고염분 환경에도 생장이 빠른 형질전환 포플러 개발
 - 간척지역, 사막화지역 등에 식재로 탄소배출권 확보 및 글로벌 기후변화 대응 기대
 

□ 국내 연구진이 포플러(목본식물)에서 GIGANTEA(이하 GI) 유전자의 기능을 규명하고, GI 유전자의 발현을 억제하여 염류토양에도 잘 자라면서 생장이 빠른 포플러를 개발하였다. 향후 국내·외 염분이 많은 지역 (간척지, 사막화지역 등)에 재배를 통해, 탄소배출권 확보를 통한 기후변화 대응과 바이오매스 분야 활용이 기대 된다.

   ※ 포플러는 연간 biomass 생산이 ha 당 17 ton에 이르는 속성수로 환경재해 내성이 강하여 폐광지 정화, 사막화 방지, 바이오에너지 생산 식물로 각광을 받고 있다. 또한 병충해에도 강하고 매년 식재하는 1년생 식물과는 달리 한번 식재로 10년 이상 유지가 가능하여 관리비가 거의 들지 않는 장점이 있음.

   ※ GIGANTEA (GI로 약함) 유전자 : 모델식물 애기장대에서 환경스트레스 조건에서 개화시기조절과 생체리듬에 관여하며 최근 재해내성을 가진다는 것이 보고된 유전자이다. 아직 목본식물에서 유전자의 기능이 규명되어 재해내성을 갖는 다는 보고는 없음.

□ 한국생명공학연구원(생명硏, 원장 장규태) 식물시스템공학연구센터 곽상수 박사팀(교신저자: 곽상수박사, 제1저자: 커칭보박사)이 중국과학원 물토양보존연구소, 국립산림과학원 최영임박사, 경상대 윤대진 교수와 공동으로 수행한 이번 연구는 생명硏 주요사업과 미래부 한중과학기술협력센터사업 지원으로 수행되었고, 저명학술지 Plant Biotechnology Journal (IF 6.1) 온라인에 게재되어 있다. 
    (논문명: Down-regulation of GIGANTEA-like genes increases plant growth and salt stress tolerance in poplar)
□ 이번 연구성과는 생명硏 곽상수 박사팀이 식물에서 환경스트레스에 반응하며 개화시기조절과 생체리듬에 관여하는 GI 유전자를, 목본식물 포플러에서 3종 분리하여 초본식물 애기장대와 포플러에서 유전자의 기능을 규명하였다.

  o 이를 통해 꽃이 피지 않는 불개화 포플러에서 GI 유전자의 발현억제를 통하여 고염분(200 mM NaCl)에 내성을 가지면서 바이오매스가 증가된 형질전환 포플러(RB포플러)를 개발하였다 <참조: 붙임 그림2>.
 
  ※ 불개화(不開化) 포플러: 국립산림과학원이 경북 봉화지역에서 수령 20년이 된 포플러 가운데 꽃이 피지 않는 포플러(품종: 봉화, Populus alba x P. glandalosa)를 선발한 것으로 유전자변형(GM) 포플러라도 환경위해성을 최소화시킬 수 있는 특징이 있음.

□ 해당 연구는 1) 국내 유전자원(불개화 포플러)을 이용하여, 2) 국내기술로 목적 유전자를 분리하고 기능을 규명하였으며, 3) GI 유전자의 발현을 억제한 환경위해성을 최소화시킨 환경친화형 GM포플러를 개발한 것으로 중국과학원 물토양보존연구소(한중사막화방지생명공학공동연구센터 중국 책임기관)와 국내 전문가들과 협력하여 이룬 성과이다.

  o 한국생명공학연구원은 11월 15일(화) 중국과학원 물토양보존연구소와 공동으로 KRIBB Conference (식물기반 글로벌 기후변화 대응전략)를 개최한바 있다.  

□ 향후 국내·외 고염분지역(간척지, 사막화지역 등)에 대량으로 식재하면 바이오매스 증대를 통한 탄소배출권 확보로 글로벌 기후변화에 대응할 수 있는 효과가 기대된다. 또한 이번 연구를 통하여 GI 유전자는 초본식물 뿐만 아니라 목본식물을 포함하여 모든 식물에 존재할 것이 추정되며 GI 유전자의 발현조절을 통하여 유용식물을 개량할 수 있음이 제시되었다.