천연기념물 정이품송으로 ‘소나무’ 표준 유전체 해독 성공

• 소나무 표준 유전체로 나무의 질병 조기진단 및 송이 인공재배 기술 토대 마련 –
• 국립산림과학원-서울시립대학교 공동연구 통해 세계적 권위 유전학 학술지 Nature Genetics 게재 –

산림청 국립산림과학원(원장 배재수)은 서울시립대학교 환경원예학과 김승일 교수 연구팀(제1저자 장민정 박사, 조혜정 박사)과 공동연구를 통해 세계 최초로 반수체 유전형 정보를 반영한 소나무의 표준 유전체를 완성했다고 21일 밝혔다.

소나무의 유전체(총 21.7Gb)는 인간 유전체(3.2Gb)의 약 7배에 이르며, 그중 70% 이상의 염기서열이 반복적으로 구성되어 있어 유전체 해독에 어려움이 있었다. 특히 쌍으로 위치한 유전자의 염기서열이 달라 복잡성이 높은 것이 문제였다.

이에 공동 연구진은 최신 유전체 조립방식인 페이징(Phasing) 기법을 활용해 부모로부터 물려받은 염색체를 각각 조립, 반수체 유전형 표준 유전체를 완성하였다. 이번에 해독된 표준 유전체는 한국의 대표적인 소나무인 속리산 정이품송을 대상으로 하였으며, 이는 600년 동안 이어진 역사적, 문화적 가치와 함께 유전학적 가치를 지닌 것으로 평가받고 있다.

이번 연구 결과는 유전학 분야에서 세계적인 권위를 자랑하는 학술지 Nature Genetics에 게재되었으며, 20일 온라인판에 공개되었다. 해당 논문은 겉씨식물 중 최고 품질의 유전체 정보를 제공하여 연구 신뢰도를 높였다는 점에서도 학술적 의의가 크다.

표준 유전체는 유전자의 개수와 위치, 작용 기능에 대한 핵심 정보를 담고 있어 소나무 질병의 예방 및 조기 진단에 활용될 전망이다. 특히 이번 연구는 소나무가 환경 스트레스 및 병해충에 저항하는 유전자를 밝혀냈으며, 향후 소나무의 보호와 관리, 병해충 질병 조기 진단 기술 개발 등에 기여할 계획이다.

또한 송이와 소나무 간 상호작용 연구를 통해 송이 인공재배 기술 개발에도 활용될 예정이며, 기후변화와 관련한 장기 연구로 소나무 범유전체 지도 구축도 추진할 방침이다.

국립산림과학원 박응준 과장은 “이번 연구는 기후변화와 산림 재해로 위기에 직면한 소나무 숲 관리에 새로운 돌파구를 제공할 것”이라며 이번 연구의 중요성을 강조했다.