카로티노이드는 탄소수 40개로 구성된 지용성의 테르펜계 화합물로 옅은 노란색, 오렌지색, 붉은색 식물색소를 가지며, 모든 식물에 존재한다.
연구진은 IbOr유전자를 자색고구마(자색의 항산화물질인 안토시아닌 생산)에 도입, 안토시아닌과 카로티노이드를 많이 생산하는 형질전환 고구마를 개발했다.
또 IbOr유전자를 콩과 사료작물인 알팔파에 고발현시키고 건조시켜 고염분 등 환경스트레스에 강한 형질전환 알팔파를 개발했다.
그리고 IbOr유전자를 고발현시킨 형질전환 감자가 건조 등 스트레스에 강함을 확인했다.
연구진이 이번에 규명한 Orange 단백질은 모든 식물에 적용 가능하며, 카로티노이드계 항산화물질(베타카로틴 등)을 고생산하고, 고온 스트레스 등 재해에 강한 산업식물을 개발하는 데 활용할 수 있다.
이를 통해 식량·보건 문제 해결뿐만 아니라 향후 국내외 사막화지역, 오염지역 등에 대량으로 식재할 경우 바이오매스 증대를 통한 탄소배출권 확보도 기대된다.
한국생명공학연구원 곽상수 박사는 “고구마는 세계 7대 식량작물로 불순한 기후 조건에서도 최고의 탄수화물을 생산할 수 있는 바이오에너지 산업식물이다”며 “국내 식량 자급률은 24% 정도다. 식량 안보 문제를 해결하는 데도 기여하겠다”고 말했다.
이번 연구 성과는 ‘네이처(Nature)’가 발행하는 저명 학술지인 ‘사이언티픽 리포츠(Scientific Reports)’ (IF 5.6) 9월 16일자 온라인 판에 게재됐다.
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