본문은 2000년대부터 국내에서 진행된 콩형질전환 기술개발에 대한 실험과 연구를 설명한다. 체세포 배양을 이용한 연구결과가 재료공급 문제를 해결하고, \( \gamma \)-tocopherol methyl transferase 유전자 도입을 통해 콩의 \( \alpha \)-tocopherol 함량증가에 성공하였다. 또한, 미국에서 널리 쓰이는 형질전환 방법인 자엽마디에 상처를 낸 후 아그로박테리움으로 감염시키는 방법과 PPT를 이용한 선발방법을 기반으로 접근하였다.
<h1>국내 콩형질전환 기술 개발 현황</h1> <p>국내에서 콩형질전환 기술개발을 위한 실험은 농촌진흥청을 비롯한 몇 개의 대학, 연구소를 중심으로 2000 년 대에 들어서 집중적으로 수행되었다. 이는 2000 년대 들어서 콩형질전환 기술의 중요성이 부각되었고 국가 R&D의 한 방향이 형질전환을 통한 품종생산방향으로 투자되 면서이다. 대표적으로 프론티어 작물유전체 사업과 바이오그린 21 사업, 그리고 농림기술개발사업에서 몇 개의 콩형질전환을 이용한 품종생산연구가 제안되었고, 이들 과제를 통하여 콩형질전환에 대한 국내 기술이 축적되기 시작하였다. 연구결과의 학술지 publication은 현재까지도 10 개가 되지 않을 정도로 미미한 결과를 보이고 있는데 이는 국내에서 콩형질전환을 통한 재현성 있는 결과의 도출이 매우 어려움을 단적으로 보여주고 있다. 국내의 한 연구에서 콩의 \( \alpha \)-tocopherol 함량증가를 위해 \( \gamma \)-tocopherol methyl transferase 유전자를 콩에 도입하였음 을 보고하였다 (Kim 등 2003). 형질전환방법으로는 sonicator를 이용하여 자엽에 상처를 낸 후, 아그로박테리움을 이용하거나, in planta 방법 (Chee 등 1989)을 사용하였다. 이 방법은 12-48시간 발아한 콩종자의 자엽마디에 아그로박테리아 용액을 주사기를 통하여 주입하고 3일 후에 훍에 바로 심어 식물을 키우는 것이다. 이 방법은 콩형질전환 기술 개발 초기에 미국의 한 연구팀이 사용했던 방식이고, 재현성과 낮은 효율성을 가지고 있어 일반적으로 사용되지 않는 방법이다. 또한 이 연구에서는 아그로박테리움에 대한 선택이 없었고 콩에는 형질전환효율이 매우 낮거나 거의 없는 균주LBA4404를 사용하였다. 또한 선발을 위해서 카나마이신을 사용하였는데 이 항생제는 많은 연구자들이 선발효과가 없고 무수히 많은 비형질전환체 (escape)들이 형성됨을 보고한 바 있다 (Zhang 등 1999 ;Clement 등 2000). 콩형질전환 결과에 대한 많은 문제점에도 불구하고 이 연구의 다른 의의는 아주 높은 효율의 체세포배 형성에 있다. 이 실험에서 스크린된 국내 여러 품종에서 상당히 높은 빈도의 체세포배형성을 나타내었으며 체세포배가 형질전환재료로 사용될 수 있다는 점에서 올바른 형질전환방법의 적용과 적절한 아그로박테리움의 사용으로 성공적인 콩형질전환기술개발의 가능성을 열어 놓고 있다. 체세포배 생산에 대한 이와 같은 성공적인 연구결과가 국내의 다른 연구자들에게 재료공급의 문제를 해결해 준다면 국내에서도 다양한 재료를 이용한 콩형질전환기술개발이 가능할 것이다.</p> <p>근래에 미국의 많은 연구실에서 가장 보편적으로 사용하고 있는 콩형질전환 방법은 자엽마디에 상처를 낸 후에 아그로박테리움으로 감염을 시키고 식물체를 재분화 시키는 것이다 (Zhang 등 1999). 이와 같은 방법으로 국내에서도 콩형질전환을 하여 발표한 보고가 있었는데 (Cho 등 2004), 이 연구에서는 다양한 아그로박테리아 균주를 이용하여 콩형질전환결과를 보고하였다. 이 연구결과는 미국에서 가장 보편적으로 사용하는 콩의 자엽절 (coty-ledonary node)을 사용하여 형질전환을 하는 방법을 사용하였으며, 특히 다양한 아그로박테리아를 사용하여 형질전환효율을 비교하였다. 모두 4 종류의 아그로박테리아와 2종류의 벡터를 조합하여 실험을 수행하였고 이중에서 11 개체의 잠재적인 형질전환체 \( (0.77 \%) \) 를 보고하였다. 그러나 이 실험의 재료로 사용된 국내품종은 백운콩과 무안콩만 사용되었고 폭넓은 국내 콩품종들에 대한 유전자형스크린은 수행하지 않았다. 하지만 이 논문은 콩형질전환을 위해서 가장 보편적으로 쓰이는 자엽절을 이용한 형질전환방법과 PPT를 이용한 선발등 합리적인 방법을 기반으로 하여 접근했다는 실험적 의의를 가진다.</p>