감자와 토마토는 먼 친척? 900만년 전 야생 토마토 자연 교잡으로 탄생

현대 감자의 조상이 900만 년 전 야생 토마토와 ‘에투베로숨’ 식물 사이의 자연 교잡을 통해 탄생한 것으로 밝혀졌다.

중국농업과학원 등 국제 공동 연구진은 재배 감자 450품종과 야생 감자 56종의 유전체를 분석해 감자의 기원을 확인했다.

연구 결과는 31일 국제 학술지 ‘셀(Cell)’에 게재됐다.

연구진에 따르면, 감자의 유전체에는 토마토와 에투베로숨의 유전 물질이 안정적으로 혼합돼 있었다.

기존에는 감자의 기원이 불확실했지만, 이번 연구를 통해 감자가 두 식물의 교잡을 통해 탄생했다는 점이 확인된 것이다.

연구진은 토마토와 에투베로숨이 1400만 년 전 공통 조상에서 분리됐으며, 500만 년간 따로 진화한 이후에도 교배 가능한 상태를 유지했다고 분석했다.

그로부터 약 900만 년 전 두 식물의 자연 교잡이 발생하며 현대 감자의 직접적인 조상이 탄생했다는 사실을 알게 되었다.

또한, 연구진은 감자 특유의 덩이줄기 형성의 비밀도 풀었다.

덩이줄기는 줄기 끝이 비대해져 땅속에 영양분을 저장하는 구조로, 덩이줄기를 형성하는 시기를 결정하는 유전자는 토마토 계통에서, 실제 덩이줄기 형성을 촉진하는 유전자는 에투베로숨 계통에서 유래한 것으로 나타났다.

두 계통의 유전자가 결합해 덩이줄기 형성 능력을 갖춘 식물이 탄생한 것이다.

덩이줄기 형성 능력은 약 600만~1000만 년 전 안데스산맥이 급격히 솟아오를 당시 혹독한 환경을 극복하고 생존하는 데 결정적인 역할을 했다.

덕분에 감자는 씨앗 없이 덩이줄기로만 번식할 수 있었고, 이 생존 전략은 오늘날 세계적으로 다양한 종의 감자가 자리 잡을 수 있는 기초가 됐다.

연구에 참여한 중국 농업과학원 황 산웬 교수는 “덩이줄기 진화가 감자가 척박한 환경에서도 생존하고 다양한 생태계로 퍼지는 데 큰 역할을 했다”라 전했다.

그는 “이번 연구 결과는 감자 진화의 수수께끼를 푸는 중요한 단서를 제공했다”고 말했다.

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박세준 ([email protected]) 기사제보