배추류와 애기장대의 종분화 원인으로 여겨지는 3배수성의 특성을 확인하였는데, 6배체 모양의 조상배추 유전자가 소실과 재배치하며 이배체화로 진화하였다. 이로써 3배수화로 증가한 배추 유전체가 애기장대보다 1.7배 많은 것으로 추정하였다. 이 과정을 거치면서 배추 유전자의 기능 분화와 새로운 유전자의 탄생 및 융합이 가능할 것으로 보이고, 또한 향후 배수체과정에서 배추류 진화의 연구가 필요할 것이다.
<h2>배추 유전체의 3 배수화 특성</h2><p>모델 식물들의 전체 유전체 구조가 해독됨으로써 얻어진 지식과 정보들은 현재의 생물학적 지식을 수정하거나 미래의 중요한 농업적 문제들에 해답을 제공할 것으로 기대된다. 식물의 유전체 정보가 생산, 축적되는 양이 증가하면서 벼과와 콩과의 몇몇 식물간의 비교유전체 연구가 이루어졌다 (Paterson et al. 2003; Choi et al. 2004; Cannon et al. 2006). 애기장대는 배추과에 속하며 유전적, 진화적으로 배추와 매우 밀접한 관계이므로 이미 보고된 애기장대의 유전체 정보는 배추의 유전체 구조를 유추하거나 진화적 비교를 하는데 매우 유용하다. 분자유전학적인 방법과 일부 상동성이 있는 유전체 일부분의 염기서열 비교로 우선 밝혀진 배추류 유전체 구조의 특성은 3배수성 (triplicated nature)으로 나타났는데, 이러한 결과는 배추류와 애기장대의 종 분화 직후 배추류 유전체가 3배로 증가하였거나, 이런 유전체의 증가가 배추류와 애기장대의 종분화의 원인이었을 것으로 해석된다 (Lysak et al. 2005; Town et al. 2006; Yang et al. 2006). 즉, 애기장대의 유전체는 2배 수성 구조로 반수체 (n)중에 유사한 염기서열이 두 지역에 존재하는데 (The Arabidopsis Genome Initiative 2000), 배추 반수체에는 애기장대의 대응 염기서열이 일반적으로 각각 세 지역에서 존재한다.</p><p>배추 유전체의 3배수성은 유전지도와 물리지도의 비교 또는 염기서열 수준에서의 synteny 비교에 의하여 알 수 있었다. 장원 배추의 EST 염기서열에 근거한 RFLP (restriction fragment length polymorphism) 마커 545개의 유전지도와 애기장대의 유전자 염기서열을 비교한 결과 단지 62개의 마커가 애기장대와 단일 유전좌위 (single locus) 에서 일치하였고 나머지는 모두 2개 이상의 유사 염기서열을 보였다 (Kim et al. 2006). 또한 유사한 synteny를 보이는 유전체 단편에서의 분자마커의 분포를 조사한 결과는 배추 유전체의 3배수성을 보여주었다 (Park et al. 2005). 한편 FLC (FLOWERING LOCUS C) 유전자 지역을 포함하는 배추의 BAC 클론 4개와 애기장대 5번 염색체의 대응 부분의 염기서열 수준에서의 비교는 6배체 (hexaploid) 모양의 조상 배추가 유전자 또는 일부 염기서열의 소실과 재배치를 통하여 이배체로 진화하는 패턴을 자세히 보여주고 있다 (Yang et al. 2006). 염기서열의 변화로 추정한 애기장대와 배추류의 종분화는 약 1천 7백만 년 -1 천8백만 년 전에 있었고, 배추류의 유전체 3배수화는 약 1천 3 백만 년-1천 7백만 년 전에 일어난 것으로 유추된다. 또한 배추 유전체에서는 약 8십만 년 전에 국부적인 복제 (segmental duplication)가 이루어진 것으로 추정된다. 배추 유전체는 이배체화 (diploidization) 과정을 거치면서 유전자 또는 염기서열이 심각하게 소실되고 일부 복제와 TRIM과 같은 전이인자의 삽입이 있었는데, 전체적으로는 3배수화로 증가된 유전체의 약 \( 40 \% \)를 잃어버렸으며, 그 결과 배추가 갖는 전체 유전자 수는 애기장대의 약 \( 1.7 \)배인 것으로 추정된다 (Mun et al. 2009).</p><p>배추의 진화과정에서 유전체 반복성 증가와 이배체화는 잉여의 유전자가 소실되는 것 외에도 다양한 돌연변이를 수용하여 새로운 기능의 유전자의 탄생, 유전자 기능의 감소 또는 융합 등을 가능하게 하여 배추 유전자의 기능 분화에 기여했을 것으로 사료되는데, 배추류 식물의 진화 중 배수체 과정의 영향에 대한 심도 있는 연구가 진행되어야 할 것이다.</p>