식물 종자 오일은 페인트, 플라스틱, 고급윤활제 등 산업 원료로 다양하게 이용되고 있으며, 식물 종자에 저장된 TAG를 추출해 Deesterification 반응을 진행하면 FAME가 생성되어 바이오디젤의 원료로 사용할 수도 있다. 특히 배추과에 속하는 십자화과 초본식물 유채는 대두와 팜에 버금가는 유지작물로 분류되며, 고전 육종 방법을 통해 개발된 종자 오일은 식용과 공업용으로 다양하게 활용되고 있다. 이러한 유채 종자 오일의 단점을 해결하기 위해 현재 유채 식물체의 재분화능에 기반을 둔 A. tumefaciens의 Ti-plasmid을 이용한 형질전환 연구가 진행되고 있다.
<h1>서 론</h1> <p>식물 종자 오일은 인류와 동물의 식량 자원으로서 중요할 뿐만 아니라 페인트, 폴라스틱, 고급윤활제 등 산업 원료로 다양하게 이용된다. 고등식물에서 지방산의 생합성은 fatty acid synthase complex에 의해 plastid에서 이루어진다. Malonyl-ACP를 전구체로 이응하여 2개의 탄소 unit가 acyl carrier protein(ACP)에 에스테르화된 acyl chain이 더해져 16:0-ACP나 18:0-ACP로 합성되고, 18:0-ACP는 stearoyl-ACP desaturase 에 의해 18:1\(^ {\triangle 9 }\)-ACP로 전환된다. 이렇게 생합성된 지방산 (16:0, 18:0과 18:1\(^ {\triangle 9 }\))의 일부는 acyl-ACP thioesterase에 의해 가수분해되어 세포질로 내보내진다. 이들 지방산은 소포체 막에 존재하고 있는 fatty acid desaturase에 의해 더욱 불포화되어 발달하는 종자에서는 글리세롤에 에스테르 반응(esterification)을 통해 triacylglycerol(TAG) 형태로 저장된다. 종자에 저장된 TAG를 추출하여 deesterification 반응을 수행하면, 글리세롤과 지방산 메틸에스터(fatty acid methylester, FAME)가 생성되며, 지방산 메틸에스터는 바이오디젤의 원료로 사용될 수 있다.</p> <p>유채(Brassica napus L.)는 배추과(Brassica)에 속하는 십자화과 초본식물이고, 대두와 팜에 버금가는 유지작물로 분류된다. 유채 종자는 약 \( 40 \% \)의 기름을 보유하고 있는데, 그 착유율은 \( 35 \sim 38 \% \) 이상으로 매우 높은 편이다. 그러므로 고전 육종 방법을 이용하여 개발된 다양한 유채 품종으로부터 얻어진 종자 오일은 식용과 공업용으로 다양하게 활용되고 있다. 그러나, 육종은 이용 가능한 게놈이 제한되어 있고, 유채에 존재하지 않는 새로운 형질을 도입하데 비교적 시간이 많이 걸리는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하고자 Agrobacterium 의 Ti-plasmid를 이용하거나, 벡터를 함유하지 않은 DNA를 소포자에서 유래된 배에 미세주입시키거나, 전기천공법으로 플라스미드 DNA를 원형질체에 도입시키는(Chapel and Glimelius 1990) 방법 등을 이용하여 유채 식물체의 형질전환 연구가 시도되어 왔다. 그러나 현재는 실험의 용이성과 유채 식물체의 재분화능에 기반을 둔 A. tumefaciens의 Ti-plasmid을 이용한 형질전환 방법이 일반적으로 이용되고 있다. 또한 Ti-plasmid는 종양 형성에 관여하는 유전자를 제거하고, 선발마커로 항생제에 내성을 갖게 하는 유전자들과 형질전환 여부를 쉽게 확인할 수 있는 리포터 유전자들을 도입한 disarmed Ti-binary vector system이 개발되면서 Agrobacterium 을 이용한 형질전환 연구가 가속화되었다.</p>