종자 은행이 종말을 위한 것만이 아닌 이유

전 세계적으로 전략적 종자 은행은 대격변 후 농업을 보충할 수 있는 안전한 종자를 보관합니다. 그러나 그것들은 단지 최악의 시나리오만을 위한 것은 아닙니다. 얼어붙은 북쪽 섬에 있는 섬뜩한 콘크리트 조각이 세상의 종말에 맞서 씨앗 금고를 들고 있다고 상상해 보십시오. "종자 은행"이라는 단어 는 스발바르 섬에서 소위 종말의 금고 를 연상케 합니다. 그곳에는 재앙적인 화산 폭발, 세계 대전 또는 급격한 해수면 상승과 같은 미래의 필요에 대비하여 세계 곡물 수집이 정지되어 있습니다.

그러나 대부분의 사람들이 완전히 이해하지 못하는 것은 볼트가 기본적으로 백업, 즉 전 세계의 훨씬 더 활동적인 시설의 만화경에서 가져온 유전 물질의 매우 온화한 하드 드라이브라는 것입니다. 이러한 유전자 은행은 재단, 대학 및 정부에서 관리합니다. 일부 서클에서는 대만 의 세계 야채 센터 가 가지 컬렉션의 완성도로 유명합니다 . 고추도 특산품이며 유전자 은행 매니저인 Maarten van Zonneveld는 녹두에 대해 특별한 엔을 가지고 있습니다.

132,000개 이상의 쌀 품종 샘플이 필리핀의 International Rice Genebank에 보관되어 있습니다. 밀, 옥수수 및 잘 알려지지 않은 야생 친척 들이 멕시코시티에서 멀지 않은 국제 옥수수 및 밀 개선 센터 의 저장 시설을 확장합니다. 다른 작물에는 신도와 컬렉션이 전 세계에 점재하고 있습니다. 대체로 이러한 자원은 더 낫고, 더 단단하고, 더 맛있는 작물을 만들고자 하는 식물 육종가에게 제공됩니다. "유전자 은행은 개방형 과학의 일부입니다."라고 van Zonneveld는 말합니다. 그것은 봉사하기 위해 거기에 있습니다.

특정 식물의 유전자 역사를 연구하려면 종자 은행이 좋은 출발점입니다(제공: Sarayut Thaneerat/Getty Images)

그러나 대규모 게놈 시퀀싱의 부상으로 이러한 저장소가 새로운 역할을 하기 시작했습니다. 칠리 페퍼의 진화 역사 또는 기후 변화를 견딜 수 있는 병아리콩을 번식시키는 방법을 알고 싶다면 종자 은행이 흥미로운 데이터 세트입니다. 그것은 둠스데이만을 위한 것이 아닙니다. 모레를 위한 것입니다.

식물의 유전에 대한 정보가 있으면 식물의 유전자를 모양, 강건함 및 기타 특성과 연관시킬 수 있습니다. 이것은 잠재적인 미래 품종에 대한 유망한 부모를 더 쉽게 선택할 수 있도록 합니다. 예를 들어, 새로운 식물을 낳고 수천 개의 나뭇가지가 있는 사과 묘목을 갖게 되면 가장 마음에 드는 특징을 가질 것을 더 쉽게 고를 수 있습니다 . 잎사귀 한 줌을 사용하면 몇 년 동안 성장하고 관찰할 필요 없이 아버지의 냉정함과 어머니의 편리한 과일 따기 키가 어느 것인지 보여주는 시퀀스를 생성할 수 있습니다. 다른 사람들은 모두 길가로 간다.

이 첫 번째 배치에서만 팀은 병아리콩에서 과학에 새로운 1,600개 이상의 유전자를 식별했습니다.

