농진청, 벼 기공 열고 닫는 유전자 발견
농촌진흥청(청장 이양호)은 식물체에서 공기와 수분의 주 통로인 기공의 열고 닫음을 조절하는 ‘칼륨채널 유전자’를 발견했다고 밝혔다.
이번 연구는 기후변화에 대응해 물 이용효율이 증대된 벼를 개발하기 위한 과제 수행 중 이뤄진 것이다.
이번에 발견한 유전자는 벼 잎의 공변세포(기공을 구성하는 세포)에서만 발현되며 외부의 환경 변화에 반응해 기공의 열고 닫음을 조절한다.
벼에는 세 개의 비슷한 칼륨채널(칼륨이 드나드는 통로)이 있는데, 그 중 OsKAT2 채널 유전자는 기공에서만 발현하며, 이 채널이 다른 채널에 비해 칼륨을 흡수하는 능력이 우수하다는 것을 밝혔다.
OsKAT2 채널 유전자가 세포막의 전압을 감지해 이온 이동 통로를 열어 칼륨을 흡수하면 공변세포 내 칼륨 농도가 높아지면서 삼투압이 증가해 물이 공변세포 내로 흡수돼 기공이 열리는 원리다.
이에 따라 공기와 수분이 들어오고 나가는 기공의 열고 닫음을 조절할 수 있다면 인위적으로 벼의 물 이용효율을 높여 기후변화에 따른 물 부족에 대응한 내한발성(가뭄을 견디는 성질) 벼를 개발하는 데 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
농촌진흥청은 이번에 개발한 유전자의 프로모터(유전자의 발현을 조절하는 유전정보를 지니고 있는 DNA염기서열부위)에 대해 2013년 3월 특허 등록을 했으며, 국제 SCI 학술지 PLos one 8월호에 논문을 게재했다.
또한 현재 이 유전자를 이용해 기공의 열고 닫음 기능을 조절할 수 있는 벼를 개발하기 위한 연구과제가 진행 중이다.
농촌진흥청 분자육종과 김범기 연구사는 “이번에 발견한 유전자는 벼에서 최초로 보고된 것으로 이 유전자를 이용해 벼 기공의 열고 닫음을 조절하는 것이 가능해지면 내재해성 작물 개발에 크게 기여할 것으로 기대된다”라고 말했다.
* 칼륨(potassium, K+): 식물에서 가장 풍부하게 존재하는 양 이온으로서 세포 내의 삼투압을 조절하고, 세포막 전위차를 조절하는 역할을 수행함.
농촌진흥청 소개
농촌 진흥에 관한 실험 연구, 계몽, 기술 보급 등의 업무를 담당하는 농림축산식품부 산하 기관이다. 1962년 농촌진흥법에 의거 설치 이후, 농업과학기술에 관한 연구 및 개발, 연구개발된 농업과학기술의 농가 보급, 비료·농약·농기계 등 농업자재의 품질관리, 전문농업인 육성과 농촌생활개선 지도 등에 관한 업무를 수행하고 있다. 1970년대의 녹색혁명을 통한 식량자급, 1980년대는 백색혁명 등으로 국민의 먹거리 문제를 해결하였으며, 현재는 고부가가치 생명산업으로 농업을 발전시키기 위해 많은 성과를 거두고 있다. 농림수산식품부 기획조정실장을 역임한 이양호 청장이 농촌진흥청을 이끌고 있다.
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