벼 유전자 억제하니 염 스트레스 저항성 증가

신규 유전자 ‘OsWRKY116’ 기능 확인

유전자 제거 벼 생육·생존율 향상

염스트레스. ⓒ농촌진흥청

농촌진흥청이 벼의 염 스트레스 내성을 조절하는 신규 유전자 ‘OsWRKY116’을 발견했다.

이 유전자의 발현을 억제하면 염해 환경에서 벼의 생육과 생존율이 높아지는 것으로 나타났다. 염해에 강한 작물 육종에 활용할 수 있을 전망이다.

염해는 토양이나 관개수의 염분으로 작물의 생육과 수량이 감소하는 피해다. 주로 간척지와 해안 저지대, 관개 농지 등에서 발생한다.

식물이 염해를 입으면 물과 양분을 제대로 흡수하지 못한다. 세포 안에 과도한 이온이 쌓이면서 생육이 저해되고 수확량도 감소한다.

농진청 연구진은 염해 환경에서도 안정적으로 자라는 작물을 개발하기 위해 벼 오믹스 빅데이터를 분석했다. 이를 통해 스트레스 대응에 관여하는 OsWRKY116 유전자를 발굴했다.

연구진은 유전자가위 기술인 크리스퍼-카스9으로 OsWRKY116을 제거한 벼를 만들었다. 이후 염 처리 조건에서 일반 벼와 생육 상태를 비교했다.

실험 결과 OsWRKY116을 제거한 벼는 일반 벼보다 잎의 백화 현상이 뚜렷하게 줄었다. 생육 상태와 생존율도 일반 벼보다 높았다.

연구진은 OsWRKY116의 발현을 억제하면 염 스트레스 저항성이 증가한다는 점을 확인했다. 농진청은 ‘벼의 내염성을 조절하는 OsWRKY116 유전자 및 이의 용도’에 대한 특허 출원도 완료했다.

이태호 농촌진흥청 국립농업과학원 슈퍼컴퓨팅센터장은 “이상기후의 증가로 안정적인 식량 생산이 더욱 중요해지고 있다”며 “앞으로도 빅데이터, 인공지능을 기반으로 한 농생명 연구의 디지털 전환에 속도를 내겠다”고 말했다.