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Jul 09, 2023

유전자 편집으로 곡물 품질을 향상하고 쌀의 열 스트레스를 줄입니다

지구 온도가 계속 상승함에 따라 더 낮은 온도에 적응한 작물의 품질과 수확량을 유지하는 것이 점점 더 어려워질 것입니다. 더 높은 영향을 받는 것으로 알려진 한 작물

지구 온도가 계속 상승함에 따라 더 낮은 온도에 적응한 작물의 품질과 수확량을 유지하는 것이 점점 더 어려워질 것입니다. 숙성 단계에서 더 높은 야간 온도의 영향을 받는 것으로 알려진 작물 중 하나는 쌀인데, 열 스트레스로 인해 "백악화"라고 알려진 상태를 나타낼 수 있습니다.

백악현상은 전분 농도가 감소하여 쌀알이 덜 촘촘해지는 현상입니다. 이로 인해 제분 수율, 요리 품질 및 전체 시장 가치가 낮아질 수 있습니다.

새로운 논문이 출판되었습니다아칸소 대학교(U of A) 및 아칸소 대학교 시스템 농업부 연구진이 식물 저널에 게재, 또는 UADA는 열로 인한 백악질과 유전적 백악질 모두에 대한 해결책을 제공할 수 있습니다. "액포성 H+ 전위 피로포스파타제 유전자의 표적 돌연변이 유발은 쌀의 백악질을 감소시킵니다"라는 논문에서는 팀이 백악질을 줄이기 위해 자포니카 쌀 품종을 유전자 편집할 수 있었던 방법을 자세히 설명합니다.

연구진은 특히 곡물 백악질을 증가시키는 역할을 하는 것으로 알려진 효소인 액포성 H+ 전위 피로포스파타제(V-PPase)를 코딩하는 유전자를 표적으로 삼았습니다. 연구팀은 CRISPR-Cas9 유전자 편집 기술을 이용해 V-PPase의 발현량을 조절하는 프로모터 요소를 편집해 V-PPase의 발현을 줄일 수 있었다.

돌연변이 벼 계통은 벼의 품종에 따라 백악질이 7~15배 감소하고 결과적으로 곡물 중량이 증가하는 결과를 가져왔습니다. 결과는 야간 온도가 상승한 경우에도 유지되었습니다. 전반적으로, 돌연변이된 계통은 전분 과립이 보다 조밀하게 패킹되고 반투명(백악질이 아닌) 쌀 알갱이가 형성되는 것이 특징이며 쌀 품질이 뚜렷하게 향상되는 것을 보여줍니다.

이 과정은 논문의 첫 번째 저자이자 세포 및 분자 생물학 프로그램의 풀브라이트 장학생인 Peter James Icalia Gann과 공동 저자인 농작물, 토양 및 환경 과학부 교수인 Vibha Srivastava가 U of A 및 UADA와의 공동 임명으로 임시 특허를 신청했습니다.

Gann은 “우리가 지구상에서 생명을 유지하려면 평균 기온이 상승함에 따라 발생하는 식량 시스템 문제에 대한 해결책을 찾는 것이 정말 중요합니다.”라고 말했습니다. "우리는 열 스트레스 속에서도 일관되게 유지되는 곡물 품질을 향상하기 위해 쌀의 유전자 편집을 활용한 연구 결과를 공유하게 되어 정말 기뻤습니다."

추가 공동 저자로는 University of A의 화학 및 생화학 우등생인 Dominic Dharwadker와 Little Rock에 있는 아칸소 대학교 생물학과의 Sajedeh Rezaei Cherati, Kari Vinznat 및 Mariya Khodakovskaya가 있습니다.

- 본 보도자료는 원래 아칸소대학교 웹사이트에 게시된 것입니다.