지속가능한 농업에 대한 전망을 밝히는 해바라기 게놈

KISTI 『글로벌동향브리핑』 2010-01-13

농경지의 금전적 가치가 증가함에 따라, 농경지 이용의 극대화가 증대되고 어떤 농작물을 어느 지역에 재배할지에 대한 결정이 중요하게 거론되고 있다. 해바라기 가계(sunflower family)는 다수의 유용한 식량 작물을 포함하고 있으며, 해바라기 씨 생산 자체만으로도 연간 140억 달러에 상응하는 가치를 창출하고 있다. 그러나 해바라기 가계는 증가하는 환경 또는 소비자 기호에 더 적합한 농작물 재배를 가능하게 하는 표준 게놈(reference genome)을 이용할 수 없는 지역에서 경제적으로 중요한 식물 가계 중 하나이다. 게놈 캐나다(Genome Canada), 게놈사(Genome BC), 미국 에너지부 및 농림부, 프랑스 국립농업연구소(INRA; National Institute for Agricultural Research) 등이 전폭적으로 후원하는 신규 연구 프로젝트는 해바라기 가계에 대한 표준 게놈의 생성을 목표로 하고 있다. 현재 전 세계 가장 큰 식물 가계인 해바라기 가계는 24,000종의 식물 종을 포함하고 있으며, 각 식물 종은 농작물, 의료용 식물, 원예 식물(horticulture plant), 해로운 잡초 등이 포함된다. 1,050만 달러의 연구비가 소요되는 해바라기의 지노믹스(Genomics of Sunflower)라고 명명된 이 프로젝트는 차세대 유전자형 분석(genotyping), 해바라기 게놈의 서열, 조립 및 부연 설명 등을 위한 유전자 배열 기술(sequencing technology)과 해바라기 씨 오일 함량, 개화, 종자 휴면(seed-dormancy), 목질 생산 능력 등과 같이 농업적으로 중요한 특성에 관여하는 유전자를 찾아내는 기술 등에 사용될 것이다. 이 프로젝트의 목적은 4년 이내에 품종 개량 프로그램(breeding program)의 토대를 닦는 것이라고 이 프로그램의 책임자인 캐나다 브리티시컬럼비아 대학교(University of British Columbia) 소속의 Loren Rieseberg 박사는 밝혔다. 이 연구의 가능한 응용 분야 중 하나는 이중 용도로 재배하는 다양한 해바라기 변종의 개발이 포함된다. 큰 키로 알려진 야생 해바라기 종(wild Silverleaf species)은 한 철 동안 직경 4 인치(inch), 키 10-15 피트(feet)로 성장하는 목질계 줄기가 높은 품질의 씨와 두 종 의 이상적인 특징을 모두 특성화한 상업적으로 귀중한 해바라기로 교배될 수 있다. 해바라기 씨는 식품과 오일로 재배될 수 있는 한편, 줄기는 목재 또는 에탄올로 전환하는 데 이용될 수 있다고 Rieseberg는 밝혔다. 또 이중 용도의 농작물로 농경지에서 식량 농작물과 경쟁할 필요가 없다고 Rieseberg는 덧붙였다. 부가적으로 이러한 빠르게 성장하는 한해살이 작물은 야생종의 바람직한 특성 덕분에, 가뭄에 높은 내성을 보일 것이며, 따라서 북아메리카 다수의 지역뿐 아니라 아프리카 사하라 사막 남부 지역 같은 장소에서 생계형 농업(subsistence agriculture)에 적용하기에 적합하다. 이 프로젝트의 공동 조사관 중 한 사람이며 브리티시컬럼비아 대학 소속의 Nolan Kane 박사는 게놈 프로젝트에 대한 다수의 생물 정보학에 기여하고 있다. 해바라기 게놈(sunflower genome)은 인간 게놈보다 약간 더 긴 35억 개의 문자 길이에 해당한다고 Kane은 밝혔다. 해바라기 가계는 몇 가지 중요한 농작물과 종자를 망라하는 지구상에서 가장 큰 식물 가계라고 Kane은 덧붙였다. 이러한 해바라기 게놈에 대한 유전자 지도의 작성은 전체 식물 가계를 위한 매우 유용한 참조 모델을 생성할 수 있을 것이며, 이를 이용하여 우리는 밀접한 연관이 있는 종에 대한 연구를 수행할 수 있을 것이라고 Kane은 지적했다. 이 프로젝트의 공동 조사관 중 한 사람이며, 미국 조지아 대학(University of Georgia) 소속의 Steve Knapp은 목질 형성과 같은 바람직한 특성에 대한 유전자 지도 제작 및 품종 개발을 위한 유전 요소의 개발에 관여하고 있다. 완벽한 유전자 서열이 게놈의 완전한 밑그림을 제공할 것이라고 Knapp은 밝혔다. 출처 : http://www.eurekalert.org/pub_releases/2010-01/gb-sgh010710.php