원예특작 연구동향 리포트
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  • 원예산업신문
  • 승인 2014.06.07 14:20
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환경오염 정화 능력 증진 화훼 개발

■ 연구기관

 
△미국
- Department of Horticulture, Kansas State University
- United States Department of Agricult-ure/Agricultural research service, Baylor College of Medicine
- Vegetable and Fruit Improvement Center, Texas A&M University
△중국
- College of Life and Environmental Sciences, Hangzhou Normal University
■ 연구내용
식물은 포름알데히드와 같은 실내 공기오염원 뿐만 아니라 카드뮴과 같은 중금속이나 아황산가스 등과 같은 대기환경오염원까지도 정화할 수 있는 기능이 있어 최근에는 형질전환 기술에 의해 식물의 환경 정화 능력을 증진시키고자 하는 연구 노력이 전 세계적으로 이루어지고 있다.
미국 Kansas State University와 Baylor College of Medicine과 Texas A&M University 연구팀은 공동으로 효모에서 토양중금속인 카드뮴 수송관련 기능 유전자로 알려진 CAX1 변이 유전자(CAXcd)를 애기장대로부터 분리 후 페튜니아에 도입하여 획득한 CAXcd형질전환 페튜니아가 일반 페튜니아에 비해 카드뮴에 대한 내성과 축적 능력이 2.5배까지 증진되었다고 보고하였다.
중국 Hangzhou Normal University 연구팀은 포유동물의 간에서 organic pollutants을 분해하는 단백질 유전자 cytochrome P450 2E1(CYP2E1)을 페튜니아에 도입하여 획득한 CYP2E1형질전환체가 일반 페튜니아 식물체에 비해 벤젠과 톨루엔을 제거하는 능력이 향상되었고, 포름알데히드에 대한 저항성이 의미 있게 증대되었다고 보고하였다.
■ 국내 기술수준과 전망
 
국내에서도 국립원예특작과학원에서 실내외 환경정화 능력 증진 화훼 형질전환체 개발 연구가 이루어졌다. 대표적인 실내공기 오염원인 포름알데히드를 제거할 수 있는 효소인 포름알데히드 디하드로게네이즈유전자 atFALDH를 애기장대로부터 분리 후 페튜니아에 도입하여 일반 페튜니아에 비해 포름알데히드 제거 능력이 26% 증진된 페튜니아 형질전환체를 개발하여 2013년에 특허출원한 바 있다. 또한 2011년에 대장균 유래 SOD2유전자와 애기장대 유래 NDPK2유전자를 각각 페튜니아에 도입하여 획득한 형질전환체간 교잡을 통해 SOD2와 NDPK2유전자를 복합 도입하여 일반 페튜니아에 비하여 아황산가스 저항성을 증진시킨 연구를 통해 대기환경 오염원 정화 능력 증진 화훼류 개발 전망을 제시한 바 있다.
■ 참고문헌 및 사이트
● Wu Q., Shigaki T., Williams K.A., Han J.S., Kim C.K., Kendal D. Hirschi K.D., Park S. 2011. Expression of an Arabidopsis Ca2+/H+ antiporter CAX1 variant in petunia enhances cadmium tolerance and accumulation. Journal of Plant Physiology 168(2): 167-173
● Zhang D., Xiang T., Li P., and Bao L. 2011. Transgenic plants of Petunia hybrida harboring the CYP2E1 gene efficiently remove benzene and toluene pollutants and improve resistance to formaldehyde. Genetics and Molecular Biology 34(4): 634-639

■ 자료제공 : 농촌진흥청 국립원예특작과학원 화훼과 농업연구사 이수영