농촌진흥청(청장 조재호)은 농업유전자원센터에서 보존하고 있는 한‧중‧일 팥 유전자원의 유전자를 분석해 나라별로 선호하는 주요 농업 형질과 이에 따른 재배화* 과정을 밝혔다.

* 재배화: 가치가 있는 야생식물 유전자원을 인위적인 방식으로 번식시키고 선호 농업 형질을 선발해 키워 재배 식물로 만드는 것

팥은 중국이 원산으로 동북아시아 지역에서 재배 역사가 오래된 작물이다. 현재 우리나라를 비롯해 중국, 일본 등 동북아시아에서 전 세계 팥 수확량의 90% 이상을 재배하는 것으로 추정되고 있다.

연구진은 농업유전자원센터에서 보존하고 있는 팥 4,108자원 가운데 한국, 중국, 일본이 원산으로 알려진 총 366자원의 유전자를 분석해 그 나라 환경에 맞게 선택된 농업 형질을 확인했

국가별 대표 형질 우수유전자원

○ 한국 원산 팥 유전자원(종자 크기 우수, IT293110, 20.5g)

<그림> 종자크기 우수한 한국 원산 유전자원. (좌)종자 (우)식물체

또한, 유전정보를 비교했을 때 우리 원산 팥은 종자 크기, 중국은 개체당 꼬투리 수, 일본은 꼬투리당 종자 수와 관련한 유전적 다양성*이 다른 나라에 비해 현저히 낮았다. 이를 통해 예부터 그 나라에서 선호하던 농업 형질에 따라 반복적인 개체 선발이 이뤄져 해당 유전형질이 고정됐음을 추측할 수 있었다.

* 유전적 다양성: 단일염기다형성(SNP)을 토대로 측정. SNP란 개체 간 유전자 염기서열 하나에서 나타나는 차이를 뜻함. SNP로 인해 각 유전자의 기능이 달라질 수 있고, 이들의 상호작용으로 개체 간 서로 다른 형질이 만들어짐.

○ 중국 원산 팥 유전자원(개체당 꼬투리 개수 우수, IT280307, 116개)

<그림> 개체당 꼬투리 개수 우수한 중국 원산 유전자원. (좌)종자 (우)식물체

○ 일본 원산 팥 유전자원(꼬투리당 종자 개수 우수, IT294643, 9.1개)

<그림> 꼬투리당 종자 개수 우수한 일본 원산 유전자원. (좌)종자 (우)식물체

우리나라는 종자 크기가 큰 유전자원을 선호하는 것으로 나타났다. 중국은 개체당 꼬투리 수가 많은 유전자원, 일본은 꼬투리당 종자 수가 많은 유전자원을 각기 선호했다. 이렇게 나라마다 선호하는 유전자원의 특징이 달랐고, 품종 개량도 이 방향으로 진행돼 재배화된 것으로 확인했다.

나라별 팥 농업 형질은 수확량, 지역별 재배 환경 적응성과 밀접한 관련이 있다. 특히 한국 원산 팥은 개량을 반복하면서 다른 나라의 팥보다 수확량이 많은 유전적 특성을 갖춰 중요한 품종 개량 재료로 활용될 수 있다.

연구진은 연구 결과를 바탕으로 한‧중‧일 팥 유전자원의 농업 형질 데이터베이스를 구축해 농업유전자원서비스시스템 ‘씨앗은행’ 누리집(genebank.rda.go.kr)에서 관련 정보를 제공하고 있다.

이번 연구 결과는 국제학술지 Plants(IF=4.658)에 논문으로 게재됐다. 농촌진흥청은 수확량 많은 팥 품종 개발, 재배 환경 적응성 강화 육종 연구 등에 연구 결과를 적극 활용할 계획이다.

농촌진흥청 농업유전자원센터 안병옥 센터장은 “이번 연구로 팥의 농업 형질과 유전정보를 결합해 유전자원의 내력을 알아내고, 나아가 우리 원산 팥이 품종 육성의 중요한 재료로 활용될 수 있음을 확인할 수 있었다.”라며, “앞으로도 다양한 작물 유전자원을 평가해 수요자에게 유용한 정보를 제공하겠다.”라고 말했다.