농촌진흥청(청장 조재호)은 세계 최초로 더덕 표준유전체를 해독하고, 더덕 유용 물질 중 하나인 사포닌 생산에 관여하는 핵심 유전자들과 그 기능을 밝혔다.

표준유전체는 특정 생물종별로 대표할 수 있는 품종(계통)의 유전체 정보를 말한다. 유전체 해독은 생명체가 가진 유전자의 종류와 개수, 구조, 기능 등을 밝히는 과정으로 우수 유전자를 발굴해 종자 개발이나 신품종 육종에 활용할 수 있도록 한다.

이번 연구는 차세대 유전체 장거리 해독 방법을 이용해 1.27기가바이트(Gb)의 더덕 표준유전체를 조립해 해독하고, 유전자 4만 6,005개를 발굴한 것이다.

일반적으로 유전체 해독은 유전체를 잘게 조각낸 후 염기서열 확보를 위해 참조 유전체에 기반해 조립하는 과정을 거친다. 농촌진흥청은 정밀한 유전체 해독을 위해 우선 장거리, 단거리 서열 데이터를 혼합해 1차 조립하고, 이렇게 얻은 결과물을 염색체 구조를 분석해 8개 염색체 수준으로 최종 조립했다. 

이와 함께 더덕의 주요 약리 물질인 트리테르페노이드 사포닌의 대사경로를 분석해 이 물질의 생산에 관여하는 106개 유전자를 찾고 그 기능을 새롭게 밝혔다. 

이번 연구에서 밝힌 106개 유전자는 더덕에서 사포닌이 합성되고 생산되는 모든 과정에서 핵심적인 관리자 역할을 하는 것으로 확인돼 사포닌 생산량 확대, 고함량 사포닌 더덕 개발, 신기능성 작물 개발에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.