야생종과 유전자 변형(GM)작물을 분리하는 방법은 분자생물학적 분석을 통해 도입된 마커 유전자의 존재 여부를 조사하거나, 대사산물의 기기분석을 통해 도입된 유전자가 대사산물의 생합성을 어떻게 조절하는지를 파악할 수 있다. 이 방법은 GM작물의 형질전환 여부 뿐만 아니라 도입된 유전자의 효과, 즉 대사산물의 생산성 변화나 전체적인 패턴 변화를 동시에 추적하고 조사할 수 있어 식물대사체 연구에 있어서 유용한 도구가 된다. 이러한 식물대사체 연구는 다양한 가공식품이나 기능성식품의 품질평가 및 원산지 식별의 가능성을 제시한다.
<p>야생종과 외래 유전자가 도입된 GM작물의 구분은 분자생물학적 분석을 통해 도입 및 마커 유전자의 존재 유무를 조사함으로써 간단한 검증할 수 있다. 그러나 도입 유전자가 대사산물의 생합성 조절에 관여하는 유전자라면 대사산물의 기기분석을 통해서도 쉽게 검증이 가능하다. 이처럼 대사산물 패턴분석 기술은 GM작물의 형질전환 여부는 물론 도입 유전자의 효과, 즉, 특정 목표 대사산물의 생산성 변화 및 도입 유전자로 인한 전반적인 대사산물의 패턴 변화를 동시에 추적 조사할 수 있는 장점을 가지고 있다. 대사산물 패턴분석 기술에 기반한 GM 작물의 식별은 콩, 상추, 담배, 애기장대 등 여러 작물에서 보고된 바 있다. 특히 Messerli 등은 유사한 표현형을 보이는 다양한 돌연변이체들로부터 GC-MS를 이용하여 대사산물의 양을 측정하고, 측정된 대사산물의 함량에 따라 돌연변이주들의 유연관계를 규명하고 더 나아가 대사산물의 생합성 과정에서 어떻게 연결되는 지를 조사한 바 있다. 이처럼 대사산물의 패턴분석 기술은 다수의 GM작물로부터 우량 형질을 가진 우수라인의 조기 선발 수단으로 향후 활용성이 크게 증대될 것으로 사료된다.</p> <h2>품질 평가</h2> <p>의약품 및 식품제조에는 엄격한 품질 관리 규정이 요구된다. 그러나 현재 시중에서 유통되는 농수축산물 및 이의 가공산물의 식별은 관련 전문가 육안관찰에 의한 고전적 감별법이 주로 활용되고 있다. 따라서 식품의 안정성 제고 측면에서 유용 약초나 기능성식품, 축산 사료 등의 경우 보다 표준화된 다양한 품질 평가 수단의 개발이 요구되고 있다. 식물대사체 연구는 이러한 요구에 신속하고 효율적으로 대응할 수 있는 수단으로 활용이 이루어지고 있다.</p> <p>식물의 생장은 유전적 요소와 재배환경적 요소에 의해 영향을 받는다. 따라서 비록 유전자형이 동일하더라도 재배환경이 상이하면 두 개체 사이에는 대사체 수준에서 차이가 나타나게 된다. 이러한 대사산물의 차이점은 두 개체의 차별화하는 수단으로 활용이 가능하다. 식물대사체 연구는 이거한 재배 환경적 요인의 특성을 규명하여 식물의 최종 품질을 결정하는 도구로 활용이 되고 있다. 녹차의 경우 잎으로부터 대사산물을 GC-TOF-MS나 UPLC-TOF-MS로 측정하여 PCA분석을 통해 각 시료별 품질 순위를 결정한 다음 정확한 품질을 예측할 수 있는 PLS예측 모델을 보고 한 바 있다. 대표적인 한약재인 당귀 (Angelica acutiloba)의 경우도 UPLC-TOF-MS 분석 후 대사산물 패턴분석을 통해 각 재배 지역별 구분이 가능함을 보고한 바 있다. 중국의 약재로부터 약효 성분인 aristolochic acid의 존재 유무를 확인 수단으로 활용이 이루어지고 있다. 인삼의 경우 역시 \( { } ^ { 1 } \mathrm { H } \mathrm { ~NMR } \) 분석을 통해 아시안산 및 미국산 인삼의 구분은 물론 홍삼 등 인삼 가공식품의 식별이 가능하다. 더 나아가 인삼이나 황기의 경우 대사산물 패턴분석을 통해 재배 연근의 식별도 가능하다. 또한 와인의 경우도 \( { } ^ { 1 } \mathrm { H } \mathrm { ~NMR } \) 및 HPLC분석을 퉁해 포도의 생산연도, 생산지역 등에 따른 구분이 가능하다. 아울러 \( { } ^ { 1 } \mathrm { H } \mathrm { ~NMR } \) 기반 대사체 연구는 와인의 제조과정에서 효모를 통한 발효과정을 시간별로 추적함으로써 발효의 전과정 및 최종 품질 평가가 가능하다. 이상의 연구 결과들로 미루어 볼 때 식물대사체 연구는 다양한 가공식품이나 기능성식품의 품질 평가는 물론 원산지의 식별 수단으로 적극적인 활용이 가능할 것으로 기대된다. 아울러 다양한 발효과정에서 이루어지는 대사산물의 패턴 변화를 추적할 수 있으므로 이들 과정의 표준화 및 과학적 체계화 수단으로 활용이 가능 할 것으로 기대된다.</p>