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[오늘의 농정뉴스] 농촌진흥청
[오늘의 농정뉴스] 농촌진흥청
  • 김도형 기자
  • 승인 2022.07.22 08:28
  • 댓글 0
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[혈당 떨어뜨리는 효과 우수한 잎 전용 고추 ‘원기2호’ 개발]

원기2호
원기2호

 

당뇨병은 다양한 합병증을 유발하는 질환이므로, 꾸준한 관리와 치료를 필요로 한다.

고령화 추세에 따라 당뇨병의 사회, 경제적 부담이 커지고 있는 가운데 농촌진흥청(청장 조재호)이 잎에 혈당을 떨어뜨리는 성분이 많은 ‘잎 전용 고추 품종’을 개발하고 채소 섭취를 통한 혈당 관리 가능성을 제시했다.

당뇨병 치료제 중 하나인 ‘알파글루코시데이즈 인히비터(AGI*)’는 탄수화물을 흡수하는 효소인 알파글루코시데이즈를 막아 혈당 상승을 억제함으로써 당뇨병, 비만, 과당증 등 성인병을 예방하고 치료하는 역할을 한다.**
 
* α-glucosidase inhibitor
** 이와 같은 원리로 식사 후 고혈당을 억제하는 의약품이 개발돼 시중에서 판매 중임

농촌진흥청은 고춧잎에 혈당 상승 억제(AGI) 활성이 높다는 점에 착안*, 850여 점의 고추 유전자원을 대상으로 혈당 상승 억제(AGI) 활성을 분석하고 2008년 기존 고추 품종보다 잎에 혈당 상승 억제(AGI) 활성이 약 4배 높은 ‘원기1호’**를 개발했다. 이어 지난해에는 조직 배양을 통해 ‘원기1호’보다 혈당 상승 억제(AGI) 활성이 약 3배 높은 ‘원기2호’***를 육성하는 데 성공했다.
 
* 혈당 상승 억제(AGI) 활성이 높은 식물은 고춧잎, 뽕나무, 목진피, 호장근 등이 있음
** 원기1호는 지자체, 민간육종회사 총 7곳에 통상실시
*** 연구진은 ‘원기1호’ 개발 시 활성이 높았던 재료(FR1, FR2)들을 가지고 교배한 뒤, 다시 약배양이라는 조직배양 과정을 거쳐 새로운 재료를 만듦. AGI 활성이 안정적으로 높아 ‘원기1호’의 후속 품종인 ‘원기2호’를 개발하게 됨

분석 결과, ‘원기2호’의 혈당 상승 억제(AGI) 활성은 74.8%로, 시중에서 판매되는 당뇨병 치료 약 ‘아카보스(80.2%)’ 못지않게 혈당 상승 억제(AGI) 활성이 높게 나타났다.

연구진은 ‘원기2호’의 활용 가능성을 확인하기 위해 항당뇨·항비만 유효성을 평가하는 실험을 했다. ‘원기2호’의 잎 추출물을 당뇨병을 유발한 동물(쥐)에 8주간 투여한 결과, 공복 혈당, 복강 내 당부하, 당화혈색소, 혈장 인슐린 농도, 혈중 지질 등 11개 지표가 당뇨병을 유발한 뒤 아무것도 투여하지 않은 대조군보다 유의적으로 개선됨을 확인했다.

‘원기2호’의 잎은 일반 고춧잎처럼 나물이나, 장아찌, 전 등 다양하게 조리해 먹을 수 있다. 열매도 일반 풋고추처럼 섭취할 수 있고 재배 방법도 비슷하다.

‘원기2호’는 현재 국립종자원에 품종 출원 후 보호 등록을 위한 재배심사를 진행 중이며 보호 등록 전 이른 시기에 보급하기 위해 지방자치단체, 민간종묘회사 등에 통상 실시를 추진하고 있다. 관련 연구 결과는 지난해 국제학술지 ‘메타볼라이트(metabolites)’에 실렸다.

우리나라에서는 열매 생산을 목적으로 고추를 재배하며, 잎이나 줄기는 재배가 끝나면 버리는 부산물로 여겨졌다. 이번 연구는 고춧잎에 기능 성분이 많다는 것을 확인하고 일반 품종보다 기능성이 높은 품종을 만듦으로써, 고춧잎의 식품 원료로의 활용 가능성을 제시했다는 점에서 의미가 있다.

