고구마는 세계 7대 식량작물 중 하나로, 아시아 지역에서는 주요 탄수화물 공급원이며 사료와 산업용으로도 중요하다. 이에 따라 고구마의 전분함량과 기능성 향상 연구가 요구되며, 이 논문에서는 전분대사공학을 중심으로 한 최근 연구 동향을 검토하였다. 아그로박테리움을 매개로 한 형질전환 방법으로 고구마 배발생캘러스를 이용해 형질전환을 시도하고 있으며, 이를 통해 새로운 형태의 전분을 가진 고구마를 개발할 것으로 예상한다.
<h1>결 론</h1> <p>고구마는 세계 7대 식량작물로 아시아 지역에서는 주된 탄수화물 공급원일 뿐만 아니라 사료, 산업용으로 중요하다. 또한 대표적인 뿌리 전분작물로 단위면적당 생산량이 높고 재배시 농약과 비료를 거의 필요로 하지 않은 친환경 작물이다. 고구마에는 비타민 C, 베타카로틴 등 항산화물질이 많이 함유되어 있으며 최근에는 가장 좋은 식품으로 각광받고 있다. 식량, 사료 연료에 대한 소비가 증가하면서 전분치환경 성 향상이 필요할 뿐만 아니라 바이오에너지 열풍으로 은 친환바이오에탄올환경 치환주요 대체에너지원으로 떠오르고 있다. 따라서 대표적인 뿌리전분작물인 고구마의 전분함량 및 기능성 향상 연구가 필요하다.</p> <p>전분의 생산성을 향상시키기 위해서는 바이오매스 증가가 필요하고 이를 위하여 AGPase 유전자 도입 등의 방법으로 고구마의 sink strength를 강화시키거나 또는 스트레스에 대한 내성이 증가된 고구마를 개발하는 일도 중요하다. 또한 전분의 효율적인 이용을 위하여 전분의 조성을 변형시킨다거나 thermostable β-amylase 등의 유전자도입 등 전분 분해 효소를 이용하여 에너지 소모가 적은 조건에서 전분을 분해할 수 있어야 한다. 그러나 가장 중요한 점은 식량 수급에 영향을 주지 말아야 하므로 한계 농지 등 조건불리지역에서 재배될 수 있는 고구마개발 이 필요하다.</p> <h1>적 요</h1> <p>전분은 에너지원 일뿐만 아니라 친환경 대체 연료이다. 전분 생합성과 이 과정에 관여하는 유전자들에 관한 연구는 기능이 향상된 새로운 전분의 생성을 가능하게 한다. 전분은 선형의 아밀로스와 가지형의 아밀로펙틴으로 이루어져 있으며 이들의 비율에 의해 전분의 성질이 결정된다. 따라서 전분생성과 분해에 관여하는 유전자들을 이용하여 전분구조를 변화시킬 수 있다. 이 논문에서는 고구마를 중심으로 전분대사공학에 관한 최근의 연구 동향을 살펴보았다. 고구마는 중요한 식량작물이면서 대표적인 뿌리 전분작물이다. 연구팀에서는 고구마 전분에서 아밀로스 함량을 다양하게 변형시키고자 아밀로스 생합성에 관여하는 granule bound starch synthase Ⅰ 유전자를 과발현시키거나 아밀로펙틴 생합성에 관여하는 starch branching enzyme 또는 isoamylase 유전자 발현을 억제하는 RNAi 벡터를 각각 제작하였다. 현재 아그로박테리움을 매개로 한 형질전환 방법으로 고구마 (cv. 율미) 배발생캘러스를 이용하여 형질전환하고 있으며 앞으로 새로운 형태의 전분을 가진 형질전환 고구마를 개발할 수 있을 것으로 기대한다.</p>