한국콩연구회

지방산 생합성 시스템개선을 통한 건강식이용 콩 개발

Development value-added soybean by improving fatty acid bio-synthesis system in soybean

사업명 : 이공학개인기초연구지원

주관연구기관 : 경북대학교

발행년월 : 2016-11

주관부처 : 미래창조과학부

원문

http://www.ndsl.kr/ndsl/commons/util/ndslOriginalView.do?dbt=TRKO&cn=TRKO201700014672&rn=&url=&pageCode=PG18

초록

콩 기름의 기능성을 증대시키기 위해 고 ω-3함량 콩 개발 및 ω-6와 ω-3의 함량 비율을 3:1 이하로 개선을 위한 유전학적 연구와 실제 사용이 가능한 콩 우수계통 연구를 동시에 실행한 결과를 요약하면 아래와 같다.

1. 콩 지방산 생합성 과정 개선을 통한 ω-6와 ω-3의 함량 비율 조절

기존의 지방산 생합성 원리를 재구성을 한 ω-6와 ω-3의 함량 및 비율 조절은 ① oleic에서 linoleic으 로 생합성은 재배콩의 시스템을 이용하여 Fad2-1A나 Fad2-1B 유전자 돌연변이 계통에 의해 oleic acid 함량 증가 및 linoleic acid 함량을 감소 시켰고, ② linoleic에서 linolenic으로 생합성은 야생콩의 생합성 시스템을 이용하여 linoleic acid (ω-6) 함량을 더 낮추고 linolenic acid (ω-3) 함량을 재배콩 보다 약 2배 향상시키도록 설계를 하였으며 이를 통해 ③ oleic acid 함량을 기존보다 약 7-25%정도 증가 시키고, ω-6 함량을 14-34% 정도 낮추고 ω-3 함량을 5-8%정도 증가 시켜 궁극적인 목적인 ω-3 함량이 높으면서 ω-6와 ω-3함량의 비율이 3:1 이하인 콩을 개발할 수 있었음.

2. 야생콩의 고 ω-3 함량을 조절하는 양적형질 유전자좌 결정

QTL qALA3_1, qALA6_1, qALA12_1, qALA14_1 등은 Ha et al.(2014)이 보고한 것과 동일한 지역 에서 검출이 되었다. 이 연구에서는 이것 이외에도 qALA11_1, qALA11_2, qALA11_3, qALA14_1, qALA15_1 등 5개의 새로운 QTL을 찾았다. 본 bin mapping을 통해 기존의 알려진 QTL의 경우는 그 구간을 줄일 수 있었고 QTL내의 후보유전자를 결정하는데 더 효율성이 있는 것으로 나타났고, 새로운 QTL을 검출할 수 있었음

3. 고 ω-3 및 ω-6와 ω-3함량의 비율이 3:1 이하인 콩 육성

목적으로 하는 콩을 육성하기 위하여 고 oleic acid 콩 S08-14717(oleic acid 80%, fad2-1a, fad2-1b)과 야생콩 PI483463(야생콩, FAD2-1A, FAD2-1B, α-linolenic acid 15%)을 교배하여 분리 집단을 육성하였다. F2:3 2500계통의 지방산을 분석하여 ω-3함량, ω-6와 ω-3함량의 비율이 낮은(4:1 이하) 콩 계통을 선발하여 F5세대까지 진전시켜 상기한 재구성된 시스템이 작동하는 것을 확인 하였고, ω-6와 ω-3 함량의 비율이 3:1 이하인 콩을 육성할 수 있었음.

다양한 용도의 고 ω-3함량 콩을 육성하기 위해 PI483463(야생콩, ω-3 15%) 유래 고 ω-3함량 계통과 우람콩, 풍산나물콩, 청자 3을 교잡하였다. 분리집단에서 직립형이면서 ω-3함량이 높은 계통을 선발하여 세대진전 후 다양한 F6 계통을 육성하였으며, 이 계통들은 야생콩의 ω-3함량 형질을 도입하여 육성한 최초의 재배콩으로 향후 농업적 형질을 정밀 평가하여 품종등록을 추진하고, 다양한 고 ω-3함량 콩육성의 중요한 재료로 이용할 것임.