한국콩연구회

연구동향 – 콩에서 새로운 사포닌 합성 돌연변이 유전자 개발(전남대학교 하보근교수)

콩 종실은 단백질과 지방뿐만 아니라 이소플라본, 피틴산, 그리고 사포닌과 같은 여러 이차대사산물을 지니고 있다.
특히, 콩 사포닌은 비만억제효과, 콜레스테롤 감소, 암세포 증식 억제, 염증유발인자 억제, 간 손상 예방 등 인간에게 다양한 이로운 효과가 있는 것으로 연구 보고되어지고 있다. 콩 종실내 사포닌 함량은 0.6 ~ 6.2%로 Group A와 DDMP 그룹으로 나눠진다.
Group A 사포닌은 다시 Aa-, Ab-, A0-series 사포닌으로 나눠지며, Aa와 Ab-series 사포닌(Group A acetylsaponins)은 콩에서 비린맛과 떫은맛을 유발하여 가공식품산업에서 콩의 이용을 제한하는 주요 요인으로 꼽히고 있다.
최근 Crop Science vol. 56 (2016)에 경북대 연구진이 화학적 돌연변이원인 EMS를 이용하여 콩에서 비린맛과 떫은맛을 유발하는 Group A acetylsaponin이 결핍된 돌연변이 개체를 선발하고 이들에 대한 유전적 연구 결과를 발표하였다.
이들 연구진은 Ab-series 사포닌을 함유하고 있는 풍산나물콩에 EMS를 처리하여 유기한 콩 돌연변이 M4 892계통을 thin layer chromatography (TLC) 방법으로 분석하여 Ab-series 사포닌이 완전히 결핍되고 A0-αg 사포닌이 고함유된 돌연변이 계통 PE1515을 선발하였다. Ab-seriese 사포닌은 glucosyltransferase를 합성하는 Sg-1b 유전자에 의해서 조절이 되는 것으로 알려져 있어 PE1515 계통과 원품종인 풍산나물콩의 Sg-1b 유전자 염기서열을 비교분석하였다.
그 연구 결과 Sg-1b 유전자 +1004 위치에서 G염기가 A염기로 점돌연변이가 유도되어 풍산나물콩에서 Tryptophan 아미노산이 PE1515 계통에서는 Stop codon으로 넌센스 돌연변이(nonsensemutation)을 유발한 것을 확인하였다.
본 연구진은 나아가 이 신규 돌연변이 Sg-1b 대립유전자를 분자표지로 개발하여 풍산나물콩은 159bp, Ab-series 사포닌 결핍 PE1515는 169bp 밴드를 PCR 증폭하여 아가로스젤상에서 확인가능케 하였다. 아울러 풍산나물콩과 PE1515간의 교배를 통해 얻어진 120 F2 종자의 표현형과 유전자형을 분석하여 표현형은 3:1, 유전자형은 1:2:1로 분리함을 관찰하고 돌연변이 PE1515는 Sg-1b 열성대립유전자임을 확인하였다.
위의 결과를 바탕으로 본 논문에서 확인된 Sg-1b 열성대립유전자를 가지고 있는 PE1515와 개발된 분자마커가 콩 육종프로그램에 활용된다면 가공적성이 높은 고품질 콩 품종개발에 크게 기여할 것으로 기대된다.
<출처 : CROP SCIENCE 56 (2016) 1-7)