국제감자연구소(International Potato Center:CIP)는 국제농업 자문그룹 산하의 국제농업연구센터 중의 한 기관으로 종자은행을 운영하여 페루 원산인 감자와 고구마 및 마카, 야콘 등 안데스 뿌리작물을 중심으로 다양한 유전자원을 보존하고 있다. 1. 총 257종 16,762점의 유전자원을 보존하고 있는데(2010년 1월 기준), 감자가 148종 7,180점(42.8%), 고구마가 68종8,026점(47.9%)로 세계에서 가장 많이 보존하고 있고, 기타 안데스뿌리작물 9작물 41종, 1,556점(9.3%)을 보존하고 있다. 2. 감자의 경우 종자, 괴경(tuber), 조직배양(in-vitro) 및 식물표본의 형태로 보존한다. 3. 중기저장고(온도 4oC, 습도는 30~40%)는 종자를 10년간 보존하고, 장기저장은 -20oC에 30년 이상 저장을 목표로한다. 식물표본은 감자에 한해서 총 195종 25,000점을 보존하고 있다. 4. 종자의 경우는 3년마다 발아율을 조사하여 60%미만 발아율을 보이는 자원은 증식하게 되고 영양체는 조직배양이나 초저온으로 동결 보존한다. 5. 작물별로 년 300점 정도의 유전자원을 포장에 전개하여 농업적 형질과 식품적 기능성 형질에 대한 특성평가를 하고 분자생물학적 방법을 이용하여 중복성과 진위성 검정을 실시하고 있다 6. 유전자원정보화시스템(germplasm database)에 유전자원을 정보화하고 분양신청이 가능하도록 홈페이지에 공개한다. 7. 분양은 품종육성 등 연구목적의 경우 무상분양을 원칙으로 하며, 분양시 식량농업식물유전자원국제조약(International Treaty on Plant Genetic Resources for Food and Agriculture: ITPGRFA)의 다자체제에 따른 식물유전자원분양계약서(Standard Material Transfer Agreement:SMTA)를 작성하고 그 결과를 데이터베이스에 등록하여 공개한다. 2007년 기준으로 총 153개 국가에 103,061점을 분양하였다.

본 연구의 목적은 방화곤충에 의해 유전자변형 작물로부터 비변형작물로의 유전자 이동이 일어날 수 있는가를 조사하기 위한 프로토콜을 개발하는 것이다. 이를 위해 제초제저항성 형질전환 콩과 재배콩인 태광콩, 그리고 G. soja 시험구에서 발생하는 곤충상을 sweeping법으로 조사하였으며, 이들 시험구에서 화분매개 가능성을 가진 방화벌의 시간대별 출현빈도 및 부위별 화분 부착율을 조사하였다. 또한 채집한 서양종꿀벌로부터 부착된 화분을 이용, 핵산을 추출하고 PCR 증폭 가능성 여부를 분석하였다. 그 결과, 유전자변형 콩과 비변형 콩 사이의 곤충상에는 시기별로 유의성 있는 차이는 없는 것으로 조사되었다. 개화기 콩 꽃에서 서양종꿀벌의 출현빈도는 정오에 가장 높은 것으로 나타났다. 이들이 수확한 화분으로부터 핵산을 추출하여 PCR 을 수행하였을 때 lectin 유전자가 증폭된 것으로 보아 이들 화분은 콩으로부터 유래한 것임을 확인하였다.

벼는 세계 인구의 절반이상의 안정적 식량으로 가장 중요한 식량자원이라고 할 수 있으며, 미래의 품종육종을 위해 사라져가는 재래종 자원과 벼생산에 영향을 미칠 생물적, 무생물적 스트레스에 조화를 이룰 수 있는 근연야생종을 보존하고자 1977년 국제미작연구소내에 종자은행을 설립하였다. 현재 123개국으로부터 109,000여점의 유전자원을 확보하여 보존하고 있으며, 야생종 자원도 5,000여점 포함되어있다. T.T. Chang GRC에 새로 도입된 종자는 IRRI내의 SHU(Seed Health Unit)에서 검역을 마친 후 증식을 수행할 수 있다. 증식은 주로 건기에 실시하며 생태형, 원산지, 광감수성 유무 등을 고려하여 파종기와 수확기를 달리함으로서 충실한 종자를 확보하는데 주력하고 있다. 증식된 벼 종자는 건조를 거쳐 active collection 과 base collection 으로 나누어 보존하며, 안전중복보존을 위하여 제3국인 스발바르국제저장고와 미국의 국립유전자원보존센터에도 보존하고 있다. 보존자원의 종자량, 발아율 모니터링을 통하여 갱신을 결정한다. 보존된 자원은 연구목적으로 분양 및 교환을 통하여 활용된다. 유전자원의 정보관리는 GRIMS(Genetic Resources Information Management System)로 운영되고 있다.

