환경에서 효과를 확인해 그 의미가 크다 . 재배지 시험에서 글루타레독신 유전자가 대량으로 발현된 옥수수는 일반 옥수수보다 가뭄 상황에서 생육 저하가 적고 수확량 피해가 줄어드는 경향을 보였다 . 이는 이 유전자를 수량 감소 없이 가뭄 저항성을 높일 실용적인 육종 소재로 활용할 수 있음을 뜻한다 .   연구 결과는 국제 학술지 International Journal of Biological Macromolecules (IF 8.5) 에 게재됐다 . 농촌진흥청은 이 유전자를 기반으로 분자표지 ( 마커 ) 를 개발해 가뭄 내성 품종 선발을 효율화하고 , 기후변화 대응형 옥수수 품종 개발에 적 극 활용할 계획이다 .   농촌진흥청 디지털육종지원과 권수진 과장은 " 최근 기후변화에 따른 이상기상 증가로 작물 생산성이 저하되고 식량안보가 위협받으면서 세계적으로 재해에 강한 품종 개발 연구가 활발히 이뤄지고 있다 . " 라며 , " 기후 위기 대응 내재해 품종 육성 기반을 지속적으로 확대해 나갈 것 " 이라고 말했다 . [자료제공 : (www.korea.kr) ]