식물 유용성분 높은 작물 찾아내는 방법 밝혀

◇ 유전체 분석 ‘글루코시놀레이트’ 풍부한 배춧속 찾아… 육종 소재 개발 활용

▲ 브로콜리 대비 글루코시놀레이트 높은 계통들의 이소시아네이트 전환율과 예측된 항암 기전. /농촌진흥청

 농촌진흥청(청장 허태웅)은 여러 교배조합 중에서 식물 유용성분이 강화된 후보 계통을 찾아내는 방법을 밝혔다.

 연구진은 글루코시놀레이트 함량이 높은 유지 배추*와 샐러드용 청경채를 교배해 소포자배양**으로 후대 계통들을 만든 뒤 글루코시놀레이트 함량과 유전체를 분석했다. 

   *  유지 배추: 배추 아종의 하나로서, 잎보다는 기름을 짜서 먹는 배추종
   ** 소포자배양: 소포자(관다발식물의 조포체에 생기는 수컷의 무성 생식세포)를 인공적으로 배양하는 것. 종자식물의 경우에는 화분배양이 이에 속함.

  글루코시놀레이트는 배춧속 식물에 풍부한 성분으로 인체 내에 흡수되면 마이로시로네이즈 효소에 의해 항염, 항암 작용을 하는 이소시아네이트 성분으로 분해된다.

  이 후대 계통들은 청경채와 비교했을 때 글루코시놀레이트가 이소시아네이트 성분으로 전환되는 비율이 3배에서 최대 6.3배 높았다.

  배춧속에서 항암 기능이 높은 것으로 알려진 브로콜리가 이소시아네이트 성분으로 전환되는 비율이 54∼83%인데, 새로 개발된 계통들은 최대 99.5%의 전환효율을 가져 쌈 채소로 이용 시 항암 유전자인 NRF 2 유전자를 활성화할 수 있다.

 차세대염기서열 분석기술을 이용해 글루코시놀레이트 함량이 높은 계통과 낮은 계통의 유전체 염기서열을 분석하고, 글루코시놀레이트 생합성 관련 유전자 76개를 상호 분석해 유용성분 함량이 높은 배추를 찾을 수 있는 유전형을 확인했다.

  글루코시놀레이트 합성량이 높은 계통들은 대부분 분홍색 유지 배추 형이고, 낮은 계통들은 푸른색 청경채 유전형으로, 글루코시놀레이트 합성 유전자를 조절하는 전사인자 유전자들과 서브 물질을 합성하는 유전형이 유지 배추 형이어야 글루코시놀레이트 합성을 많이 할 수 있었다.

 이번 연구 결과는 국제 논문 International Journal of Molecular Science (IF=5.923)에 게재돼 그 학술성과를 인정받았다. 

 농촌진흥청 유전체과 안병옥 과장은 “우리나라뿐만 아니라 아시아 전체에서 소비량이 많은 배춧속 채소의 부가가치를 높일 수 있는 선제적 연구이다.”라며, “유용성분이 풍부한 신선 채소류가 식탁에 오를 수 있도록 후속 연구를 추진하겠다.”라고 전했다.

  종묘회사의 배추 연구 담당자인 임찬주 박사는 “이 계통들을 직접 이용하거나 다양한 배추 종, 김장김치용 및 청경채 쌈 채소 F1 개발에 이용하면 기능성 채소 개발에 활용할 수 있을 것이다.”라고 말했다.

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