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경희대(총장 김진상) 그린바이오과학원 고재흥 교수 연구팀이 국립산림과학원과 공동연구로 포플러의 가지 각도와 수관 구조를 결정하는 핵심 유전자 기능을 최초로 규명하고, 유전자 편집 기술(CRISPR)로 직립형 수관을 구현했다고 경희대가 30일 밝혔다. 이번 성과는 식물생명공학 분야 국제학술지 ‘Plant Biotechnology Journal’(IF=10.5) 10월 온라인판에 게재됐다.
연구팀에 따르면, ‘롬바르디 포플러(Lombardy Poplar)’는 월세담보대출 대표적인 직립 수종이지만, 이처럼 독특한 모양으로 자라는 원인은 규명되지 않았다. 연구팀이 그 비밀을 풀기 위해 전사체 분석을 진행한 끝에 ‘TAC1’ 유전자의 단일 염기 돌연변이가 가지의 각도를 좁혀 수직형 수관을 일으키는 원인이라는 사실을 찾아냈다.
사실 검증을 위해 연구팀은 유전자 편집 기술을 이용했다. TAC1을 편집한 포플러 나무 신협대출 는 롬바르디 포플러처럼 가지와 잎자루 각도를 좁히고 위로 곧게 자라는 수형(樹型)을 재현했다. 실험을 통해 TAC1이 광신호에 반응해 가지의 비대칭적 신장을 유도했다는 사실이 밝혀졌다.
이번 연구는 나무 수형 형성 원리를 실증적으로 제시하고, 유전학적 수형 제어 기술의 가능성을 입증했다는 점에서 의미가 크다고 연구팀은 밝혔다.
무서류무방문직립형 수형은 같은 면적에 더 촘촘히 심을 수 있어, 고밀도 식재에 유리하고 나무 사이 그늘이 줄어 채광 효율이 높다. 또, 관리가 쉬워 바이오매스용 수종 개발에 매우 유리하다.
고재흥 교수는 “TAC1 유전자는 나무의 가지 각도를 결정하는 핵심 스위치로 향후 유전자 편집 기술을 활용해 고밀도 식재용 포플러 개발이 가능할 것”이라고 새희망홀씨 말했다.
연구팀은 이번 성과가 기후위기 대응에 필요한 탄소흡수림 조성에 도움이 될 것으로 내다봤다.
노지운 기자
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