농촌진흥청(청장 정황근)은 배추 품종 육종 기간을 3년 이하로 크게 줄일 수 있는 첨단 육종기술을 개발했다고 밝혔다.

전통적으로 배추 품종 육종엔 여교배1) 육종 방법을 많이 활용한다. 여교배 육종은 우수한 배추 품종을 개발하는데 효과적이지만 6년 이상의 긴 시간이 걸린다.

이러한 여교배 육종기간을 단축하기 위해 농촌진흥청 채소과는 배추 유전체 정보 분석을 통해 여교배 육종에 활용 가능한 분자표지2) 세트를 개발했다.

배추 유전체는 10개의 염색체로 이뤄져 있는데 이 10개의 염색체에 고르게 분포된 염색체 당 40개~50개의 분자표지들을 개발해 전체적으로 약 400여개 분자표지로 이뤄진 세트이다. 

이 분자표지 세트를 이용하면 어린 식물체 단계에서 육종가가 원하는 특정 형질을 갖는 우수 계통을 조기 선발할 수가 있고 육종기간을 3년 이하로 줄이면서 보다 효율적인 배추 품종 개발이 가능하다.

이번에 개발한 분자표지는 20여개의 배추 계통들에 적용한 결과  형태가 다른 품종만이 아니라 유사한 품종도 정확히 구별해낼 수 있었다.

개발한 배추 육종기술은 SCI 논문3)에 게재됐으며 국내 특허출원4)도 됐다. 현재 전북 김제에 위치한 종자산업진흥센터에 기술 이전했으며 앞으로 다양한 배추 육종에 활용될 것으로 기대된다.

이번 연구 성과는 배추 육종과정에서 시간이 많이 소요되는 선발과정을 쉽고 빠르게 앞당겨 육종 과정의 한계점을 극복했다는 점에 의의가 있다. 이를 통해 우리나라 종자산업 경쟁력 강화에 크게 기여할 전망이다. 

농촌진흥청 채소과 김진희 농업연구사는 “앞으로 이용이 쉬운 대량 분자표지 세트를 배추 육종에 활용한다면 다양한 소비자 요구에 맞춰 신속하게 품종 개발을 할 수 있어 종자산업 발전에도 많은 도움이 될 것이다.”라고 전했다.

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1) 여교배 : 육종에서 기존품종의 우수한 특성은 유지하면서 한두 가지 단점을 개량하기 위한 방법. 단점을 극복하는 형질을 도입하는 경우 원치 않은 형질들도 딸려 오기 때문에 부모 세대의 우수한 기존품종과 여러 번에 걸쳐서 교배하여 원치 않은 형질을 제거하고 우수한 특성을 회복시키는 것을 목적으로 한다.

2) 분자표지 기술 : 모든 생물체는 DNA 등 유전물질에 고유한 특징이 있다는 것을 바탕으로 DNA 증폭 기술 등 고유한 특징을 확인하는 다양한 생명공학 기술을 적용하여 목표하는 형질을 가진 개체를 선발하는 방법이다. 최근에 농업 등의 분야에서 활발히 사용되고 있다. 분자표지 세트는 여러 개의 분자표지로 이뤄졌으며 보통 하나의 형질이 아니라 다양한 형질을 한 번에 확인할 때 활용된다. 

3) Kim J, Kim D-S, Park S, Lee H-E, Ahn Y-K, Kim JH, Yang H-B, Kang B-C (2016) Development of a high-throughput SNP marker set by transcriptome sequencing to accelerate genetic background selection in Brassica rapa. Hort Environ Biotechnol 57:280-290 

4) 배추 여교배 분석용 단일염기다형성 탐침 (10-2016-0068024), 배추의 대량 유전자형 분석용 단일염기다형성 탐침 및 용도 (10-2015-0149527)