| 초록 |
□ 연구개요 최근 기후변화에 따라 식량 생산 불안정과 곤충서식지 제한에 따른 꿀벌개체수 감소 등 농업생산환경에서 많은 문제가 대두되는 시점에서 자화수정하는 자식성 작물에 매개충인 꿀벌을 유인하는 유전자를 발굴하고 도입하여 궁극적으로 자화수정과 타화 수정을 동시에 유도함으로서 작물의 수정률을 증가시켜 수량증대를 유도하고 아울러 매개충 유인을 통한 교잡종자 생산과 작물재배지를 꿀 채집이 가능한 대체 밀원지로 활용하기 위한 새로운 시도를 위해를 위해 본연구에서는 꿀벌 유인 연관유전자를 발굴하고 이들 유전자의 활용성 탐색하고자 첫째, 꿀벌 유인능력이 높은 자원의 화기특성 및 활용가능성 검정하였고, 둘째, 꿀벌 유인 능력이 높은 자원을 활용한 유전분석과 유전자 발굴을 하였으며, 셋째 콩 유전자원 탐색을 통한 타식율 높은 자원 발굴 사업을 수행하였다. □ 연구 목표대비 연구결과 자화수정하는 자식성 작물에 매개충인 꿀벌을 유인하는 유전자를 도입하여 궁극적으로 자화수정과 타화수정을 동시에 유도함으로서 작물의 수정률을 증가시켜 수량 증대를 유도하고 아울러 매개충 유인을 통한 교잡종자 생산과 작물재배지를 꿀 채집이 가능한 대체 밀원지로 활용하기 위한 새로운 시도를 위해 꿀벌 유인 연관유전자를 발굴하고 이들 유전자의 활용성 탐색하고자 하는 최종 목표를 달성을 위해 실시한 연구에서 꿀벌 유인능력이 있는 자원은 수량구성요소인 립중은 다소 줄어들었으나 협수, 립수가 증가하여 수량성 증가에 기여 할 수 있었고, 콩에서 채취한 꿀은 시중에 유통 중인 아카시아꿀, 밤꿀과 비교하였을 때 유리당, 유기산, 무기질, 향기 성분, 항산화 활성 우수하였는데, 특히 유리당 중 glucose 함량이 가장 높고, 유기산 중에는 citric acid가 콩에만 존재하였으며, 항산화 활성은 아카시아꿀에 비해 3배 정도 높았을 뿐 아니라 콩꿀에서 가장 많이 존재하는 향기성분 물질은 phenethyl acetate는 장미향과 라즈베리 맛의 무색 액체로 아카시아 꿀과 밤꿀에서는 거의 존재하지 않는 콩꿀 특유 향기 성분을 확인하였다. 콩 430자원을 대상으로 실시한 꽃의 꿀함량이 우수한 유망자원을 발굴한 결과, Glucose, Fructose 모두 1,000mg/L 이상인 우수한 자원 6개를 발굴하여 추후 타식률 높고 우수한 콩꿀을 채집할 수 있는 품종개발에 활용케 하였다. 콩의 꿀 성분과 연관된 유전자 확보 및 연관 마커개발을 위해 실시한 GWAS 분석을 통해 Glucose 함량과 연관된 마커가 5개 염색체에서 확인되었고, Fructose 함량과 연관된 마커는 6개 염색체에서 확인되었으며 나아가 이들의 지역에서 glucose와 fructose에 공통적으로 관여하는 후보유전자를 Ch10. 11, 12. 19에서 총 26개 확보하였고, glucose 연관 후보 유전자를 Ch4에서 3개, Fructose 연관 후보유전자 Ch1 및 Ch13에서 23개를 확보하였으며 개발된 마커를 활용한 자원 선발에서 개발된 마커의 활용가능성도 확인하였다. 이상에서 보듯이 본 과제를 통해 당초에 제시하였던 연구목표인 콩에서 화분매개곤충인 꿀벌 유인 연관유전자를 발굴하고 유전자의 활용성을 탐색한다는 당초의 연구목표에 부합하는 연구결과를 도출하였다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ○ 콩은 다른 화곡류에 비해 단위면적당 수량이 낮고 잠재적인 수량보다도 매우 낮아 이의 개선을 위한 재배적, 육종적 노력을 경주하고 있다. 본 연구에서 확보한 꿀벌 유인 유전자 및 선발마커는 콩의 수정율을 높여 수량성을 증가시킬 뿐 아니라 콩에서는 활발하게 이용하고 있지 않는 웅성불임 유전자의 활용성을 높여주어 종자산업의 발달에도 크게 기여할 수 있음 ○ 기후변화에 의해 점점 꿀벌의 개체수가 감소하고 있는데 그 주된 원인 중에 하나는 꿀벌이 꿀을 채집할 밀원의 부족을 들 수 있다. 특히 봄과 가을은 야생의 꽃이 풍부하나 여름의 경우 벌이 꿀을 채집할 꽃이 절대적으로 부족한 시기에 여름(8월 초)에 개화하는 콩 꽃은 중요한 먹이 제공처로 활용이 가능하다. 따라서 본연구결과 확보된 자원과 유전자 정보는 전세계적으로 재배면적이 4번 째로 많은 약 1.3억 ha 재배면적을 가진 콩 재배지를 대체 밀원지로서 활용하는데 크게 기여함 ○ 본 연구결과 확보된 콩 재배지에서 채취한 콩꿀의 특이성과 차별성은 최근 대체 밀원지 부족에 따른 꿀 생산량 감소로 고생하고 있는 양봉농가나 우수한 꿀을 제공받을 수 있는 양봉소비자에게도 매우 유용한 정보로 활용될 수 있음 (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
