도쿄이과대학과 양자과학기술연구개발기구의 공동연구팀은 모델 식물인 애기장대에 이온빔을 조사하고 한 염색체 중 3분의 1이 다른 염색체에 삽입된 돌연변이 식물 의 작출에 성공했다.
이온빔을 식물에 조사하면, 세포를 통과할 때에 DNA를 파괴하고, 수복 과정에서 에러가 일어나 효과적인 「돌연변이」가 발생한다.본 연구에서 어느 유전자에 돌연변이가 생겼는지를 조사한 결과, 단지 하나의 유전자가 파괴되었을 뿐만 아니라 약 3,000개의 유전자를 포함하는 제3 염색체의 단편이 푹 빠져 제2 염색체 에 삽입되어, 식물에 극적인 구조 변화가 발생하고 있는 것을 알았다.이는 이온빔이 기존 방사선(X선, 감마선 등)과 비교하여 DNA를 파괴하는 힘이 강하기 때문이라고 생각된다.
이 구조 변화를 일으킨 식물은 정상적으로 생장하고 씨앗도 할 수 있지만, 원래 식물과 교배하면 다음 대에서는 씨앗이 어려워지고 다른 씨앗과 같은 성질을 가진다 .즉, 이온빔 조사에 의해, 종래의 방법으로는 좀처럼 얻을 수 없었던 새로운 특징을 가지는 신품종을 작출하는 것이 가능하게 되었다.
본 연구 기술의 응용에 의해 염색체 구조를 디자인하는 연구가 진행되면, 종래의 육종의 한계를 넘어 차세대 농업과 바이오 산업의 발전으로 이어질 것으로 기대된다.