100일간 피는 꽃 무궁화의 비밀 풀렸다

▲ 무궁화, 목화, 카카오, 애기장대, 및 Amborella 유전체에서의 Orthologous 유전자 탐색.

생명연, 무궁화 표현형질 결정 메커니즘을 규명

100일간 지속적으로 개화하는 나라 꽃 ‘무궁화’의 비밀이 풀렸다.

한국생명공학연구원은 국가생명연구자원정보센터 김용민 박사팀이 식물시스템공학센터 권석윤 박사팀ㆍ서울대 최도일 교수팀, 경상대 염선인 교수팀과 공동으로 무궁화의 유전체 해독으로 식물의 배수체화 현상과 100일간 지속적으로 개화할 수 있는 무궁화의 메커니즘을 규명했다고 20일 밝혔다.

배수체화 현상은 유전체가 2∼3배로 늘어나는 현상으로, 고유한 염색체의 숫자가 배로 증가하는 현상이다.

연구팀은 먼저 유전체를 분석했다.

그 결과, 무궁화는 아욱과에 속하는 식물로 같은 아욱과에 속하는 카카오와는 3000만년 전, 목화와는 2200백만년 전에 종분화가 일어난 것으로 확인됐다.

목화와의 종 분화 후, 지구는 빙하기를 맞아 만주와 한반도는 빙하로 생명체가 이동할 수 없는 상태였다.

따라서, 이곳에서는 무궁화의 생육적온 30℃에 비해 낮은 온도를 유지됐다.

이 때 무궁화는 저온으로 생식세포의 감수분열이 비정상으로 일어났고, 배수체화 현상이 여러 차례 발생한 것으로 추정된다.

연구팀은 목화와의 종 분화 이후 두 차례의 배수체화 현상이 일어난 것을 확인했다.

배수체화 현상과 이배체와 현상으로 개화와 관련된 유전자가 무궁화 유전체에서 다른 식물체에 비해 다수 증가했다.

이 같은 유전자 증가는 무궁화의 진화적 특성을 만들었고, 오랫동안 개화할 수 있는 표현형질을 갖게된 것이다.

연구팀은 “목본 식물에서 유전체 분석을 이용해 배수체화 현상과 표현형질과의 분석을 진행한 첫 번째 논문”이며 “무궁화의 대표적인 표현형질인 개화 형질에 대한 메커니즘을 분석한 첫 번째 논문”이라고 밝혔다.

한편, 이번 연구 결과는 학술지 지난 3일 ‘DNA Research’ 온라인판에 게재됐다. 최소망 기자 somangchoi@