'감자' 조상이 토마토?…900만년 전 진화의 비밀 밝혀냈다

연구팀 "유사 식물이 토마토와 교잡해 탄생"
덩이줄기 덕분에 가혹한 환경에서 생존·확산

세계에서 가장 중요한 작물 중 하나인 감자의 수수께끼가 풀렸다. 약 900만년 전 토마토와 야생감자 유사 식물 사이의 자연 교잡으로 비롯됐다는 연구 결과가 나온 것이다.

미국 뉴욕타임스(NYT)는 지난달 31일(현지시간) 중국농업과학원(CAAS) 황싼원 박사가 이끄는 국제 연구팀이 감자의 기원을 밝혀냈다 보도했다.

이번 연구에는 런던 자연사박물관, 에든버러왕립식물원, 중국농업과학원 선전농업유전체연구소 등이 참여했다. 연구 결과는 과학저널 셀(Cell)을 통해 발표됐다.

해마다 3억5000만t 이상 생산되는 핵심 곡물인 감자는 약 1만년 전 안데스산맥에서 처음 재배됐다. 그러나 그 이전에 감자가 어떤 식물에서 비롯됐는지는 오랜 세월 밝혀지지 않았다.

연구팀은 재배감자 450종과 야생감자 56종의 유전체를 분석, 감자가 남미에서 '에투베로숨(Etuberosum)'이라는 덩이줄기 없는 식물과 토마토 사이의 자연 교배로 생겨난 것을 확인했다. 이 두 식물은 약 1400만년 전 공통 조상에서 분기했으며, 그 이후에도 약 500만년 동안 교배가 가능했던 것으로 나타났다.

연구에 따르면 감자의 핵심 특성인 덩이줄기 형성은 두 계통의 유전자 결합에서 비롯됐다. 덩이줄기 생성 시점을 결정하는 SP6A 유전자는 토마토에서, 실제 뿌리 성장에 관여하는 IT1 유전자는 에투베로숨에서 유래했다. 둘 중 하나라도 없으면 감자는 형성되지 않는다.

아울러 연구팀은 안데스산맥이 융기하던 시기에 감자가 진화했으며, 영양분을 덩이줄기에 저장하는 특성 덕분에 고산의 가혹한 환경에서도 살아남을 수 있었다고 설명했다. 감자는 씨앗 없이도 덩이줄기 눈에서 새로 자랄 수 있어 다양한 환경에서 빠르게 확산할 수 있었다.

황 박사는 "감자의 진화는 자연 교잡이 새로운 형질과 종 다양성을 어떻게 만들어내는지 보여주는 사례"라며 "오늘날 감자의 유전적 다양성도 이러한 과정을 거친 결과"라고 말했다.

최승우 기자 loonytuna@asiae.co.kr