'밀과 닮은꼴' 염소풀서 미래먹거리 찾는다...농진청의 유전체 연구 英네이처지 게재

농촌진흥청이 미국 농업연구청과 함께 추진한 밀 관련 국제협력 연구가 국제학술지 네이처에 실렸다. 농진청은 국제 협력(컨소시엄)으로 추진해 온 '염소풀'(밀의 조상 격 식물)의 범유전체 연구 결과가 지난달 14일 네이처(Nature)에 실렸다고 19일 밝혔다. 염소풀 범유전체 국제 협력은 기후변화 및 병해충에 강한 밀 품종 개발을 통한 수확량 증대를 추구한다. 지난 2017년 이후 총 17개국 연구진이 참여해 1, 2단계로 나눠 연구를 진행해 왔다. 농진청은 단백질 분석 전문성을 인정받아 미국 농업연구청 서부지역연구센터(ARS)와 함께 2단계 연구에 참여했다. 이를 통해 밀가루 품질에 필수적인 글루텐 유전자들을 발굴하고 신규 명명했고, 단백질의 화학적 분석연구도 수행했다. 2단계 연구에서 염소풀 600자원(개체)의 유전체를 진화 측면에서 분석했다. 오늘날 밀에 있는 D염색체가 남부 카스피해에 속한 집단의 염소풀에서 유래했음을 확인했다. 또 600자원 중 46자원을 선택해 고품질 참조 범유전체를 구축하고, 유전자-전장 연관성 분석연구로 밀 생산에 큰 피해를 주는 녹병에 새로운 저항성 유전자(SrTA1662, Lr39)를 찾아내는 성과도 거뒀다. 염소풀은 동튀르키예와 중앙아시아, 중국 서부지역이 원산지다. 녹병을 비롯해 붉은곰팡이병, 흰가루병, 밀혹파리, 진딧물 등 오늘날 중요한 병해충 저항성 유전자와 고온·가뭄·염분 등 환경 스트레스에 강한 유전자를 가지고 있어 최근 합성밀의 형태로 밀 육종에 적극적으로 활용되고 있다. 합성밀은 야생 밀 염소풀(2배체)과 듀럼밀(4배체)을 인위적으로 교배해 병해충 및 기후변화에 강하면서 수량은 많은 밀을 육종하는 방법 중 하나이다. 종전에는 새로운 형질의 밀을 육성하는 데 한계가 있었으나, 합성밀은 다양한 유전자를 가진 유전자원을 활용해 기후변화, 병해충에 강한 고품질·다수확 밀을 만들 수 있다는 게 농진청 측 설명이다. 밀은 벼, 옥수수와 함께 세계 3대 작물 중 하나다. 벼와 옥수수는 염색체를 1쌍(2n)씩 가지고 있어 일찍이 유전체 분석이 끝났다. 하지만 밀은 염색체를 3쌍 갖는 6배체(6n)여서 유전체 분석이 매우 복잡하고 그 결과를 확인하는 게 어려웠다. 최근 들어 유전체 분석이 완료된 것이다. 농진청 국립농업과학원의 김남정 농업생명자원부장은 "이번 연구에서 얻은 정보들은 전 세계가 원하고 있는 병충해나 재해에 강하면서 생산성과 품질이 좋은 새로운 밀 품종 개발에 중요한 자료로 활용될 것으로 보인다"고 말했다. /세종=김연세기자 kys@metroseoul.co.kr