달콤한 옥수수를 더욱 좋게 만들기 위한 전국 프로젝트에 ISU 연구진이 참여함 • 뉴스 서비스 • 아이오와 주립대학교

게시일: 2023년 7월 24일 오전 10:00

생화학, 생물물리학 및 분자생물학 교수인 Alan Myers(왼쪽)와 농업학 KJ Frey 의장인 Thomas Lübberstedt는 고급 육종 및 유전 도구를 사용하여 견과류의 풍미와 회복력을 향상시키는 것을 목표로 하는 연방 자금 지원 연구 프로젝트에 기여하고 있습니다. 단 옥수수. 크리스토퍼 개논의 사진. 더 큰 이미지.

아이오와 주 에임스 -- 여름에는 신선한 옥수수를 이기는 것이 어렵습니다. 아니면 그럴까요? 두 명의 아이오와 주립대학교 교수진이 옥수수의 발전을 이끈 동일한 혁신적인 유전 도구를 사용하여 단옥수수 품질을 향상시키는 것을 목표로 하는 주요 연방 연구 프로젝트에 참여하고 있습니다.

“옥수수 재배에 많은 자원이 투입되었습니다. 그러나 단옥수수에 대한 노력은 훨씬 적었습니다.”라고 농업학의 KJ Frey 의장인 Thomas Lübberstedt가 말했습니다.

단옥수수(신선한 옥수수, 냉동 또는 통조림)는 미국 소비자들 사이에서 가장 인기 있는 야채 중 하나이지만, 연구가 가축 사료, 식품 가공 및 제조에 사용되는 밭 옥수수로 흘러간 데에는 경제적인 이유가 있습니다. 매년 미국에서 재배되는 단옥수수 8억 달러는 미국 옥수수 생산량의 약 1%에 해당합니다. 그러나 미국인들은 야채를 충분히 섭취하지 않으며, 그들이 가장 좋아하는 것 중 하나인 단옥수수의 소비는 수십 년 동안 감소 추세를 보이고 있습니다. 그래서 미국 농무부 산하 국립식품농업연구소는 단옥수수의 맛과 탄력성을 향상시키기 위한 연구 프로젝트에 자금을 지원해 왔습니다.

2018년에 시작된 이후 8년간 1,500만 달러 규모의 프로젝트 중 처음 몇 년은 연구원들이 연구할 수 있는 600개 이상의 유전자형 단옥수수 품종 패널을 포함하여 작업을 뒷받침하는 자원을 구축하는 데 주로 초점을 맞추었다고 Lübberstedt는 말했습니다.

“이것이 프로젝트의 중추입니다.”라고 그는 말했습니다. “이제 우리는 그 정보를 어떻게 사용할지 알아보고 있습니다.”

위스콘신 대학교, 워싱턴 주립 대학교, 프로젝트 주도 기관인 플로리다 대학교의 협력자들로 구성된 연구 그룹은 단옥수수 개선의 다양한 측면을 연구하고 있습니다. 아이오와 주립대학의 생화학, 생물물리학 및 분자생물학 교수인 Alan Myers는 풍미와 질감을 높이기 위해 옥수수 알갱이에 탄수화물이 저장되는 방식에 영향을 미치는 유전적 및 생화학적 과정을 탐구하고 있습니다.

모든 단옥수수 계통의 단 맛은 한때 옥수수 알갱이에서 형성되는 포도당이 녹말이 많은 불용성 중합체로 결정화되는 것을 방지하는 유전적 돌연변이에 기인한다고 Myers는 말했습니다. 옥수수 알갱이가 수용성 포도당 폴리머로 가득 차면 옥수수는 딱딱하고 바삭바삭한 대신 달콤하고 즙이 많으며 쫄깃쫄깃합니다. 약 20년 전에 개발된 두 번째 유형의 단옥수수에서는 커널의 포도당이 중합체로 전환되지 않습니다. 이는 상업용 냉동 및 통조림에 자주 사용되는 단옥수수 품종을 생산하지만 전통적인 단옥수수의 질감은 없습니다.

"우리가 정말로 원하는 것은 입에 좋은 느낌과 높은 설탕 함량을 결합하는 것입니다."라고 Myers는 말했습니다.

마이어스 팀은 조정을 테스트하기 위해 CRIPSR 유전자 편집과 같은 도구를 사용하여 옥수수 커널의 폴리머 구조에 어떤 효소가 영향을 미치는지 연구하고 있습니다. 전분과 포도당 사이의 최적의 균형으로 품질을 향상시키는 것이 주요 목표이지만, 달콤한 스냅으로 옥수수를 재배하는 새로운 방법을 차트화하는 것은 중요한 추가 이점을 제공합니다. 현재 단옥수수에 대한 좁은 유전적 기반으로 인해 이 야채는 새로운 해충 및 질병 위협에 취약해집니다.

“단옥수수를 생산하기 위한 생화학적 과정에서 다양한 변화를 찾는 것은 미래의 도전에 대비하여 작물을 보호할 것입니다. 우리는 그것을 처리할 필요가 전혀 없을 수도 있지만 준비가 되어 있기를 원합니다.”라고 마이어스는 말했습니다.

Lübberstedt의 그룹은 단옥수수에서 육종 방법을 보다 일반적으로 만들기 위해 배가 반수체 기술을 개선하는 작업을 진행하고 있습니다. 상업용 옥수수 종자 생산을 위한 업계 표준인 이중 반수체 육종은 잡종 ​​옥수수의 근친 교배 계통 개발 과정을 7세대에서 2세대로 단축하여 수년의 시간을 절약합니다.