“고온에서도 감자 재배 가능해질까?”

[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 고온에서 감자 수확량이 감소하는 이유를 최초로 찾아냈다.

한국생명공학연구원 식물시스템공학연구센터 이효준‧김현순 박사팀은 감자의 생육 시기별로 유전자 분석을 통해 고온에서 감자가 재배될 때 괴경(크고 뚱뚱해진 땅속 줄기) 형성을 억제하는 원리를 발견했다고 19일 밝혔다.

이를 통해 향후 고온에서도 감자의 수확량을 유지하는 품종개발에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

감자는 높은 온도에서는 수확량이 감소한다는 사실은 기존에도 잘 알려져 있으며, 우리나라에서도 주로 온도가 비교적 낮은 고랭지 지역에서 재배되고 있다.

여러 연구에 따르면 수확량 감소의 주요 원인으로 고온에서의 괴경 형성을 유도하는 특정 유전자(StSP6A) 기능 저하를 지목하고 있다.

감자의 재배 기간 동안 괴경 형성 유도 유전자가 점차 증가하며 괴경 형성을 유도하는데, 온도가 높아지면 이 유전자의 양이 증가하지 않아 괴경 형성이 억제된다는 것이다.

하지만 괴경 형성 유도 유전자와 수확량 간의 단편적인 연구 외에 생육 전반에 걸친 괴경의 형성과 발달에 관한 연구가 없어 생육 온도와 수확량에 관한 연구는 아직 보고된 바가 없었다.

연구팀은 다양한 온도에서 감자를 재배하고 생육 시기별로 감자의 유전자와 수확량을 분석, 고온에서 감자는 환경 적응으로 괴경 형성을 억제하지만 그 원리는 생육 초기와 후기가 서로 다르다는 사실을 규명했다.

감자는 온도가 높아지면 스스로 생육 전반에 걸쳐 괴경 형성 유도 유전자를 억제하여 수확량을 감소시키지만, 생육 초기에는 괴경 형성 유도 유전자의 RNA를 조절하여 괴경 형성을 억제하는 반면, 후기에는 유전자의 DNA를 조절한다는 것이다.

또한 생육 초기 괴경 형성 유도 유전자의 발현을 높이면 수확량을 회복할 수 있지만, 후기에는 유전자의 발현을 높이더라도 수확량에는 영향이 없다는 것을 밝혔다.

이효준 박사는 “고온 환경에서의 감자 수확량 감소는 생육 부진 등의 부작용이 아닌, 식물 스스로 환경 적응을 위해 괴경 형성을 억제했기 때문”이라며 “감자 수확량 감소의 원리를 활용한다면 향후 고온 환경에서도 수확량이 높은 감자 품종을 개발할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

이번 연구성과는 생물학 분야 국제학술 ‘셀 리포트’ 3월 29일자 온라인판 표지논문으로 게재됐다.