LC-DAD-ESI/MS를 이용하여 국내 자색벼 품종에 대해 개별 안토시아닌 조성 및 함량을 평가한 결과는 다음과 같다. 1. 자색벼 품종에서 분리된 모든 개별 안토시아닌의 화학구조는 MS fragment 패턴을 확인하여 cyanidin을 base로 한 unknown 화합물 1종을 포함, cyanidin 3,5-diglucoside, cyanidin 3-glucoside, peonidin 3-glucoside의 총 4가지 개별성분이 분리 및 동정되었다. 2. Cyanidin 3-glucoside 및 peonidin 3-glucoside이 주요성분으로 cyanidin 3-glucoside의 경우 90% 이상의 가장 높은 함량 비중을 나타냈으며, 개별성분별 평균 함량은 cyanidin 3-glucoside > peonidin 3-glucoside > cyanidin 3,5-diglucoside > unknown(cyanidin based)의 순으로 나타났다. 3. 흑진주벼의 총 안토시아닌 함량은 408 mg/100 g으로 흑남벼보다 약 6배 정도 높은 함량을 나타내었다.

근적외선 분광 분석법을 이용하여 참깨의 지방함량의 신속측정 가능성에 대해서 연구하였다. 검량식의 기본 모형은 다중 회귀 모형으로 하였으며, 회귀 모형의 독립 변수의 선택은 step-wise법을 이용하였다. 1. 참깨의 121점 중 지방산 함량 분포는 palmitic acid(IT028899-7.2%, IT169359-10.0%), stearic acid(IT028897-4.5%, IT028910-7.0%), oleic acid(IT170020-32.2%, IT156371-46.5%), linoleic acid(IT156348-36.5, IT169926-49.6%), 그리고 linolenic acid(IT169316-0.2%, IT156367-0.6%)로 나타났다. 2. 지방함량을 예측하기 위해서 검량선 작성시 종래의 화학적 방법에 의한 분석치와 NIRS 분석치 와의 상관계수는 oleic acid(r2-0.834) and linoleic acid(r2-0.925)로 판단되어 linoleic acid의 이용은 가능할 것으로 판단되었다.

농업유전자원의 그동안 활용상황을 리뷰를 통하여 살펴보고 금후의 적극적인 활용방안을 모색하기 위하여 해방후 한국 농업의 시대적 변천에 따른 농업특성과 유전자원의 활용 상황, 국가농업유전자원은행의 역할과 금후 유전자원의 활용 전망에 대하여 검토하여 본 바를 요약하면 다음과 같다. 1. 해방이후 우리나라 농업의 시대적 변천상황은 1960년대 이전은 자급형 영세농업의 시대로서 한국고유 재래종 위주 재배에서 외국품종 도입 및 국내품종 육성초기의 시대였고, 1960~1970년대는 국가적 식량문제 해결시대로서 통일벼 육성·보급 재배에 따라 다수성 품종육성을 위한 유전자원의 필요성이 대두되었고, 1980~1990년대는 농산물 소비 다양화시대로서 엽채류, 과채류의 이용성 증가로 4계절 재배가 가능한 원예작물의 육성 및 보급이 이루어졌으며, 2000년대 이후는 고부가 가치 농업을 추구하는 시대로 변천하였으며 시대적 변천에 의한 고품질, 기능성 작물재배가 증가함에 따라 다양한 형질의 유전자원 및 수출경쟁력 있는 품종을 요구하고 있다. 2. 농촌진흥청은 국가 농업유전자원 종합관리를 위하여 농업유전자원 관리기관 91개소를 지정운영 하는 등 국내외적으로 역할을 확대하고 있으며, 식물종자유전자원을 중기 및 장기보존 각각 50만점 저장이 가능한 첨단시설을 갖추고 현재 종자자원 16만점을 보존하고 있으며, 이들 유전자원을 활용하여 2,477품종을 개발하여 보급하였다. 3. 국가 농업유전자원은행의 주요 역할을 요약하면, 국내 보존유전자원을 체계적으로 관리하고 국제적 흐름에 대응할 수 있도록 하는 국가 농업유전자원의 종합관리가 첫 번째 역할이고, 두 번째는 국가 유전자원은행(Genebank) 사업으로 국내외로부터 현재 및 미래가치에 의한 유용한 유전자원의 다양성 확보, 확보한 유전자원의 증식 및 특성평가, 안전한 보존관리 및 분양서비스에 의한 활용이며, 세 번째는 유전자원 관련 기술개발 연구로서 다양성 분석, 종자수명 및 보존기술, 증식 및 특성평가 기술, 기능성 및 유용 유전자 이용을 위한 탐색기술 개발 연구 등이고, 네 번째는 국내외 협력체계를 구축하여 관련분야 및 국제적으로 대응하는 역할로서 국가를 대표하고 국격을 높이는 주요 기능을 하여야 한다. 4. 농업유전자원의 금후 활용전망을 살펴보면 경쟁력 있는 최고의 농산물 생산에 지속적으로 기여할 것이고, 안정적인 식량공급과 국민의 참살이 수요를 충족하는 기본자원으로 활용되며, 농촌환경 생태계를 건전하고 윤택하게 보존하는데 활용되고, 에너지, 신물질, 신소재 등 차세대 성장동력원 창출의 원천 자원이 될 것이다.