밀의 질소 이용 효율(NUE) 향상을 위한 최신 연구 동향

• 영문명: Recent Advances in Nitrogen Use Efficiency (NUE) Research in Wheat
• 발행기관: 한국육종학회
• 저자명: 홍민정(Min Jeong Hong) 김대연(Dae Yeon Kim)
• 간행물 정보: 『한국육종학회지』Vol.57 No.3, 251~270쪽, 전체 20쪽
• 주제분류: 농수해양 > 기타농수해양
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2025.09.01

국문 초록

지속가능한 밀 생산을 위한 NUE의 향상은 고수량·고품질 품종 육성과 환경 부담 저감을 동시에 고려해야 하는 핵심 과제이다. NUE는 질소 흡수 및 활용에 관련된 다양한 생리적, 생화학적, 유전적 요인이 복합적으로 작용하는 형질로, 본 리뷰에서는 밀에서 수행된 QTL 분석, GWAS, RNA-seq 기반의 전사체 분석 등 최근의 주요 유전학적 접근법을 정리하였다. 특히 질소 수송체(NRT1, NRT2), 동화 효소(GS, GOGAT), 전사 인자(NLP, NAC, WRKY), 신호전달 유전자(SnRK, CIPK) 등 다양한 후보 유전자가 NUE 조절의 핵심 요소로 밝혀졌으며, 이를 기반으로 한 MAS 및 유전자 편집 전략이 제시되고 있다. 아울러 저장 단백질의 합성·분해, 후생유전학적 조절, 근적외선 기반 품질 예측, 머신러닝 기반 예측 모델 등 기존 한계를 보완하는 통합적 분석이 시도되고 있다. 본 리뷰는 밀의 NUE 향상을 위한 최신 연구동향을 종합하여, 복합 유전형질에 대한 다층적 육종 전략 수립을 위한 유용한 유전자 자원과 방법론적 기반을 제공한다.

영문 초록

Improving nitrogen use efficiency (NUE) is essential for sustainable wheat production,given the global demand for high-yielding and environmentally resilient cropvarieties. NUE is a complex trait governed by multiple genetic, physiological, and environmentalfactors. This review synthesizes recent advances in the genetic dissection of NUEin wheat, focusing on quantitative trait loci (QTL) mapping, genome-wide associationstudies (GWAS), and transcriptome analyses. Furthermore, novel approaches such as proteinturnover quantification, epigenetic regulation, NIR-based quality prediction, and genomicselection optimization are discussed as emerging strategies to enhance NUE. Keygenes identified include nitrate transporters (NRT1, NRT2), nitrogen assimilation enzymes(GS, GOGAT), transcription factors (NLPs, WRKYs, NACs), and signal transduction components(SnRK, CIPK). Integrative studies combining genomics, transcriptomics, and machinelearning offer new insights into the dynamic regulation of NUE. This review highlightsthe importance of multi-layered breeding approaches and provides valuable geneticresources and methodological frameworks for future wheat NUE improvement programs.

목차

서언

질소 이용 효율(NUE)의 유전적 복합성

NUE 관련 유전자 연구동향

NUE 관련 양적형질좌위(QTLs)의 분석과 적용

질소 이용 효율(NUE)과 관련된 GWAS 연구 동향

질소 이용 효율(NUE)과 관련된 대량전사체 연구 동향

질소 이용 효율(NUE) 향상을 위한 최근의 통합적·대안적 접근

적요

사사

References

키워드

wheat Nitrogen use efficiency GWAS transcriptome analysis