농촌진흥청(청장 이승돈)이 개발한 '고글루코시놀레이트 쌈배추'가 산업체에 기술 이전되면서 산업화가 본격 추진된다.

농촌진흥청은 글루코시놀레이트 함량이 높은 유지배추와 잎채소인 청경채를 교배한 후 생명공학 기술인 소포자배양*을 이용해 161개 고정계통**을 육성한 바 있다.

* 소포자배양: 성숙한 꽃가루가 되기 전 단계 소포자(microspore)를 분리해 배양하고, 배(embryo)를 거쳐 식물체로 재분화시키는 생명공학 육종 기술

** 고정계통(DH): 소포자는 감수분열이 끝난 반수체 딸세포로, 배양·재분화 과정에서 염색체가 배가되면 유전적으로 고정된 이배체 식물로 발달

이 중 글루코시놀레이트 함량과 잎의 형태 등을 평가해 최종적으로 DH005, DH014, DH026 세 계통을 확보했다.

글루코시놀레이트는 채소를 자르거나 씹을 때 효소 작용으로 분해되면서 설포라판 등 다양한 이소티오시아네이트(ITC)계 기능성 성분으로 전환된다. 이들 성분은 항산화·항염 활성과 암세포 증식 억제 등 다양한 생리활성이 보고돼 있다.

농촌진흥청이 선발한 세 계통은 글루코시놀레이트 함량이 높을 뿐 아니라, 가수분해 후 기능성 성분으로 전환되는 비율도 최대 99.5%로 높게 나타났다.

계통별로는 DH005가 설포라판 생성량이 가장 높았고, DH014는 주요 이소티오시아네이트계 기능성 성분의 총 생성량이 가장 많았다. DH026은 총 글루코시놀레이트 함량이 세 계통 가운데 가장 높았다.

특히 DH005의 설포라판 생성량은 20.24 μg/g DW로, 같은 조건에서 분석한 시판 청경채의 0.57 μg/g DW보다 약 35배 높았다.

2022년 사람 대장암 세포를 이용한 실험에서 세 계통의 추출물을 각각 처리한 결과, 세 계통 모두 시판 청경채보다 암세포 증식을 강하게 억제하고 세포자살을 증가시켰다. 특히 DH014에서 암세포 집락 형성이 최대 90% 감소하고 세포자살 유도도 300% 증가했다.

2023년 염증을 유도한 대식세포 실험 결과, DH005에서 산화질소와 활성산소 생성 억제 활성이 시판 청경채보다 각각 약 47%, 84% 높았다. 또한, 항산화 관련 유전자 발현도 최대 240% 증가시켰다.

농촌진흥청은 세 계통의 특허 등록*을 완료했다. 관련 특허 3건은 한국농업기술진흥원의 기술 가치평가에서 2억 9,200만 원의 가치를 인정받았다.

* 신품종 배추 및 이의 종자(10-2675197호, 10-2675198호, 10-2675194호)

농촌진흥청은 이번 연구 성과가 실제 산업으로 연결될 수 있도록 관련 기술을 민간 종자 기업에 이전했다. 기술이전 기업은 2027년 종자 판매를 목표로 대표 계통인 DH005를 포함한 세 계통의 품종화와 종자 대량 생산, 농가 보급과 판매 등을 추진하게 된다.

또한, 농촌진흥청은 실제 농업 현장에서의 DH005 재배 가능성을 확인하기 위해 경기 이천 농가에서 시험 재배를 진행하고, 지난 5월 현장 실증 평가회를 열었다. 현장에서는 "좋은 성분이 풍부하고 아삭한 식감이 장점", "안정적인 생산·유통 체계가 마련된다면 새로운 쌈채소로 시장 경쟁력이 있을 것" 등 긍정적인 평가가 있었다.

아울러 연구진은 이번 연구 성과를 바탕으로 고글루코시놀레이트 형질을 선발할 수 있는 유전자 기반 분자표지(마커) 2종을 개발해 육종과 선발의 효율성을 높였다.

농촌진흥청 디지털육종지원과 권수진 과장은 "앞으로 종자 생산-품종화-농가 재배-유통으로 이어지는 산업화 과정을 지원하는 데 힘을 쏟을 것"이라며, "이를 통해 연구 성과가 농업 현장에서 활용되고, 이를 농업인과 국민이 체감할 수 있도록 현장 보급, 산업화에 노력하겠다."라고 말했다.