생명/의료

수박 달콤한 유전자 순화의 비밀 규명

발행일 : 2019 / 11 / 06

베이징농림과학원과 미국 코넬대학교 공동 연구팀은 차세대 수박 유전자 미세지도 제작과 순화 역사를 분석하여 최초로 수박의 과실 품질 형질 진화의 분자 메커니즘을 규명했다. 해당 성과는 “Nat Genet”에 게재되었다.

연구팀은 단일분자 시퀀싱, 광학 매핑과 Hi-C 3차원 게놈 공동 분석 전략으로 지금까지 최고 품질의 수박 게놈 서열지도를 구축했다. 이를 기반으로 GWAS 분석과 식별을 통해 당량, 과육 색상, 과실 모양 및 종자 색상 등 농예 성상과 관련된 43개 신호 사이트를 획득하고 야생 수박에서 재배 수박에 이르는 순화 역사를 체계적으로 분석하였으며 과실 크기, 과육 당함량, 쓴맛 등 주요 품질 성상의 후보유전자를 감별하고 획득했다. 아울러, CRISPR 유전자 편집 기술에 기반하여 알파갈락토시다아제 유전자 ClAGA2가 수박의 광합성산물 언로딩과 과실 당분 축적에 참여하는 생물학적 기능을 입증하여 최초로 수박 “달콤한 유전자” 순화의 비밀을 밝혔다. 또한, 인류가 야생 수박 생식질을 이용하여 저항성 개량을 진행한 유전체 침투 흔적을 발견하여 인류와 동물 활동이 수박 품질의 형성과 진화 과정에서 중요한 역할을 했음을 밝혔다. 해당 연구는 수박 기능 유전자의 심층 연구와 우성유전자 자원의 이용을 위한 중요한 데이터 및 이론적 기반을 마련했다.