벼(Rice)는 전 세계적으로 가장 중요한 작물 중 하나이며 외떡잎식물(monocots)의 유전체 연구를 위한 모델 식물이다. 완전한 유전체 서열의 공개 이후, 다음 과제는 유전자 기능 분석을 기반으로 한 다양한 자원을 개발하는 것이다. 본 연구에서는 조직배양 중 활성화되는 이동성(endogenous) 레트로트랜스포존인 Tos17의 삽입을 통해 변이체를 생성하였다. 국내 시장에서 각각 백미와 현미를 대표하는 벼 두 품종 Oryza sativa L. japonica ‘Ilmibyeo’(IM)와 ‘Baegjinju1ho’(BJJ1)를 본 연구에 선택하였다. 우리는 flanking adaptor-ligation polymerase chain reaction 방법을 이용하여 새롭게 전이된 Tos17 삽입의 7608개 flanking 서열을 분석하였고, 그 결과 IM과 BJJ1에서 각각 1672개와 843개의 변이체(M2 세대)를 확인하였다. 이러한 Tos17 삽입에 대한 분석 결과, Tos17은 벼 염색체의 유전자(genic) 영역에 우선적으로 삽입되는 것으로 나타났으며(약 70%), 이는 ‘Nipponbare’(NP) 변이체에서 National Institute of Agrobiological Sciences 데이터베이스에 등재된 3280개의 영향을 받은 유전자와 중복되지 않는, 2515개의 IM 및 BJJ1 변이체를 대표하는 1533개 유전자 중 830개 유전자에서 새로운 삽입성 변이체를 발견하였다. Tos17 삽입 변이체의 1000개 라인 중 생장기(vegetative stage)에서 반왜성 및 다양한 잎형(leaf-type) 변이체가 관찰되었으며, 그중에는 좁은 잎, 연녹색 잎, 줄무늬 잎을 보이는 변이체가 포함되었다. 생식기(reproductive stage)에는 10개 라인에서 야생형(wild type)과 비교하여 100립중(100-grain weight)이 17–56% 증가함을 확인하였다. 본 연구는 씨앗 무게를 포함한 농업형질의 개선을 위해, 다양한 벼 품종에서 효율적인 조직배양 방법을 통해 Tos17 변이체의 잠재적 활용 가능성을 보여준다.

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