Finding may help resolve global food shortages

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Finding may help resolve global food shortages

An international team of scientists discovered genes that can make a plant more resistant to extreme environmental conditions, such as salinity and drastic climate change, the Ministry of Education, Science and Technology said yesterday.

The discovery, once further studied and developed, could help resolve global food shortages by developing plants that can be grown in areas that are currently not suitable for agriculture, according to the ministry.

Plants can be largely divided into two groups - glycophytes that easily die under extreme conditions and make up over 98 percent of all plant types, and halophytes that can survive even under extreme conditions.

While analyzing the genome of a halophyte called Thellungiella parvula, researchers led by Yun Dae-jin, a biochemistry professor from Gyeongsang National University, confirmed the plant not only has an unusually high number of genes related to environmental stress, but that it also has genes that make it more tolerant to harsh natural conditions.

“The team said the genetic information of halophytes may allow the development of plants that can better survive in extreme environments, as well as those that are more adaptable to climate changes, and thus significantly contributing to solving the problem of food shortages in the future,” the ministry said.

Climate change triggered by large amounts of greenhouse gases released into the environment has raised the Earth’s temperatures and caused more land to turn into deserts.

The discovery was published Monday on the Web site of the British journal Nature Genetics and will be published in a print edition of the journal in September, according to the ministry. Yonhap


한글 관련 기사 [연합뉴스]

극한 환경 이겨내는 식물유전자 찾았다

윤대진 경상대 교수팀..'네이처 유전학' 실려

식물이 추위나 소금기, 수분부족 등의 열악한 환경에 견딜 수 있게 하는 유전자가 국내 연구진에 의해 세계 처음으로 발견됐다.

유전공학을 통해 극한 환경에 강한 식물을 생산함으로써 식량난 등을 해결할 수 있는 가능성을 제시한 것이다.

교육과학기술부는 윤대진 경상대학교 교수 연구팀이 할로파이트(Halophyte)종 식물에 스트레스 저항성과 관련된 많은 유전자들이 커진 상태(증폭)로 존재한다는 사실을 입증했다고 7일 밝혔다.

'세계수준연구중심대학(WCU)' 사업의 일환으로 진행된 이 연구에는 한스 보나드 일리노이 주립대 교수, 레브 브레산 미국 퍼듀대 교수 등도 참여했다. 결과는 다음달 생명과학분야 권위지인 '네이처 유전학(Nature Genetics)'에 실릴 예정이다.

할로파이트종이란 냉해(극 지역)·건조(사막)·염해(소금호수) 등 극한 환경에 잘 견디는 식물체를 통틀어 일컫는 말로, 환경 스트레스에 약한 식물종을 통칭하는 글라코파이트(Glycophyte)종과 대비된다.

연구팀은 할로파이트종에 속하며 소금호수에서 자라는 식물 '툴룬젤라파블라'와 글라코파이트종인 '애기장대'의 게놈(한 생물체의 모든 유전정보)을 분석, 비교했다.

그 결과 툴룬젤라파블라에서 애기장대와 달리 특이하게 증폭된 유전자 603개를 확인했고, MYB47· HKT1·CBL10 등 이들 중 대부분의 유전자가 환경 스트레스에 대한 적응과 저항에 중요한 역할을 맡은 유전자들이라는 사실을 확인했다.

반면 애기장대의 특이 증폭 유전자들은 대체로 병을 이겨내는데 필요한 유전자들이었다.

이는 각 식물종이 진화 과정에서 환경에 적응하기 위해 필요한 유전자를 선택적으로 증폭한 것으로 추정된다.

윤 교수는 "할로파이트종 식물이 갖고 있는 유전정보를 식물 생명공학적 기법을 통해 글라코파이트종에 보충하면, 극한 환경이나 기후변화에 적응할 수 있는 식물을 개발할 수 있을 것"이라고 전망했다.



<영하 12℃에서 24시간 두었을 때 글라코파이트종(좌)와 할로파이트종 차이>



<'툴룬젤라파블라'(할로파이트종)의 특이 증폭 유전자 사례>



<윤대진 경상대 생화학과 교수>

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