전 세계적으로 재배되며, 식량, 사료, 바이오 소재로 이용되는 고구마는 기능성 영양소가 풍부한 뿌리작물로 냉해에 의한 손상이 산업적 이용을 제한하는 주요 요인이다. 최근에는 애기장대 리보솜의 P3(AtP3B) 유전자를 과발현시킨 형질전환 고구마를 통해 저온 저장 능력을 향상시키는 방안이 제시되었으나, 수확 후 저온에서의 고구마 저장 시 발생하는 분자적 변화에 대한 연구는 아직 제한적이며, 저온 저장을 용이하게 하는 핵심 유전자 동정 연구가 요구된다.
<h1>서 론</h1> <p>고구마[Ipomoea batatas (L.) Lam]는 식량, 사료 및 바이오 소재의 생산을 위해 전 세계적으로 재배되고 있으며 기능성 영양소가 풍부한 경제적 가치가 있는 뿌리작물이다. 또한 다양한 환경조건에 의해 유발되는 비생물적 스트레스에 대하여 내성을 갖는 특성 때문에 열대지역부터 온대지역까지 다양한 기후의 척박한 토양에서도 잘 자라는 특성을 갖는다(Bovell-Benjamin 2007; Kwak 2019). 그러나, 고구마는 열대지방이 원산지이기 때문에 저온에 민감하여 재배 및 수확 후 품질 유지를 위해 주의해야 한다. 일반적으로 고구마의 최적 보관 조건은 13~16°C의 온도와 80~85%의 상대 습도이다(Wollfe 1992). 보관 중 이와 같은 조건들이 적절하지 않으면 생리적 장애 및 병이 발생 할 수 있다. 특히 10°C 미만의 낮은 온도는 저장뿌리의 다양한 생리적 및 외형적 손상을 초래하는데 가장 일반적인 현상은 외부 표면의 물리적 파괴, 내부의 건조 물질 손실 증가 및 병 발생에 의한 부패 민감성의 증가이다(Edmunds et al. 2008). 따라서 수확 후 저장 중 뿌리에 나타날 수 있는 냉해에 의한 손상은 고구마의 산업적 이용을 제한하는 심각한 요인이다.</p> <p>작물 수확 후 저온 저장은 양호한 품질의 유지를 위해 다양한 작물들에 적용되고 있다. 그러나 고구마를 포함한 일부 작물종은 저온에서 냉해에 의한 손상을 받기 쉬운 문제점을 가지고 있다(Sevillano et al. 2009). 일반적으로 냉장보관시 고구마의 저장뿌리는 내부 조직의 흑변(Lieberman et al. 1958; Minamikawa et al. 1961), 액포 및 미토콘드리아 막의 변화(Yamaki and Uritani 1972), 표면외부의 함몰 및 부패(Edmundset al. 2008), 전분 함량의 감소(Xie et al. 2019) 등과 같은 품질을 저하시키는 다양한 변화를 나타낸다. 그러나, 최근에 저온과 관련이 있는 애기장대 리보솜의 P3(AtP3B) 유전자를 과발현시킨 형질전환 고구마를 개발한 결과 실제로 저온 저장 능력이 증가하는 것으로 알려졌다(Ji et al. 2017b). 또한 저온 저장조건에서 국내 고구마 품종인 율미의 전사체 분석을 통하여 저온과 관련된 기초 자료들이 수집되었으며(Ji et al. 2017a), 저온저장성이 높은 고구마 품종인 Xushu 15-1과 저장성이 낮은 품종인 Xushu 15-4에서 저온 저장성과 관련된 전사체 분석도 수행되었다(Ji et al. 2020). 그러나 수확 후 저온에서 저장하는 동안 고구마 저장뿌리에서 나타나는 분자적 변화에 대한 연구는 매우 제한적이며 저온 저장을 용이하게 하는 추가적인 핵심 유전자의 동정이 필요한데, 이와 같은 연구는 저온 저장 능력이 높은 새로운 품종의 개발에 도움이 될 것으로 생각된다.</p>