생명연, 신규 단백질 이용한 황금고구마 개발

한국생명공학연구원이 신규 단백질을 이용한 황금고구마를 개발했다고 4일 밝혔다.

생명연에 따르면 식물시스템공학연구센터 김호수·곽상수 박사 연구팀은 경상대 안미정 교수팀과 카로티노이드 축적을 유도하는 고구마 Orange(Or) 단백질보다 기능이 월등히 향상된 신규 단백질 'IbOr-R96H'를 개발하고 원리를 규명했다.

이번 연구 성과는 환경스트레스 내성에 관여하는 Orange 신규 단백질(IbOr-R96H)이 기존의 단백질(IbOr)과 비교해 카로티노이드 축적과 고온에 대한 내성 기능이 월등히 향상되는 것을 고구마 식물체에서 처음으로 밝힌 것이다.

이번 연구에서 연구팀은 고구마 괴근에서 Orange 단백질(IbOr)은 전체 카로티노이드 함량을 3배 증가를 유도한 반면 신규 개발 단백질(IbOr-R96H)은 19배 이상의 카로티노이드 고축적을 유도함을 확인했다.

특히 베타카로틴 함량은 IbOr-R96H 신규 단백질이 186배 이상이 고축적 됨을 확인했고, 이러한 카로티노이드 고축적은 하얀색 고구마 괴근 색깔을 주황색 고구마 괴근으로 변화시키는 결과를 얻을 수 있었다.

이번 연구는 중국 내몽고 사막화지역에 잘 자라는 흰색계 품종(Xushu 29)에 IbOr-R96H 신규 단백질을 도입한 것으로 향후 고위도 척박한 토양에 고구마 재배에 도움이 될 것으로 기대된다.

김호수 박사는 “이번에 특성이 규명된 IbOr-R96H 단백질은 모든 식물에 적용 가능하며 카로티노이드계 항산화물질(베타카로틴 등)을 고생산하고 고온, 건조 등 각종 스트레스에 강한 산업식물을 개발하는데 활용할 수 있다"고 설명했다.

이어 “이번 성과를 통해 식량문제, 보건문제 해결뿐만 아니라 향후 국내외 조건 불리지역(사막화지역, 오염지역 등)에 대량으로 식재하면 바이오매스 증대를 통한 탄소배출권 확보도 기대된다"며 "고부가가치 고구마 신품종 개발로 활용될 수 있어 국가 식량과 영양안보 뿐만 아니라 농가소득 증진에도 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 전망했다.