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핵심내용

벼에서 병 방어 능력 우수 유전자 개발
- 농촌진흥청, 병 저항성 작물 개발 활용 기대 -

□ 농촌진흥청(청장 이양호)은 벼에서 병원균 침입 시 일어나는 병 방어 반응 조절 ‘스위치 유전자’를 발견했다.
 ○ 이번 연구는 벼의 병 저항성 기작 연구를 통해 방어 증진 유전자 개발 과제 수행 중 이뤄진 것이다.

□ 이번에 발견한 유전자는 다양한 병 방어 유전자군의 발현을 조절하는 마스터 스위치(master switch) 유전자 중 하나다.
 ○ 이 유전자는 병원균 세포벽 분해 효소, 병 방어 주동유전자 등 병 방어 유전자군의 발현을 동시에 조절할 수 있어 병원균이 침입했을 때 방어 능력이 우수한 것으로 나타났다.
 ○ 또한, 여기서 분리해낸 병원균 특이 발현 유전자 OsWRKY6가 식물의 대표 방어호르몬인 살리실산(SA, Salicylic Acid)의 합성유전자를 조절해 SA 함량을 높이는 것을 밝혀냈다.
 ○ 유전자 OsWRKY6는 병 방어 반응 조절 유전자 중 상위 유전자로서, 병 저항성 작물 개발의 원천 기술로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

□ 농촌진흥청은 OsWRKY6 유전자의 기능 분석 결과를 국제 유명 SCI 학술지 New Phytologist (IF7.67) 6월 17일 온라인 판에 게재했다.

□ 농촌진흥청 분자육종과 황덕주 연구사는 “OsWRKY6 유전자는 벼에서 최초로 보고된 것이며, 이 유전자를 이용해 병 방어 반응을 조절하는 것이 가능해지면 병 저항성 작물 개발에 크게 기여할 것으로 기대된다” 라고 말했다.

상세내용

벼 기초 면역 조절 유전자

□ 연구 배경

 ○ 농업 환경 변화(장기간의 강우, 따뜻한 겨울, 동계작물재배, 온실재배확대에 따른 연작 등)로 해충을 비롯한 병원균의 월동률이 높아져 병 발생 증가추세
 ○ 국민 생활 수준 향상으로 저농약 친환경 농산물의 수요가 급증하고 있으나 방제는 화학적 방제에 의존하고 있어 병 저항성 품종 육성 필요
 ○ 전통 육종에 의한 병 저항성 품종이 있으나 육성기간이 길고 새로운 레이스출현으로 저항성이 2년∼3년 안에 무너지는 문제점이 있어 작물의 자체 방어기작을 이용한 환경 친화적 및 노동 절감형 첨단 대응 기술 개발 필요

□ 연구 결과
 ○ 벼에서 병 방어 유전자군의 발현 조절로 병 방어 증진 유전자 분리와 기능 확인
  - 벼에서 병원균 특이 발현 유전자 OsWRKY6를 분리해 애기장대에서 병 저항성 증진 효과가 있음을 2011년 국제 SCI 학술지 Plant Science (IF3.6)에 보고.
  - 애기장대에서 기능이 규명된 OsWRKY6 유전자를 벼에 도입해 병 방어유전자군의 발현을 조절한다는 것을 확인했고, 그로 인해 벼 흰잎마름병에 방어능이 현저히 높아졌음을 확인함.

○ OsWRKY6 유전자 과발현 벼에서 병 저항성 기작 확인
  - OsWRKY6 단백질이 병 방어 유전자군의 발현 조절을 위해 핵에 존재함을 확인 (a).
  - OsWRKY6 과발현 벼에서 병 방어 유전자군의 발현이 일시에 증가 됨을 확인 (b).
  - OsWRKY6 과발현 벼에서 병 방어 유도 호르몬인 살리실산이 높아짐을 확인했고(c) 세포 내에서 살리실산 합성 유전자인 ICS1 (Isochorismate synthase 1) 프로모터에 결합하는 것을 확인함 (d).
  - 본 결과를 종합하여 국제 SCI 학술지 New Phytologist (IF 7.67) 6월 17일 온라인판에 게재함

□ 기대 효과
 ○ 병 방어능이 증가된 생명공학 벼 개발에 이용 가능
 ○ 병 방어능이 증가된 생명공학 작물 개발로 저농약 농산물 생산, 노동 절감 등에 기여 가능

...................(계속)

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