벼 염분저항성 높이는 유전자 기능 밝혀
벼 염분저항성 높이는 유전자 기능 밝혀
  • 장수지 기자
  • 승인 2020.03.08 18:00
  • 댓글 0
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농진청, 염류집적 토양서 염분 피해 없는 작물 품종 육성에 활용

[한국농정신문 장수지 기자]

 

일반적인 벼(왼쪽)와 비교해 OsEXPA7 유전자가 과발현된 벼(가운데와 오른쪽)는 가뭄 저항성이 높게 나타났다. 농촌진흥청 제공
일반적인 벼(왼쪽)와 비교해 OsEXPA7 유전자가 과발현된 벼(가운데와 오른쪽)는 가뭄 저항성이 높게 나타났다. 농촌진흥청 제공

 

농촌진흥청(청장 김경규, 농진청)이 벼 염분저항성과 관련된 ‘OsEXPA7’ 유전자의 기능을 밝혀냈다.

농진청에 따르면 벼는 58개 세포벽 완화 유전자를 가지고 있으며, 세포벽에서 발현되는 이들 유전자는세포 신장에 의한 성장 및 환경 스트레스와 관련이 있다. 농진청은 그중 OsEXPA7 유전자가 염분저항성을 가지고 있다는 점을 연구를 통해 처음으로 밝혀냈다.

OsEXPA7 유전자가 과다하게 발현된 벼를 이용해 염분저항성을 확인한 결과, 농진청은 해당 유전자가 벼 뿌리와 줄기 끝의 생장점과 잎에서 강하게 나타난다는 것을 확인했다. 또 150㎖의 고농도 염분을 처리한 결과 뿌리에서도 OsEXPA7 유전자가 강하게 발현됐다.

농진청은 OsEXPA7 유전자가 과발현된 어린 벼 모종에 고농도 염분을 처리해 2주 동안 재배한 결과, 잎과 뿌리 세포에서 염이온(Na+)은 줄고 칼륨(K+)은 증가해 일반 모종에 비해 강한 염분저항성을 가진다고 확인했다.

OsEXPA7 유전자가 과발현된 벼는 일반 벼보다 세포가 크고 뿌리 길이와 숫자가 늘어났으며 엽맥의 크기도 컸다. 활성산소의 축적을 줄인 까닭에 항산화효과도 높게 나타났다. 또 염분수송체가 많이 나타나 염분을 세포 밖으로 배출시키는 기능도 높아졌다.

결과적으로 농진청은 OsEXPA7 유전자가 세포 내 염분 수송 및 활성산소 분해, 세포벽 신장 완화에 관여해 염분저항성에 영향을 끼치는 것으로 확인했다.

농진청은 이번 연구 결과를 국제 SCI학술지 ‘분자과학 국제저널’에 게재해 학술적으로 인정받았으며, ‘염 스트레스 내성을 가지는 벼 유래 유전자 및 이의 용도’에 대한 특허 등록도 완료했다.

정미정 농진청 생물소재공학과장은 “새만금과 같은 간척지나 염류집적 토양에서 염분 피해 없이 잘 자라는 작물 품종 육성에 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.


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