전 세계적인 지구온난화로 유럽과 아시아는 최악의 불볕더위와 가뭄을 경험하고 있으며, 중남미 등에서도 가뭄으로 식량 공급에 어려움을 겪는 등 큰 문제가 되고 있다.
이에 농진청은 고온 적응성, 가뭄 저항성, 저온 저항성, 내병해충성 등이 강한 작물의 유전자를 찾고, 이를 활용한 분자 표지(마커)를 개발해 품종 육성에 활용하는 연구를 수행 중이다.
이번에 벼에서 찾아낸 가뭄-고온 복합저항성 유전자(OsERF115)는 벼가 고온과 가뭄 스트레스 환경에 직면했을 때 발현되는 유전자이다.
식물이 가뭄, 고온 등 물이 부족한 환경에 처하면 삼투압에 의해 세포에서 물이 빠져나가게 되는데, 식물은 이런 현상을 완충시켜주는 물질을 만들어 자신을 보호한다. 이때 만들어지는 물질 중 하나가 아미노산의 일종인 프롤린이다.
농진청은 이번에 발견한 유전자 기능을 특허(고온 또는 건조 스트레스 내성을 증진하는 벼 유래 OsERF 유전자 및 이의 용도(10-2020-0154860))로 출원했으며, 국제 전문학술지 International Journal of Molecular Sciences (IF=5.923)에 게재했다.
김경환 농진청 유전자공학과 과장은 “이번 연구로 기후변화에 직면한 우리 농업에 환경변화에 적응하는 작물 개발의 학문적 기반을 마련할 수 있게 됐다”고 전했다.
벼 품종개발을 담당하는 이종희 국립식량과학원 연구관은 “이번 연구 결과는 벼 자체에 존재하는 유전자의 기능을 확인한 것으로 고온·가뭄 등에 복합저항성인 벼 육종 효율을 크게 높일 수 있으며, 앞으로 안정적인 식량 확보와 기후변화 적응 작물 개발에도 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.