Starch serves not only as an energy source for
plants, animals, and humans but also as an environmentally
friendly alternative for fossil fuels. Progress in understanding
of starch biosynthesis, and the isolation of many genes
involved in this process have enabled the genetic modification
of crops in a rational manner to produce novel starches with
improved functionality. Starch is composed of two glucose
polymers, amylose and amylopectin. The amylose and amylopectin
ratio in starch affects its physical and physicochemical
properties. Alteration in starch structure can be
achieved by modifying genes encoding the enzymes
responsible for starch biosynthesis and starch hydrolysis.
Here, we describe recent findings concerning the starch
modification in sweetpotato. Sweetpotato [Ipomoea batatas
(L.) Lam] ranks seventh in annual production among food
crops in the world as an important starch source. To develop
transgenic sweetpotato plants with modifying starch composition,
we constructed transformation vectors overexpressing
granule bound starch synthase I and inhibiting
amylopectin synthesis genes such as starch branching
enzyme and isoamylase under the control of 35S promoter,
respectively. Transformation of sweetpotato (cv. Yulmi) is
in progress.
전분은 에너지원 일뿐만 아니라 친환경 대체 연료이
다. 전분 생합성과 이 과정에 관여하는 유전자들에 관한
연구는 기능이 향상된 새로운 전분의 생성을 가능하게
한다. 전분은 선형의 아밀로스와 가지형의 아밀로펙틴으
로 이루어져 있으며 이들의 비율에 의해 전분의 성질이
결정된다. 따라서 전분생성과 분해에 관여하는 유전자들
을 이용하여 전분구조를 변화시킬 수 있다. 이 논문에서
는 고구마를 중심으로 전분대사공학에 관한 최근의 연구
동향을 살펴보았다. 고구마는 중요한 식량작물이면서 대
표적인 뿌리 전분작물이다. 연구팀에서는 고구마 전분에
서 아밀로스 함량을 다양하게 변형시키고자 아밀로스 생
합성에 관여하는 granule bound starch synthase I 유전자를
과발현시키거나 아밀로펙틴 생합성에 관여하는 starch
branching enzyme 또는 isoamylase 유전자 발현을 억제하
는 RNAi 벡터를 각각 제작하였다. 현재 아그로박테리움
을 매개로 한 형질전환 방법으로 고구마 (cv. 율미) 배발
생캘러스를 이용하여 형질전환하고 있으며 앞으로 새로
운 형태의 전분을 가진 형질전환 고구마를 개발할 수 있
을 것으로 기대한다.
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