오메가-3 풍부한 들깨 종자는 '유전자'부터 달라

다음은 대한민국 정부 부처인 농촌진흥청에서 2025년 7월 31일 발표한 보도자료 "오메가-3 풍부한 들깨 종자는 '유전자'부터 달라"에 대한 상세하고 포괄적인 요약입니다.

1. 핵심 요약

농촌진흥청은 2025년 7월 31일, 들깨 종자의 오메가-3 지방산 함량이 유전자형 차이, 특히 지방산 불포화효소3(FAD3) 유전자의 특정 염기 서열과 밀접하게 연관되어 있음을 규명했다고 발표했습니다. 이번 연구를 통해 오메가-3 함량이 65% 이상인 들깨 종자 5종을 발굴했으며, 이 중 4종은 국내 원산 자원으로 확인되어 연구 목적으로 분양하고 있습니다. 이는 들깨의 기능성 증진과 국제 경쟁력 강화에 기여할 중요한 유전 육종 기반을 마련한 성과로, 세계 들기름 시장의 성장(2021년 1조 2천억 원 → 2031년 3조 3천억 원 전망)에 발맞춰 고품질 들깨 품종 개발을 가속화할 것으로 기대됩니다.

2. 주요 내용

• 유전자형과 오메가-3 함량의 연관성 규명: 농촌진흥청은 국내외 들깨 334자원의 지방산 조성을 분석하여, 들깨 종자의 오메가-3 지방산 함량이 유전자형 차이와 밀접한 관계가 있음을 확인했습니다. 특히, 식물성 오메가-6 지방산인 리놀레산을 인체에 유익한 오메가-3 지방산인 알파-리놀렌산(ALA)으로 전환하는 핵심 유전자인 지방산 불포화효소3(FAD3)의 유전적 다양성이 들깨 종자의 지방산 조성에 결정적인 영향을 미친다는 사실을 밝혀냈습니다.
• 오메가-3 고함유 유전자원 발굴 및 특정 유전자 확인: 연구 결과, 오메가-3 지방산 함량이 높은 들깨 종자에서는 FAD3 유전자 182bp(염기쌍) 위치에 특정 염기인 'G'가 발견되었으며, 이는 리놀레산 비율 감소와 유의하게 연관됨을 확인했습니다. 이와 함께, 오메가-3 함량이 65% 이상인 우수 들깨 종자 5종(IT274300, IT274302, IT328841, IT226619, IT207388)을 발굴했으며, 이 중 4종(IT274302, IT328841, IT226619, IT207388)은 국내에서 수집되어 보존 중인 우리나라 원산 자원입니다.
• 들깨 지방산의 중요성 및 시장 동향: 들깨 종자 지방산의 약 90%는 식물성 불포화지방산이며, 이 중 약 55%를 식물성 오메가-3 지방산인 알파-리놀렌산(ALA)이 차지합니다. ALA는 항염증, 심혈관 건강 증진 등에 효과가 있는 것으로 알려진 필수지방산으로, 최근 들깨가 해외에서도 건강기능식품 및 고급유 소재로 주목받으며 세계 들기름 시장 규모는 2021년 1조 2천억 원에서 2031년 3조 3천억 원으로 성장할 것으로 전망됩니다. 한국의 들기름 수출액 또한 2021년 1.56백만 달러에서 2024년 2.11백만 달러로 꾸준히 증가하고 있습니다.
• 연구 방법론 및 분석 대상: 연구진은 국내외 각지에서 수집한 들깨 334자원의 지방산 조성을 평가하고, 이중 오메가-3 함량이 많은 자원군과 적은 자원군을 대상으로 지방산 불포화효소3(FAD3) 유전자의 유전적 차이를 분석했습니다. 또한, 들깨 유전자원의 농업형질(개화일수, 성숙일수, 분지수)과 지방산 조성(팔미트산, 스테아르산, 올레산, 리놀레산, α-리놀렌산) 및 FAD3 유전적 다양성을 종합적으로 확인하여 유전적 요인이 농업형질 및 지방산 조성에 미치는 영향을 규명했습니다.
• 발굴된 고함유 자원의 활용 및 분양: 오메가-3 함량 65% 이상으로 발굴된 들깨 종자 5종은 농촌진흥청 농업유전자원센터 누리집 ‘씨앗은행(genebank.rda.go.kr)’을 통해 연구 목적으로 분양 신청할 수 있습니다. 이들 자원은 앞으로 유전자 기능 분석 및 고품질 들깨 품종 육성을 위한 핵심 기초자료로 활용될 예정이며, 특히 FAD3 유전자의 182bp 위치 G 염기가 분지수 증가와도 연관되어 지방산 조성과 농업 형질 모두에 영향을 미치는 다면발현 효과를 가질 가능성도 시사되었습니다.
• 국제 학술지 게재 및 연구 성과: 이번 연구 결과는 식물 과학 분야의 권위 있는 국제학술지인 Plant Science(IF 4.2)에 논문으로 게재되어 학술적 가치를 인정받았습니다. 이는 들깨의 지방산 생합성 메커니즘을 유전자 수준에서 규명한 중요한 성과로, 향후 고품질 들깨 품종 개발의 과학적 기반을 제공하며, 건강기능성 및 산업소재로 관심이 높아지는 유지작물 들깨 유전자원의 지방산 조성 정보 및 생합성 유전자 염기서열 정보를 제공하여 연구 및 신규 육종 소재 선발을 위한 기초정보와 자원선발 기준을 마련했습니다.