농촌진흥청은 ‘원기2호’ 고춧잎 생산 기술과 잎 전용 품종에 대한 홍보, 제품 고급화를 위한 포장 방안 등 현장 요청사항을 반영해 지속적으로 관련 기술을 지원할 계획이다.

경기 포천에서 ‘원기2호’를 시범 재배하는 김규동 씨는 “기존 품종과 차별화된 품종이 개발돼 반갑다. ‘원기2호’가 농가의 새로운 소득 작목으로 자리매김할 수 있기를 기대한다.”라고 말했다.

농촌진흥청 국립원예특작과학원 채소과 이우문 과장은 “이번에 소개한 잎 전용 고추 ‘원기2호’는 흔히 부산물로 취급되는 고춧잎에 식후 혈당 상승을 억제하는 기능 성분이 풍부한 점에 착안해 개발했다.”라며, “앞으로도 기능 성분을 함유한 채소 품종을 개발하고 이를 활용할 수 있는 연구를 지속적으로 수행하겠다.”라고 전했다.

 

 

 

[‘생체시계 유전자’ 조절로 배추 육종 소재 발굴 기반 마련]

- 배추 생체리듬 주기 3시간 빨라져, 이에 따른 식물 생리 조절 기대

농촌진흥청(청장 조재호)은 식물의 생체리듬을 조절하는 생체시계 유전자를 편집한 배추를 개발했다고 밝혔다.

24시간을 주기로 자전하는 지구상의 모든 생물은 하루를 주기로 생리활성을 조절하는 생체리듬을 가지며, 이 생체리듬을 조절하는 유전자를 ‘생체시계 유전자’라고 한다.

‘생체시계 유전자’는 한곳에서 이동 없이 평생을 사는 식물의 생존을 좌우하는 중요한 기능 요소이다. 해가 떠 있는 동안 광합성을 하거나 병해충의 공격이 빈번한 시간대에 방어 물질을 분비하는 것, 기공을 여닫아 수분을 조절하고 기온이 떨어지는 밤에 얼어 죽지 않도록 체내 지방과 탄수화물을 저장하는 등 환경 변화에 적응하기 위한 역할을 담당한다.

최근 세계적으로 생체시계 유전자를 조절해 식물이 생산하는 물질의 양을 가감하거나 기온과 수분 변화에 의한 스트레스 환경에 적응하게 하고 병해충 피해를 줄이려는 연구가 진행되고 있다.

이번 연구는 유전자 가위 시스템(CRISPR/Cas9)으로 배추의 생체시계 유전자를 편집해 배추의 생산성과 품질을 높일 수 있는 육종 소재를 발굴하기 위해 수행됐다.

생체시계 유전자 중 하나인 PRR1(peseudo response regulator)은 고온과 저온에서 식물의 스트레스 반응과 광합성 산물이 생산되고 소비되는 과정에 관여하는 것으로 알려져 있다.

배추에는 두 개의 PRR1(PRR1a, PRR1b)이 있는데, 유전자 가위 시스템으로 PRR1a 편집 배추와 PRR1a, PRR1b를 동시에 편집한 배추를 개발했다. 그 중 PRR1a가 편집되면 새싹의 하배축*이 길어지고 생체리듬 주기가 3시간 빨라지는 것을 확인해 PRR1a가 배추 생육에 중요한 역할을 하는 것으로 추측할 수 있다.
 
* 하배축: 발아하고 있는 어린 식물의 뿌리와 떡잎 사이 부분

이렇게 개발된 배추를 대상으로 고온기 생육과 결구, 추위로 입는 피해 등 극단적인 온도 스트레스에 대한 반응과 저항성을 비롯해 대사산물과 글루코시놀레이트 등 기능성 성분 변화를 검정할 계획이다.

이번 연구 결과는 국제학술지 International Journal of Molecular Sciences (IF 5.923)에 논문으로 게재됐다.

농촌진흥청 생명소재공학과 이시철 과장은 “이번 연구로 배추 생산성과 품질을 높일 수 있는 새로운 육종 전략으로 생체시계 유전자를 활용하는 기반을 마련할 수 있을 것으로 기대된다.”라고 말했다.
 

[Queen 김도형기자, 사진 해당기관제공]


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