원광대학교(총장 박맹수) 생명과학부 박순주 교수 연구팀이 미국 Cold Spring Harbor 연구소 연구팀과 공동으로 토마토 줄기마디 길이를 조절하는 유전자를 유전자 가위로 편집해 포도송이처럼 토마토가 열리고, 친환경 도시농업 재배가 가능하도록 한 토마토 식물체를 개발했다.

이 식물체는 일반 상업용 토마토보다 약 20일 빨리 과실을 맺게 유도해 재배기간을 줄이고, 줄기마디를 짧게 해서 식물공장에서 단위면적당 수확성을 높였으며, 포도송이 또는 꽃다발 같은 토마토를 생산할 수 있도록 했다.

“단순히 도시농업형 토마토를 개발한 것 이상의 의미가 있다”고 강조한 박순주 교수는 “이 연구는 실내에서 재배가 가능한 친환경적인 농작물 범위를 확대한 점에 중요한 의미가 있다”며, “도시농업용 식물공장에서 토마토뿐만 아니라 꽈리, 고추, 가지 등을 생산할 수 있고, 도시환경개선에도 중요한 역할을 할 것”이라고 설명했다.

또한, “토마토에 내재된 개화조절과 줄기성장 메커니즘을 종합적이고 정확하게 이해했기 때문에, 적극적인 개화조절과 줄기성장 조절 응용연구와 도시농업형 토마토 개발이 가능했다”고 말했다.

한편, 농촌진흥청 차세대바이오그린 21사업과 한국연구재단 신진연구자지원사업을 통해 개발된 이 식물체는 미국 연구팀 권춘탁 박사와 원광대 연구팀의 박사과정 허정 학생이 수년에 걸쳐 공동연구를 수행한 결과물로써 토마토에서 유전자 3개의 DNA를 잘라서 유전자 가위로 꽃피는 시기와 줄기 길이를 적절하게 조절할 수 있는 원천기술을 확보해 결실을 보았으며, 특히 이 기술은 골든베리로 알려진 꽈리에 적용해 생산량을 30% 이상 늘리는 등 도시농업용 신종으로 개발됐다.

연구책임자인 박순주 교수는 “경작지 감소에 대한 대안으로 수직형 작물 재배에 중요한 자원을 개발했다”며, “도시농업으로 도시환경개선과 농작물 생산을 동시에 할 수 있는 미래 농업 확장에 중요한 진전을 이루었다”고 평가했다.

이번 연구결과는 생명과학 분야 최고 학술지인 Nature Biotechnology 온라인판에 게재됐다.