서울대학교 국제농업기술대학원 종자생명과학 서장균 교수(식물분자면역학연구실, 그린바이오과학기술연구원 종자생명과학연구소) 연구팀은 토마토가 바이러스에 감염되더라도 정상적인 수준의 생육이 가능하도록 내병성을 증진시킬 수 있는 새로운 기술을 개발하였다.

토마토 황화잎말림 바이러스(Tomato yellow leaf curl virus, TYLCV)는 토마토를 감염하여 심각한 위축 증상을 유발시키며 과실 생산성을 현저히 저하시키는 등 심각한 피해를 초래한다.

연구팀은 TYLCV가 토마토를 감염할 경우 토마토의 셀룰로오스 합성 유전자(Solyc07g043390)의 발현이 현저하게 감소된다는 것을 밝혔다. 셀룰로오스 합성 유전자는 식물 세포벽의 주요 구성 성분 셀룰로오스를 합성하는 핵심 유전자로, 세포의 신장 및 발달을 조절하는데 있어 중요하게 기능한다. 이러한 셀룰로오스 합성 유전자를 과발현하도록 토마토를 형질전환하면 TYLCV에 감염되더라도 정상적인 수준의 생육이 가능하며 과실의 수확량에 있어서도 큰 개선 효과가 있음이 밝혀졌다.

특히 병징 완화를 통한 내병성 증진 기술은 돌연변이 바이러스 발생의 위험성이 낮추는 한편, 다양한 계통의 바이러스에 보편적으로 내병성 효과를 나타낼 수 있어 농업적 활용 가치가 높다.

서장균 교수 연구팀은 앞으로도 식물병원체와 기주 식물간의 유전자적 상호작용에 관한 연구를 바탕으로 농업적으로 활용 가치가 높은 유전소재를 발굴하여 작물의 내병성을 향상시킬 수 있는 원천기술 개발을 목표로 연구에 매진할 계획이다.

한편 이번 연구 결과는 2020년 12월 30일 자로 세계적 권위의 과학전문지 ‘Plant Biotechnology Journal’(Impact Factor = 8.154)에 ‘Tolerance to tomato yellow leaf curl virus in transgenic tomato overexpressing a cellulose synthase-like gene’이라는 논문으로 게재돼 학술적 가치를 인정받았다.