남극식물서 저온적응 유전자 분리

벼 냉해 저항 능력 5배나 끌어올려

남극 식물을 이용해 벼의 냉해 저항 능력을 5배나 끌어올릴 수 있는 기술이 개발됐다.

해양수산부는 남극 식물(남극좀새풀)에 대한 연구결과 저온적응 핵심유전자(DaCBF7) 분리에 세계 최초로 성공했다고 1일 밝혔다.

해당 유전자를 일반 벼에 이식해 냉해 실험을 진행한 결과 냉해에 5배나 강한 것으로 확인됐다.

내냉성 벼에 관한 연구는 극지연구소 이형석 박사팀과 연세대학교 김우택 교수팀이 2011년부터 5년간 ‘남극 고유생물의 저온적응 기작 규명과 활용가치 발굴’ 연구를 통해 이룬 성과로 전문 학술지인 ‘Plant Science’ 홈페이지에 게재됐다.

남극은 한여름에도 얼음이 녹지 않는 낮은 기온, 극야와 백야, 높은 자외선 수치 등으로 식물이 살기가 매우 힘들다. 이곳에서 꽃이 피는 식물은 남극좀새풀과 남극개미자리 등 단 2종뿐이다. 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 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 크게 향상된다. 특히 유전자를 도입하더라도 벼의 생육에는 아무런 영향이 없어 앞으로 벼 냉해 예방을 위한 유전자원 연구에 새로운 전기를 마련해 줄 것으로 기대된다.

극지연구소 이형석 박사는 “이번 연구를 통해 극지 식물의 유전자원을 활용해 냉해 피해를 입기 쉬운 농작물의 생산성 향상에 기여할 수 있는 잠재적 가치를 확인했다”고 말했다.