3. 배경 및 목적

농촌진흥청 농업유전자원센터는 현재 17,500여 자원의 유지작물을 보존하고 있으며, 이 중 들깨는 2,700여 자원을 보유하고 있는 국내 주요 유지작물입니다. 들깨는 전체 지방산의 약 90%가 불포화지방산으로 구성되어 있으며, 특히 식물성 오메가-3 지방산인 알파-리놀렌산(ALA)이 약 55%를 차지하여 건강 기능성 식품 및 고급유 소재로서의 가치가 매우 높습니다. ALA는 인체에서 합성되지 않아 반드시 외부 섭취가 필요한 필수지방산이며, 항염증 및 심혈관 건강 증진 등 다양한 효능이 알려져 있어 최근 건강에 대한 관심이 높아지면서 그 중요성이 더욱 부각되고 있습니다.

최근 세계 들기름 시장이 급격히 성장하고 들깨가 해외에서도 주목받으면서, 고품질 들깨 품종 개발의 필요성이 더욱 증대되었습니다. 이러한 배경에서 본 연구는 들깨 종자의 지방산 조성에 관여하는 핵심 유전자인 지방산 불포화효소(FAD) 유전자군, 특히 리놀레산을 리놀렌산으로 전환하는 FAD3 유전자의 유전적 다양성을 활용하여 고품질 들깨 품종 육성을 위한 기초 자료를 확보하고, 나아가 우리나라 들깨의 국제 경쟁력을 강화하는 것을 목적으로 합니다. 이는 국내 농업의 지속 가능한 발전과 국민 건강 증진에 기여하기 위한 중요한 연구 과제입니다.

4. 세부 추진 내용

본 연구는 농촌진흥청 농업유전자원센터 주도로 진행되었으며, 한중일 등 다양한 산지에서 수집된 들깨 유전자원 334자원을 대상으로 포괄적인 분석이 이루어졌습니다. 연구진은 각 자원의 농업형질(개화일수, 성숙일수, 분지수)과 더불어 종자 내 지방산 조성(팔미트산, 스테아르산, 올레산, 리놀레산, 알파-리놀렌산)을 정밀하게 평가했습니다. 특히, 지방산 불포화효소3(FAD3) 유전자의 염기서열을 분석하여 유전적 다양성을 확인하고, 오메가-3 함량이 높은 자원군과 낮은 자원군 간의 FAD3 유전자형 차이를 비교하는 데 집중했습니다.

이러한 분석을 통해 FAD3 유전자의 182bp 위치에서 'G' 염기가 발견될 경우 리놀레산 비율이 유의미하게 감소하고 오메가-3 함량이 증가한다는 핵심적인 유전적 표지(특정 형질과 관련된 유전적 특징)를 규명했습니다. 또한, 오메가-3 함량이 65% 이상인 우수 들깨 종자 5종을 발굴하였으며, 이 중 4종은 국내 원산 자원입니다. 발굴된 우수 자원들은 농촌진흥청 농업유전자원센터의 ‘씨앗은행’(genebank.rda.go.kr)을 통해 연구자들에게 분양되어 후속 연구에 활용될 수 있도록 지원하고 있습니다. 본 연구 결과는 국제학술지 Plant Science에 게재되어 그 과학적 신뢰성을 인정받았습니다.

5. 기대 효과

이번 연구 성과는 고품질 들깨 품종 개발에 필수적인 유전자원과 핵심 유전자의 유전자형 다양성 정보를 확보했다는 점에서 큰 의미를 가집니다. 지방산 함량을 예측할 수 있는 분자표지(유전자 수준에서 특정 형질을 나타내는 표식) 개발 및 특이 유전자원의 신속한 선발이 가능해짐으로써, 육종 기간을 단축하고 효율성을 높일 수 있을 것으로 기대됩니다. 궁극적으로는 오메가-3 함량이 높은 기능성 들깨 품종을 개발하여 농가 소득 증대에 기여하고, 국내 들깨 및 들기름 제품의 품질 경쟁력을 강화하여 세계 시장에서의 입지를 확대하는 데 이바지할 것입니다. 이는 건강 기능성 식품 및 고급유 소재 산업 발전에 기여하며, 소비자들에게는 더욱 건강하고 기능성이 강화된 들깨 제품을 제공할 수 있게 될 것입니다.

6. 향후 계획

농촌진흥청은 이번 연구를 통해 확보된 유전자원 정보와 핵심 유전자의 유전자형 다양성 데이터를 바탕으로, 앞으로 들깨의 유전자 기능 분석 연구를 더욱 심화할 계획입니다. 이를 통해 오메가-3 지방산 생합성 경로를 정밀하게 이해하고, 고함량 들깨 품종 육성을 위한 과학적 기반을 더욱 공고히 할 예정입니다. 또한, 개발된 분자표지를 활용하여 우수 형질을 가진 들깨 품종을 신속하게 선발하고 보급함으로써, 우리나라 들깨의 국제 경쟁력을 높이고 농업 생산성 향상에 지속적으로 기여해 나갈 것입니다. 나아가, 이러한 연구 성과를 바탕으로 다양한 기능성 유지작물 품종 개발에도 확대 적용할 계획입니다.