김현욱 세종대학교 교수.
세종대학교 바이오산업자원공학과 김현욱 교수 연구팀이 CRISPR/Cas9 유전자 가위 기술을 이용해 올레산 함량이 최대 90.2%에 이르는 고올레산 콩 계통을 개발했다.
이번 연구는 농촌진흥청 차세대농작물신육종기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다. 연구 결과는 식물과학 분야 국제학술지 ‘Plant Biotechnology Journal’ 9월 14일 온라인판에 게재됐다.
일반 콩기름의 올레산 함량은 약 20%다. 연구팀은 올레산을 리놀레산으로 전환하는 FAD2 유전자와 포화지방산 축적에 관여하는 FATB 유전자를 동시에 편집해 지방산 조성을 개선했다.
주요 유전자인 GmFAD2-1A와 GmFAD2-1B를 비롯해 GmFAD2-2B, GmFAD2-2C, GmFATB1a를 조합해 편집한 뒤 여러 세대에 걸쳐 우수 계통을 선발했다.
그 결과 올레산 함량은 최대 90.2%까지 높아졌고, 리놀레산과 리놀렌산은 각각 1% 미만으로 감소했다. 포화지방산도 일반 콩보다 40% 이상 줄었다.
일부 고올레산 계통에서는 종자의 전체 지방산 함량도 일반 콩보다 약 7~24% 증가했다. 연구팀이 805개 종자를 분석한 결과 올레산 함량이 높을수록 전체 지방산 함량이 증가하는 경향도 확인됐다.
연구팀은 지방산 조성 변화가 종자 성숙기에 저장지방을 분해하는 SDP1 유전자의 발현을 낮춰 종자에 더 많은 기름이 남았을 가능성을 제시했다.
김현욱 교수는 “올레산을 높은 수준으로 끌어올리는 동시에 산화에 취약한 지방산과 포화지방산을 낮췄다는 데 의미가 있다”며 “수량성과 재배 안정성을 검증해 품종으로 개발한다면 고품질 식용유 생산과 고올레산 원료 국산화에 기여할 수 있을 것”이라고 말했다.
한편 연구팀은 이번 성과가 고품질 식용유용 콩 품종 개발과 국내 신육종 기술의 산업화 기반 확대에 활용될 것으로 보고 있다.