농촌진흥청(청장 정황근)은 국내외 10개 산학연 기관과 협력해 경제적 가치가 큰 우리 농작물 9종의 ‘생명체 설계도’인 유전체 유전체(genome)를 세계 처음으로 해독했다고 밝혔다.
이번에 유전체를 해독한 작물은 고구마(고구마는 한·중·일 컨소시움을 구성하여 해독), 들깨, 배(서양배, 중국배는 외국에서 먼저 해독, 농촌진흥청은 국내품종(원황배) 해독), 양파, 국화, 도라지, 결명자, 잎새버섯, 만가닥버섯 등 총 9종이다.
유전체 해독으로 이들 작물의 유전자 수, 위치, 구조 등이 밝혀짐에 따라 앞으로 농작물 품종 개량뿐만 아니라, 이들 작물이 가진 각종 기능성 물질을 가공식품, 의약품 등의 소재로 개발하는데도 가속도가 붙을 전망이다.
농촌진흥청이 이번에 첨단 장비를 이용해 해독한 9종의 유전체 크기 총합은 인간 유전체 크기(3기가베이스(Gb), 30억 쌍의 염기)의 약 7배에 달하는 22기가베이스이고, 발굴한 유전자 수(인간은 약 2만개 내외)도 39만개에 이른다.
이로써 농촌진흥청은 그간 유전체 크기가 커서 국제적으로 난제였던 거대 유전체 해독 원천기술을 확보하는 등 세계 최고 수준의 기술을 보유하게 됐을 뿐만 아니라 발굴한 유전자의 지식재산권도 확보 할 수 있게 됐다.
이번에 해독한 유전체 정보는 농촌진흥청이 운영하는 국립농업생명공학정보센터(NABIC)에 저장해 국내 산․학․연이 연구 뿐만 아니라 다양한 산업분야에 공동 활용할 예정이다.
특히, 우선적으로 활용 할 수 있는 분야로는 고구마, 양파, 국화의 수확량 증대, 저장성 개선, 병해충 저항성 향상, 배의 딱딱한 씹는 맛을 내는 석세포 감소 등 품종 개선 분야를 들 수 있다.
또한, 들깨의 고품질 오메가-3 지방산 함량 증대와 도라지, 결명자, 버섯에 풍부한 항암‧항염‧항산화·성인병 예방 등의 약리성분을 식품이나 의약품․화장품 소재로 개발하는 분야의 실용화 연구도 활발하게 진행 할 수 있다.
농촌진흥청은 이번에 축적한 기술과 경험을 바탕으로 2021년까지 우리나라 고유의 작물, 가축, 곤충 등 20품목 유전체를 추가적으로 해독할 계획이다.
농촌진흥청 장승진 농업생명자원부장은 “이번 유전체 해독 성과는 BT산업의 기초기반 기술 분야에서 우리나라가 세계 최고 수준의 기술력을 확보했다는 점에서 그 의의가 매우 크다.”라며,
“앞으로 가공식품, 의약품 등 후방산업에서도 우리 고유의 농업생명 소재를 활용한 실용화 기술 개발이 기대된다.”라고 말했다.
해독결과 및 주요 활용계획
작물 (품종) | 유전체크기 (Mb) | 발굴유전자수 (개) | 활용계획 | |
들깨 (B-17) | | 650 | 56,000 | • 한국이 원산지인 토종 유전자원 권리확보 • 항산화, 항염, 항당뇨 들깨(건강식품) 개발 |
고구마 (Mx23Hm) | | 516 | 37,100 | • 비타민, 베타카로틴, 안토시아닌 고함유 고구마(건강식품) 개발 • 다배체유전체 해독 기술 확보 |
배 (원황) | | 535 | 47,176 | • 우리나라 배 품종의 우수성 증명 • 식감, 맛 개선 신품종 육종 • 원황배 등 국산 배 수출증진 기여 |
국화 (산국) | | 2,947 | 98,822 | • 흰녹병 저항성 신품종 육종 • 항암․항균․항염 활성 물질 개발 • 국화과 작물의 꽃 발달 기작 규명 |
양파 (엄지나라, 신선황) | | 16,000 | 35,505 | • 암예방, 노화억제, 신진대사 촉진 유전자 발굴 • 양파종자 수입 대체 • 거대유전체 해독 기술 확보 (→ 파, 마늘) |
도라지 (장생도라지) | | 702 | 49,837 | • 신규 약리성분 발굴 • 트리페노이드 사포닌 고함유 신품종 육종 • 연작재배 가능 신품종 육종 |
결명자 (명윤결명) | | 621 | 41,995 | • 신규 약리성분 발굴 • 안트라퀴논 고함유 신품종 육종 • 다수성 신품종 개발 |
잎새 버섯 | | 39 | 15,039 | • 콜레스테롤 억제 등 건강식품 개발 • 기능성물질(베타글루칸 등) 고함유 신품종 육종 • 발아안정성 및 다수확 신품종 육종 |
만가닥 버섯 | | 42 | 15,561 | • 항암활성물질 고함유 신품종 육종 • 생육기간 단축 신품종 육종 |
