골프장 벤트그라스는 높은 밀도로 재배하며 수시로 짧은 예초를 하게 되는데, 이는 광범위한 곰팡이 병원균에 대해 감수성을 증가시킨다. 이에 Rhizoctonia solani에 의한 갈색 마름병과 Sclerotinia homoeocarpa에 의한 동전 마름병에 저항성을 증가시키고 살균제의 사용을 줄일 수 있는 품종의 개발이 진행되었다. 본 연구에서는 고추에서 분리한 esterase 유전자인 PepEST1 를 도입시켜 우수한 갈색 마름병 저항성을 확인할 수 있었으며 ABF3 유전자를 도입시켜 가뭄 저항성이 뛰어난 벤트그라스를 개발할 수 있었다.
<p>골프장에서는 벤트그라스는 높은 밀도로 재배하며 수시로 짧은 예초를 하게 되는데, 이는 Rhizoctonia solani에 의한 갈색 마름병 (brown patch), Sclerotinia homeocarpa에 의한 동전 마름병 (dollar spot), Pythium spp.에 의한 Pythium blight병 등 광범위한 곰팡이 병원균에 대해 감수성을 증가시킨다(Belanger et al. 2004; Bonos et al. 2006). 따라서 골프장에서 이 병해를 막기 위해 많은 양의 살균제를 살포하게 되는데, 이는 높은 유지관리 비용 문제뿐만 아니라 환경적인 문제를 일으키게 된다. 이에 벤트그라스의 병 저항성 (disease resistance)을 증가시키고 살균제의 사용을 줄여 잔디의 유지관리 비용을 낮출 수 있는 품종의 개발이 진행되었다. 특히 골프장에서 크게 문제되는 Rhizoctonia solani에 의한 갈색 마름병과 Sclerotinia homoeocarpa에 의한 동전 마름병에 대한 저항성을 지니는 잔디를 개발하는 연구가 많이 진행되었다. 현재까지 보고된 것에 의하면, PR (pathogenesis-related) 단백질과 관련된 유전자들, 예를 들어 rice의 PR-5 유사 유전자(tlpD34) 나 PR-5와 결합하는 kinase인 PR5K 유전자들을 이용하여 동전 마름병에 저항성을 갖는 잔디가 개발되었다(Guo et al. 2003; Fu et al. 2005b). 또한 미국자리공(pokeweed) 식물에서 분리한 ribosome-inactivating protein인 pokeweed antiviral protein (PAP)를 도입시켜 동전 마름병에 저항성을 보이는 잔디가 개발되기도 하였다 (Dai et al. 2003). 하지만 이들 생명공학 잔디들에서는 갈색 마름병에 뚜렷한 저항성을 발견할 수는 없었다 (Fu et al. 2005b). 다만 chitinase와 glucanase를 동시에 도입시킨 잔디의 경우, 동전 마름병과 갈색 마름병 모두에 저항성을 보임이 관찰되었다 (Wang et al. 2003b). 본 연구진의 경우, 고추에서 분리한 esterase 유전자인 PepEST1 (Kim et al. 2001)를 도입시킨 생명공학 벤트그라스에서 아주 우수한 갈색 마름병 저항성을 확인할 수 있었다 (unpublished).</p> <p>가뭄에 매우 취약한 Creeping bentgrass의 단점을 보완하기 위해 가뭄 저항성 잔디도 개발되었다. 이를 위하여 식물의 스트레스 호르몬으로 알려진 ABA의 생합성에 관여하는 것으로 알려진 9-cis-epoxycarotenoid dioxygenase 유전자 (VuNCED1)를 cow pea에서 분리하여 벤트그라스로 도입시켜 분석한 결과, ABA 합성이 증대되어 가뭄 저항성과 내염성이 증대되었음이 보고되었다 (Aswath et al. 2005). 또한 종자 성숙기간에 축적 되고 다양한 stress 조건에서 강하게 유도되면서 식물에 가뭄 저항성을 줄 수 있는 것으로 알려진 LEA (late-embryogenesis-abundant) 단백질도 이용되었는데, 보리 (Hordeum vulgare)의 LEA3인 hval 유전자를 ABA inducible promoter를 이용하여 벤트그라스로 도입시킨 결과 가뭄 저항성이 크게 증대됨이 관찰되었다 (Fu et al. 2007). 본 연구진도 ABA 신호전달에 중요한 ABF3 유전자 (Kang et al. 2002)를 벤트그라스로 도입시켜 가뭄 저항성이 뛰어난 생명공학 벤트그라스 잔 디를 개발할 수 있었다 (unpublished).</p>