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가뭄에 끄떡 없는 감자 나온다 목록

조회 : 1327 | 2012-08-27

올 여름은 유난히 무더웠다. 몇 주째 폭염이 계속되면서 비조차 내리지 않아 사람은 물론 동식물도 힘든 시간을 보냈다. 이번 주도 남부 지방에 폭염이 예보되면서 땅에 뿌리박고 사는 식물을 위협하고 있다. 이런 환경이 앞으로도 계속된다면 농작물은 ‘가뭄과 고온에 잘 견뎌야’ 한다. 이를 돕기 위한 방법이 없을까.

과학자들은 해답을 유전자에서 찾고 있다. 식물들은 각종 환경변화에 따라 방어 작용을 하는데, 이것에 관한 유전자를 발견하거나 원리를 알면 비슷한 상황에서 활용할 수 있다는 것. 최근 우리나라 연구진도 ‘감자’가 고온과 가뭄을 이겨낼 수 있는 유전자를 새로 발견했다.

농촌진흥청은 가뭄과 고온에 강한 감자를 만들 수 있는 유전자 ‘아라비노갈락탄(AGP․Arabinogalactan-protein)’을 감자에서 찾았다고 20일 밝혔다. 이 유전자는 세포벽을 튼튼하게 만들어 수분 증발을 막고, 체내에 오랫동안 물을 보존한다. 덕분에 이 유전자가 삽입된 감자는 가뭄에 더 오래 견딜 수 있다.

AGP 유전자는 아라비노스(Arabinose)와 갈락토스(galatose)로 이뤄졌으며, 다당체를 형성한다. 주로 세포벽에 존재하며 식물의 생장 등에 관여하는 것으로 알려졌다.

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GAP 유전자를 감자 조직 안에 넣는 과정. 감자 줄기 조직을 배양시켜서(A), 아그로박테리움을 통해 GAP 유전자를 삽입한다(B). 이를 통해 유전자가 삽입된 새로운 식물체가 생성되고(C), 키우면 형질전환 감자(D)가 탄생한다. 농촌진흥청 제공
 
농진청 분자육종과 김둘이 연구사팀은 토양 미생물(아그로박테리움)을 활용해 감자 AGP 유전자를 삽입한 ‘감자 형질전환체’를 만들었다. 감자에서 찾은 AGP 유전자를 분리해 아그로박테리움에 넣고, 감자 조직에 감염시킨 것. 이를 통해 AGP 유전자가 삽입된 감자 조직을 배지에 넣고 배양하면 ‘형질전환 감자’를 얻을 수 있다.

연구팀은 형질전환 감자를 25도에서 3주 정도 재배한 뒤 일반 감자와 비교하는 실험에 들어갔다. 두 종류의 감자를 30~35도 정도의 온실에서 두고 2주 동안 물을 주지 않는 상태로 둔 것이다.

그 결과 일반 감자는 거의 말라 죽는 상태에 이르렀지만, 형질전환 감자는 2~3일 더 물을 공급하지 않아도 고사 상태까지 가지 않았다. 2주 후 다시 물을 주자 일반 감자는 다시 살아나지 못했지만, 형질전환 감자는 되살아났다.

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일반 감자와 형질전환 감자의 건조 저항성 실험 결과. 일반 감자는 건조한 환경이 2주 이상 지속되자 말라죽었지만, 형질전환 감자는 물을 공급하자 되살아났다. 농촌진흥청 제공
 
김둘이 연구사는 “앞으로 AGP 유전자를 이용해 ‘가뭄에 잘 견디는 감자 품종’을 육성할 수 있다”며 “감자는 꽃으로 수정하지 않고 씨감자를 통해 재배할 수 있으므로, 형질전환 감자와 유전적으로 거의 같은 후대를 계속 생산할 수 있다”고 설명했다.

그는 이어 “전 세계적으로 주요 작물인 감자는 최근 가뭄과 기후변화 등으로 생육이 부진해 수확량이 크게 줄고 있는 실정”이라며 “가뭄 저항성 감자를 개발하면 기후변화와 식량난에 대비해 농산물을 안정적으로 확보하는데 크게 기여할 것”이라고 덧붙였다.

박태진 기자 tmt1984@donga.com
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