고온에서 감자 수확량 줄어드는 것은 생육환경 나쁘기 때문 아냐
생존을 위해 덩어리 형성 유전자 발현을 억제하기 때문
온난화로 더운 환경에서도 감자 수확량 유지 품종 개발 도움

온난화가 지금처럼 계속 이어져 지구 평균기온이 상승하면 많은 생물종이 멸종할 것이라는 예측들이 나오고 있다. 식탁 위 먹을거리들도 점점 줄어들게 될 것이다.

감자도 그 중 하나이다. 신대륙 발견으로 남미가 자생이던 감자가 유럽으로 건너가면서 굶주림으로부터 많은 사람을 구원하기도 했다. 19세기 중반 아일랜드에서 감자 대기근이 발생하면서 많은 사람이 죽었고 미국으로 대규모 이민이 발생하기도 했다. 현대에서도 감자는 고구마와 함께 대표적인 구황작물로 꼽힌다.

과학자들은 감자를 비롯해 많은 식물들이 온도 스트레스에서도 살아남을 수 있는 방법을 찾기 위한 연구를 진행하고 있다. 국내 연구진은 고온에서 감자 수확량이 감소하는 원리를 처음 밝혀내고 높은 온도에서도 수확량을 유지할 수 있는 품종을 개발하는데 도움이 될 것으로 기대된다.

한국생명공학연구원 식물시스템공학연구센터 연구팀은 감자의 생육 시기별로 유전자 분석을 실시해 고온에서 감자 덩어리가 쉽게 형성되지 않는다는 사실을 발견했다고 19일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 표지논문으로 실렸다.

감자는 온도가 높아지면 수확량이 감소한다는 사실은 잘 알려져 있다. 국내에서도 감자는 온도가 비교적 낮은 고랭지에서 재배되고 있다.

온도가 올라가면 감자 같은 뿌리식물은 괴경(덩어리) 형성을 유도하는 특정 유전자 기능이 저하되는 것으로 보고되고 있지만 생육 온도와 수확량에 대한 정확한 연구는 없었다.

연구팀은 다양한 온도에서 감자를 재배하고 생육 시기별로 감자의 유전자 변화와 수확량을 분석했다. 그 결과, 고온에서 감자는 환경에 적응하기 위해 괴경 형성을 억제하는데 생육 초기와 후기에 대응 방식이 다른 것으로 확인됐다.

온도가 높아지면 생육 전반에 걸쳐 괴경 형성 유도 유전자를 억제해 수확량을 줄이는데 생육 초기에는 괴경 형성 유도 유전자의 RNA를 조절하지만 후기에는 유전자의 DNA를 조절한다는 것이다. 생육 초기에 괴경 형성 유전자 발현을 촉진시키면 수확량을 회복시킬 수 있지만 후기에는 유전자 발현을 높이더라도 수확량 감소를 막지는 못하는 것으로 확인됐다.

연구를 이끈 이효준 생명공학연구원 박사는 “온도가 높아지면 생육 부진 때문에 감자 수확량이 줄어드는 것이 아니라 식물 스스로 환경적응을 위해 덩어리 형성을 억제했기 때문이라는 것을 알 수 있었다”며 “이번 연구 결과는 고온 환경에서도 수확량이 높은 감자품종을 개발하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.