최근 톨 페스큐의 형질전환 식물체 개발에 관한 연구가 많이 보고되고 있는데, 초지 조성 시 잡초 종자의 혼입으로 인한 잡초 발생을 억제하기 위해 유전자 형질전환기술을 이용한 신품종 개발이 되면, 우량 잔디 종자생산에 활용할 수 있을 것이나, 톨 페스큐에 있어서 제초제 저항성 식물체 개발에 관한 보고는 거의 없고, 본 실험실에서 PPO에 대해 높은 제초제 저항성을 나타내는 PPO가 도입된 형질전환 톨 페스큐를 개발하였다.
<p>최근 목초 및 사료작물에 유용유전자의 도입을 통한 신품종 개발 연구가 많이 시도되고 있으며 특히, 환경스트레스에 대한 내성을 향상시키기 위한 톨 페스큐의 형질전환 식물체 개발에 관한 연구가 많이 보고되고 있다. 즉, 건조 스트레스 저항성에 관한 보고 (Zhao et al. 2007), 건조와 염의 복합스트레스 저항성에 관한 보고. (Cao et al. 2009) 및 기타 다양한 중금속 스트레스 저항성 (Lee et al. 2007a; Lee et al. 2007b) (Fig. 3)에 대해 많이 보고되고 있다.</p> <h2>제초제 저항성 톨 페스큐</h2> <p>톨 페스큐는 점점 아열대 기후로 변해가고 있는 우리나라의 기후조건에 있어서 재배하기에 가장 알맞은 목초 품종 중에 하나이다. 그러나 초지 조성 시 잡초 종자의 혼입으로 인한 잡초발생은 초지에서의 목초의 초기생장과 정착을 방해하고 전 생육기간에 걸쳐 생육을 방해함으로써 초지의 생산성을 급격히 떨어뜨릴 뿐 아니라, 수확 후의 조사료의 품질을 현격히 떨어뜨리는 요인으로 작용한다. 특히 종자로의 잡초종자 혼입은 종자의 판매나 수출 또한 불가능하게 하는 요인으로 작용한다. 더욱이 잔디 식재지에서의 잡초의 혼입은 잔디면의 불균일성과 품질저하의 직접적인 요인이 되고 있다. 이러한 잡초들을 제거하기 위한 비용은 광활한 면적에 재배되는 톨 페스큐와 같은 목초 또는 잔디용 작물의 경우 더욱 막대한 비용이 소요된다. 지금까지 목초지에 있어서 잡초방제는 잡초로 오염된 초지의 표토를 깊이 경운하여 초지를 갱신하거나, 인력에 의한 잡초제거가 주를 이루고 있으나 이러한 방법은 막대한 비용과 시간을 요하는 비효율적인 방법이다. 따라서 가장 효율적인 잡초방제 방법은 제초제에 대해서 저항성을 가지는 목초를 개발하여 재배하면서 비선택성 제초제를 이용하는 것이다. 그러나 지금까지의 관행 육종법으로는 제초제 저항성 신품종 개발에 관한 접근은 불가능하다. 이와 같은 기존의 관행육종의 한계를 극복하기 위한 유일한 대안으로서 최근 급속히 발달하고 있는 분자수준의 생명공학기술을 식물육종에 접목하여 응용하는 것이 필수적이라 하겠다. 따라서 유전자 형질전환기술을 이용한 제초제 저항성 톨 페스큐 신품종을 개발하게 되면 효을적인 잡초방제가 가능한 목초 및 잔디종자를 생산할 수 있음으로 해서 국내의 부족한 조사료자원의 자급율 향상 및 우수 잔디식재지 조성을 위한 우량 잔디 종자생산에 활용될 수 있을 것이다.</p> <p>톨 페스큐에 있어서 제초제 저항성 식물체 개발에 관한 보고는 거의 없는 실정이다. 최초의 보고는 protoplast를 이용한 marker 유전자로 알려진 bar 유전자를 이용한 제초제 저항성 보고가 최초이다 (Kuai et al. 1999). 그 이후로 본 실험실에서 Agrobacterium을 이용한 형질전환기법으로 Myxococcus xanthus에서 분리한 diphenyl-ethers계 제초제 저항성 유전자인 protoporphyrinogen oxidase (PPO)가 도입된 형질전환 톨 페스큐를 개발하였으며, 개발된 형질전환체는 PPO에 대해 높은 제초제 저항성을 나타내었다 (Lee et al. 2008; Fig. 4).</p>