밀 고온 스트레스 영향 및 내고온성 증진을 위한 연구 동향

• 영문명: Heat Stress Impacts and Strategies for Improving Heat Tolerance in Wheat
• 발행기관: 한국육종학회
• 저자명: 김유림(Yurim Kim) 최명구(Myoung-Goo Choi) 정한용(Han-Yong Jeong) 박진희(Jinhee Park) 김유림(Yurim Kim) 이고은(Go Eun Lee) 김숙진(Sukjin Kim) 이정희(Jeong-Heui Lee) 조철오(Chuloh Cho)
• 간행물 정보: 『한국육종학회지』Vol.57 No.2, 103~130쪽, 전체 28쪽
• 주제분류: 농수해양 > 기타농수해양
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2025.06.01

국문 초록

밀(Triticum aestivum L.)은 전 세계적으로 재배되는 주요 곡물로, 인류에게 약 20%의 열량과 25%의 단백질을 공급한다. 그러나 밀의 생산성은 특히 등숙기 동안의 고온으로 인해 크게 영향을 받는다. 고온 스트레스는 잎의 노화를 촉진하고, 광합성을 저해하며, 전분 축적을 감소시키고, 단백질 합성을 변화시켜 결국 수량과 품질을 저하시킨다. 이를 극복하기 위해 밀은 열충격단백질(Heat Shock Proteins, HSPs) 발현, 항산화 방어 시스템 활성화, 삼투 조절, 전사인자 매개 유전자 조절 등의 적응 기작을 활용한다. 또한, Stay-Green (SG) 형질은 고온 환경에서도 광합성 효율을 유지하는 데 중요한 역할을 한다. 밀의 내열성을 향상시키기 위해 전통 육종, 마커 보조 선택(Marker-Assisted Selection, MAS), 유전체 선택(Genomic Selection, GS), 유전체 편집(Genome Editing, GE) 등의 육종 전략이 연구되고 있다. 특히, CRISPR-Cas9 기술의 발전은 표적 유전자 편집을 통해 밀의 내열성을 정밀하게 향상시키는 데 기여하고 있다. 아울러, 양적형질좌(QTL) 분석 및 전장 유전체 연관분석(GWAS)을 활용하여 고온 내성과 관련된 유전 영역을 규명함으로써 기후 변화에 강한 밀 품종 개발을 가속화할 수 있다. 향후 연구는 유전학적·분자적 접근법과 지속 가능한 농업관리 전략, 작물 모델링 기법을 융합하여 기온 상승 속에서도 최적의 밀 생산성을 유지하는 데 초점을 맞춰야 한다. 고급 육종 기술과 개선된 작물 관리 전략을 통합하면 기후 변화에 적응할 수 있는 밀 품종 개발이 더욱 촉진될 것이다.

영문 초록

Wheat (Triticum aestivum L.) is a major cereal crop grown worldwide, providing approximately 20% calorie and 25% protein intake. Wheat productivity is significantly affected by high temperatures, particularly during the grain-filling period. Heat stress accelerates leaf senescence, impairs photosynthesis, reduces starch accumulation, and alters protein synthesis, ultimately leading to a decrease in grain yield and quality. To mitigate the adverse effects of heat stress, wheat utilizes adaptation mechanisms, including the expression of heat shock proteins, activation of antioxidant defense systems, osmotic regulation, and transcription factor-mediated gene regulation. Stay-green traits also play a role in maintaining photosynthetic efficiency at high temperatures. Breeding strategies such as traditional breeding, marker-assisted selection , genomic selection , and genome editing are being explored to improve heat tolerance. Recent advances in the CRISPR-Cas9 technology enable precise gene editing, thereby enhancing the resilience of wheat to heat stress. Additionally, quantitative trait locus mapping and genome-wide association studies facilitated the identification of genetic regions associated with heat tolerance, thereby accelerating the development of climate-resilient wheat varieties. Future research should focus on integrating genetic and molecular approaches with sustainable agronomic practices and crop modeling strategies to optimize wheat productivity under rising temperatures. The integration of advanced breeding techniques and improved crop management can facilitate the development of wheat varieties that are more resilient to climate change.

목차

서언

밀의 고온 스트레스 반응

결론 및 향후 전망

적요

사사

References

키워드

wheat heat stress heat tolerance adaptation mechanisms breeding strategies