농진청, 들깨 종자 형질 유전자 구명…신품종 개발 속도

11개국 자원 분석해 종자 형질 연관 변이 도출

SNP 기반 선발 활용…고품질 품종 개발 기대

들깨 종자. ⓒ농촌진흥

농촌진흥청은 들깨 종자의 주요 형질을 조절하는 핵심 유전자를 밝혀 품질 향상과 신품종 육성에 활용할 수 있는 기초 데이터를 확보했다고 밝혔다.

들깨는 최근 항산화와 항암, 치매 예방 등 다양한 기능성이 알려지며 주목받는 작물이다. K-푸드 확산과 함께 들기름 수출도 늘면서 종자 품질을 좌우하는 유전적 기반 연구 필요성도 커지고 있다.

관세청에 따르면 한국 들기름 수출액은 2021년 156만달러에서 2023년 197만달러, 2024년 211만달러로 증가했다.

연구진은 국내외 11개국에서 수집한 들깨 237자원과 유전자형 분석(GBS)으로 확보한 고품질 SNP 6만1539개를 활용해 종자 특성과 연관된 유전적 변이를 분석했다. SNP는 개체 간 DNA 염기 하나 차이로 나타나는 대표적 유전 변이다.

연구진은 꼬투리 길이와 너비, 꼬투리 입구 너비, 꼬투리 너비 비, 화방군당 꼬투리 수, 종자 길이와 너비, 종자 껍질 색, 천립중 등 9개 형질을 조사해 신뢰도 높은 SNP 6개를 도출했다.

이 가운데 2개 SNP는 각각 천립중에 영향을 미치는 16번 염색체 유전자와 종자 껍질 색을 조절하는 10번 염색체 유전자에 있는 것으로 확인됐다.

농진청은 이들 변이가 아미노산 변화를 유발하는 돌연변이로 해당 유전자가 종실 중량과 색 형성에 직접 관여할 가능성을 보여준다고 설명했다. 또 두 유전자가 각각 관련 효소와 기능적으로 연관돼 종자 발달의 핵심 과정에 관여하는 단백질과 연결돼 있는 점도 확인했다.

이번 연구 결과는 국제학술지 'BMC Plant Biology'에 게재됐다.

농진청은 앞으로 고품질 들깨 품종 육성과 기능성 자원 개발, 분자표지 개발 등에 활용할 수 있을 것으로 보고 있다.

고종철 농촌진흥청 농업유전자원센터장은 “전통 재래종부터 야생형까지 폭넓은 유전자원을 활용해 들깨 종자 형질의 유전적 변이 원인을 구체적으로 구명한 국내 첫 사례”라며 “확보한 SNP와 유전자는 들깨 신품종 개발에 필요한 분자표지 기반 선발에 활용될 것”이라고 말했다.