GM 작물의 기대와 안정성에 대한 우려가 같이 대두되고 있다. 식물대사체 연구는 GM 작물의 안정성 및 동등성 평가 수단으로 활용될 수 있으며, 농수산물이나 한약재의 상품성 변화와 직결되어 다양한 상업적 활용이 기대된다. Baker 등의 연구에서는 GM 작물과 야생종 사이의 비교 분석 결과 재배 지역과 재배 년도에 따라 더 큰 차이를 보인다는 것을 보고하였고, FT-IR및 \( { } ^ { 1 } \mathrm { H }\) NMR 스펙트럼 조사 후 PCA, LDA 분석을 수행한 결과 저온 저장이 이루어진 야생종 감자의 대사산물 패턴 변화가 야생종 및 GM 감자 사이에서의 변화보다 훨씬 크게 이루어짐을 보고하였다.
<p>최근 국내이적으로 GM 작물에 대한 기대와 이의 안정성에 우려가 교차되고 있다. 도입 유전자의 안정성 및 부작용에 대한 사회의 우려를 잠재우기 의해서는 야생종과 도입 GM 작물 사이의 전체 대사산물의 패턴을 비교 분석하여 안정성을 검토하는 것 또한 하나의 대안이다. 현재까지 토마토, 벼, 감자, 밀 등 여러 작물에서 야생종과 GM 작물 사이의 전체 대사산물의 비교 분석이 이루어지고 있다. Baker 등은 GM 밀을 서로 다른 지역에서 3년에 걸쳐서 재배를 한 후에 그 시료의 분석을 수행한 결과 야생종과 형질전환체의 차별화도 이루어지지만 그것보다는 재배 지역과 재배 년도에 따라서 더 큰 차이를 보인다는 흥미로운 보고를 하였다. 본 연구팀에서도 GM 감자와 야생종을 FT-IR 및 \( { } ^ { 1 } \mathrm { H }\) NMR 스펙트럼 조사 후 PCA, LDA 분석을 수행한 결과 저온 저장이 이루어진 야생종 감자의 대사산물 패턴 변화가 야생종 및 GM 감자 사이에서의 변화보다 훨씬 크게 이루어짐을 보고한 바 있다. 현재 전세계적으로 매우 다양한 GM 작물의 개발이 이루어지고 있다. 이들 GM 작물에서 도입 유전자의 안정성 평가는 반드시 수행해야 될 과제이다. 특히 유전자 도입 과정에서 이루어지는 knockout effect는 염기서열 분석이 이루어지지 않은 작물에서는 분석에 어려움이 따른다. 따라서 식물대사체 연구는 대사산물 수준에서 GM 작물의 안정성 및 동등성 평가 수단으로 활용이 가능할 것으로 기대된다. 아울러 대사산물 수준에서 부정적 효과를 나타내는 GM 식물체를 조기 선발 제거함으로써 우량 엘리트 라인을 조기에 신속하게 선발하는 수단으로 활용이 가능할 것이다.</p> <h2>다양한 생리현상 규명</h2> <p>유전적, 환경적 요인의 변화는 식물 대사과정의 질적 또는 양적 변화를 초래하며 식물은 대사기작의 조절을 통하여 이와 같은 다양한 생리적 변화에 적응을 할 수 있게 된다. 식물대사체 연구는 식물체에서 이루어지는 여러 생리적 기작이나 현상을 규명하고 이의 총체적 이해를 위한 효욜적인 연구 수단으로 활용이 이루어지고 있다. 아울러 이와 같은 접근 방법은 환경요인에 대한 적응 과정에서 수반되는 농수산물이나 한약재의 상품성 변화와 직결되어 있어 다양한 상업적 활용이 기대되고 있다.</p> <p>토마토의 대사체 분석을 통한 성숙과정의 이해는 식물 대사체 연구의 대표적인 접근방식의 하나이다. 토마토가 꽃이 피고 열매가 성숙되는 과정을 발달단계별로 구분하고, 열매의 씨 부분과 과육 부분으로 나누어 각기 \( { } ^ { 1 } \mathrm { H }\) NMR 및 LG, GC 등 기기분석을 통하여 씨의 발달과정 및 과육의 발달과정에서 이루어지는 전체 대사산물의 변화를 추적하여 각 시기별 주요 대사산물의 변화를 일목요연하게 관찰할 수 있게 되었다. 이와 같은 접근 방식으로 토마토의 픔종별, 재배 방법별 대사산물의 차이를 조사한 결과 품종별 성분 차이보다는 성숙단계 즉 수확시기가 전체 대사산물의 양적, 질적 패턴변화에 더 중요한 차별화 요인임을 밝혀졌다. Camptotheca acumin에서도 생장 단계별 대사산물 패턴 변화가 조사된 바 있으며, 본 연구팀에서도 딸기의 성숙 단계별 대사산물의 패턴변화를 FT-IR로 조사한 결과 당 성분 변화가 크게 이루어짐을 보고한 바 있다. 농수산물의 경우, 장단기 저장과정에서 대사산물의 변화를 조절하여 신선도를 유지하는 것이 상픔성 제고에 중요한 요소이다. 해바라기와 밀의 저장성과정에서 적외선 분석과 ANOVA-PCA 분석을 연계하여 저장 시간 및 저장 온도에 따른 저장 상태의 변화를 추적함으로써 저장상태에 미치는 요인을 분석하였다. 메론의 저장과정에서도 메론의 부위별 당 성분의 차이가 보고된 바 있다. 이처럼 대사산물의 패턴 변화는 재배 또는 수확이 이루어진 농수산물의 상품성을 결정하는 핵심 요소이다. 따라서 농수산물의 상품성을 제고하기 위한 다양한 연구 과정에서 식물 대사체 연구의 접근 방식을 도입하게 되면 보다 양질의 농수산물 상품성 제고 방안 도출에 효과적인 접근 방안으로 활용을 기대할 수 있을 것으로 사료된다.</p>