이러한 맥락에서, 종자 은행의 수만 개의 샘플 또는 등록은 일반적으로 알려진 대로 작물이 어떻게 돌아가는지 이해하려는 사람에게 풍부한 수확처럼 보이기 시작합니다. 현재 호주 Murdoch 대학의 Rajeev Varshney는 인도 의 반건조 열대 지방을 위한 국제 작물 연구소 에 있을 때 방대한 염기서열 분석 프로젝트를 진행했습니다. 그곳의 종자 은행에는 20,000개 이상의 병아리콩과 그 친척뿐만 아니라 기장, 수수 및 기타 작물의 방대한 수집품이 있으며, 그 중 일부 품종은 원래 고국에서 사라졌습니다.

작년 가을 Varshney와 그의 동료들은 3,300개 이상의 병아리콩과 그 친척에 대한 전체 게놈을 발표 했는데, 이는 역사상 가장 큰 작물 게놈 시퀀싱 노력 중 하나입니다. 그것은 시작에 불과하다고 그는 말합니다. "우리는 모든 가입을 시퀀싱할 계획이 있었습니다. 우리는 또 다른 10,000에 대한 데이터를 가지고 있습니다." 이 첫 번째 배치에서만 팀은 과학적으로 새로운 병아리콩에서 1,600개 이상의 유전자를 식별했으며, 이는 작물에 질병 및 기후 변화 저항성을 번식시키는 새로운 방법에 대한 단서를 제공할 수 있습니다. 그것은 병아리콩이 수천 년 전에 인기가 없는 시기를 겪었음을 암시하는 가계도를 스케치하는 데 도움이 되었습니다. 당시의 비교적 적은 수의 식물이 모든 살아있는 품종의 조상인 것 같습니다.

2021년에 발표된 또 다른 대규모 시퀀싱 노력 에서 이탈리아 CREA 채소 및 관상용 작물 연구 센터의 Pasquale Tripodi와 동료들은 10,000개 이상의 고추에서 DNA 조각을 시퀀싱했습니다. 5개의 다른 종자 은행에 보관된 고추의 데이터를 비교하여 가계도를 작성하여 아마도 무역로를 따라 유럽과 아시아 사이를 오가는 고대 고추 품종의 이동을 추적할 수 있었습니다.

노르웨이의 스발바르 섬에 위치한 종자 은행과 같은 종자 은행은 미래의 재난으로부터 농업을 보호하기 위한 것입니다(제공: Arterra/Universal Images Group/Getty Images)

이 작업은 고추 게놈의 일부만 시퀀싱했지만 연구자들은 유전 기술 없이는 불가능했을 식물의 역사를 엿볼 수 있었습니다.

점점 더 많은 연구 그룹이 종자 은행이 보유하고 있는 현상금을 시퀀싱함에 따라 우리는 이 친숙한 작물과 야생 관계의 숨겨진 여행뿐만 아니라 기후 불확실성의 시대에 우리를 구원하는 은혜가 될 수 있는 유전자를 발견할 수 있습니다. 세계 야채 센터는 다른 종자 은행과 마찬가지로 작물 육종가가 쉽게 검색할 수 있는 형식으로 유전 정보 및 기타 정보를 제공하기 위해 노력하고 있다고 van Zonneveld는 말합니다. "많은 육종가들에게 10,000개의 등록 항목 중에서 선택하는 것은 어려운 일입니다. 어디서부터 시작합니까?" 그는 말한다.

대신 종자 은행은 수백 개의 등록품을 선별하여 수집합니다. 예를 들어 수경 재배 환경에서 잘 자라는 것으로 테스트되고 입증된 식물, 바닷물이 토양을 적실 때 시들지 않는 식물, 또는 가뭄을 잘 견디는 식물과 같은 주제를 중심으로 할 수 있습니다. 유전 정보와 상세한 신체 묘사를 함께 제시할 수 있습니다. 그런 다음 회사, 대학 또는 기타 기관에서 일하는 육종가들은 어떤 의미에서는 그들이 작물에 도입하고자 하는 형질을 쇼핑하러 갈 수 있습니다. 은행이 제공하는 것이 무엇인지 쉽게 이해할 수 있는 방법입니다.

그것들은 결국 금고 그 이상을 의미합니다. 그들은 지구에 사는 것들의 적극적인 저장소이자 미래에 여기에 살 수 있는 것들을 생산하기 위한 것입니다.