국내 연구진이 다수확 품종에 작용하는 식물성장 호르몬의 신호전달 매커니즘을 규명했다. 이로인해 ‘녹색혁명’을 이끈 다수확 품종의 대량생산 및 신품종 개발에 대한 기대가 높아졌다.
건국대 생명공학과 임준 교수 연구팀과 미국듀크대 타이핑선 교수 연구팀은 식물생장에 중요한 역할을 하는 호르몬인 ‘지베렐린’이 세포 내에서 일정한 수준으로 유지되는 유전자의 상호작용 매커니즘을 분자 수준에서 처음으로 규명했다고 1일 밝혔다.
연구팀은 실험용 식물인 애기장대를 이용해 일명 녹색혁명 유전자로 알려진 ‘DELLA’와 이 유전자의 하위에 있는 식물특이적 전사조절인자 중 하나인 ‘SCL3’ 유전자간 상호작용을 통해 지베렐린이 세포 내에서 항상성을 유지하고 이를 통해 뿌리생장이 조절된다는 사실을 입증했다.
아울러 연구팀은 SCL3 유전자를 과도하게 발현시킨 개체군에서는 뿌리 세포의 신장이 12시간 이후 눈에 띄게 커져 3일 후에는 육안으로 식별할 수 있을 정도로 자라난다는 점도 밝혀냈다.
다수확 신품종 작물은 식물 생장에 중요한 역할을 하는 지베렐린의 생합성 또는 신호전달경로에 이상이 생긴 변이체이다.
임 교수는 “지베렐린은 식물이 살아가는데 있어 전체 주기적으로 상당히 중요한 역할을 하는 식물호르몬”이라며 “이번 연구를 통해 세포 내 지베렐린의 항상성 유지가 식물생장에 어떤 영향을 주는 지에 대한 구체적인 근거들을 제공했다”고 말했다.
그는 이어 “이번 연구를 통해 다양한 환경적 조건 하에서 지베렐린의 항상성유지 방법에 대한 실마리를 얻을 수 있었으며 이를 이용해 뿌리생장을 개량한 신품종개발에 관한 새로운 대안이 제시됐다”고 설명했다.
이번 연구결과는 세계적 과학 학술지인 미국국립과학원회보(PNAS) 온라인판 최신호(1월18일자)에 2편 동시 발표됐으며 같은 학술지의 2월호에도 연속 게재될 예정이다./kueigo@fnnews.com김태호기자
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