농촌진흥청(청장 이승돈)은 들깨 종자의 주요 형질을 조절하는 핵심 유전자를 밝혀 들깨 품질 향상과 신품종 육성에 필요한 데이터를 확보했다.

들깨(Perilla frutescens)는 최근 항산화, 항암, 치매 예방 등 다양한 효과가 알려지며 주목받는 작물이다. 케이(K)-푸드 인기가 높아지면서 수출*도 꾸준히 증가하고 있다. 이에 들깨 종자 품질을 좌우하는 유전적 기반 연구 필요성도 커지고 있다.

* 한국 들기름 수출액: 2021년 1.56백만 달러 → 2023년 1.97백만 달러 → 2024년 2.11백만 달러(관세청)

연구진은 국내외 11개국에서 수집한 들깨 237자원과 유전자형 분석(GBS)으로 확보한 6만 1,539개의 고품질 에스엔피(SNP)*를 활용해 들깨 종자 특성과 연관된 유전적 변이를 구명했다.

* SNP: 개체 간 DNA 염기 하나 차이로 발생하는 대표적인 유전 변이

우선 총 9가지 종자 형질*을 조사해 신뢰도 높은 에스엔피 6개를 도출했다.

* 꼬투리 길이, 꼬투리 너비, 꼬투리 입구 너비, 꼬투리 너비 비, 화방군당 꼬투리 수, 종자 길이, 종자 너비, 종자 껍질 색, 종자 1,000알의 무게(천립중)

이 중 두 개의 에스엔피가 각각 종자 1,000알의 무게에 직접 영향을 미치는 16번 염색체 유전자(C2S51_032383)와 종자 껍질 색을 조절하는 10번 염색체 유전자(C2S51_020378)에 있는 것으로 확인됐다.

이들 변이는 아미노산 변화를 유발하는 돌연변이로, 해당 유전자가 종실 중량과 색 형성에 직접 관여할 가능성을 뜻한다. 또한, 두 유전자가 각각 아미노산 결합 효소 등과 기능적으로 연관됨을 확인함으로써 종자 발달의 핵심 과정에 관여하는 단백질들과 직접 연결돼 있음도 확인했다.

이번 연구 결과는 국제학술지 'BMC Plant Biology'(IF 4.8)에 논문으로 게재됐다. 앞으로 고품질 들깨 품종과 기능성 자원 개발, 분자표지 개발 등에 활용될 것으로 기대된다.

농촌진흥청 농업유전자원센터 고종철 센터장은 "전통 재래종부터 야생형까지 폭넓은 유전자원을 활용해 들깨 종자 형질의 유전적 변이 원인을 구체적으로 구명한 국내 첫 사례"라며, "확보한 에스엔피와 유전자는 들깨 신품종 개발에 필요한 분자표지 기반 선발에 활용될 것이다."라고 말했다.