색 판별하는 분자표지 개발해 기술이전… 육종 효율 높일 것으로 기대
이색 농산물에 대한 소비자 관심이 높아진 가운데 농촌진흥청(청장 조재호)이 건국대학교(박영진 교수 연구팀)와 공동연구로 팽이버섯 색깔 발현에 핵심 역할을 하는 유전자 기능을 세계 최초로 밝혔다.
팽이버섯(Flammulian velutipes)은 우리나라 전체 버섯 생산량의 16%(2021년 기준), 전체 버섯 수출량의 50%(2021년 기준)를 차지하며, 외국 품종 의존도가 약 66%(2022년 기준)로 높은 편이다. 농촌진흥청은 팽이버섯 품종 국산화를 위해 겉모습이 비슷한 흰색 자원 간 교배뿐 아니라, 다양한 색깔(노란~진갈색)과 형태를 지닌 야생자원을 교배해 차별화된 품종을 육성해 왔다. 하지만, 확률에만 의존하는 교배 육종으로는 차별화된 품종을 육성하는 데 한계가 있어 연구진은 갈색과 백색, 두 종류의 팽이버섯 유전자원 유전체를 해독하고 두 집단 사이의 유전체 변이를 비교, 분석하는 연구를 수행했다.
그 결과, 특정 유전자 내 염기서열(GCGCAC) 구조가 갈색에는 있고 흰색에는 없는 것을 발견했다. 아울러, 염기서열 구조가 다른 이 유전자가 ‘페닐알라닌 암모니아 리아제(PAL)’임을 확인했다. 이를 토대로 흰색과 갈색의 유전자 염기서열이 다른 부위를 활용해 분자표지를 제작했다.
일반적으로 팽이버섯 균을 교배하고 버섯이 자란 뒤 색깔을 구분하기까지는 60~70일이 걸리지만, 이 분자표지를 활용하면 재배 과정을 거치지 않고도 버섯균의 중합효소연쇄반응(PCR) 검정으로 단 7일 만에 자원의 색깔과 유전자형을 판별할 수 있다. 이번 연구는 다양한 색깔의 야생자원을 효율적으로 활용할 수 있는 기술적 기반을 다졌다는 데 의미가 있다. 분자표지를 이용하면 흰색부터 갈색까지 기존과 차별화된 버섯 품종을 더 빠르게 개발할 수 있을 것으로 예상된다.
연구 결과는 곰팡이 분야 국제 학술지(Jounal of Fungi)(논문인용지수(IF) 5.724)에 올해 3월 게재됐다. 또한, 특허등록*을 마치고 버섯 색깔 품종 판별 도구 등을 개발할 수 있도록 생명과학 전문기업에 기술이전 했다.* 특허등록명(번호): 팽이버섯 색깔 판별용 INDEL 마커 및 이의 용도(10-2323668)
건국대학교 박영진 교수는 “이번에 구축한 유전체 분석시스템을 다른 버섯에도 적용하면 버섯 전반의 육종 효율을 높이는 데 기여할 것이다.”라고 말했다.
농촌진흥청 국립원예특작과학원 버섯과 장갑열 과장은 “이번 연구 결과를 바탕으로 다양한 색의 팽이버섯 야생자원을 육종재료로 활용, 새로운 품종개발에 힘을 쏟겠다.”라고 말했다.
