식물 뿌리가 장애물 회피하는 원리 규명
식물 뿌리가 장애물 회피하는 원리 규명
  • 한국과학경제
  • 승인 2019.12.16 20:16
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

생명연, 식물 성장 호르몬 재분배에 의한 뿌리의 장애물 회피 원리 규명
식물의 환경 적응 원리에 대한 이해도 제고 및 농업적 형질 향상에 적용 기대
뿌리가 장애물을 회피하고 있는 사진
뿌리가 장애물을 회피하고 있는 사진
뿌리의 장애물 회피 과정 동안 식물 내부에서 나타나는 옥신의 분포를 형광 현미경으로 촬영한 사진(녹색부분 옥신, 붉은 색 뿌리 세포)
뿌리의 장애물 회피 과정 동안 식물 내부에서 나타나는 옥신의 분포를 형광 현미경으로 촬영한 사진(녹색부분 옥신, 붉은 색 뿌리 세포)

 

한국과학경제=윤혜민 기자】 순수 국내연구진이 뿌리가 자신의 성장 방향을 조절해 장애물을 회피하는 원리를 규명했다. 이는 향후 식물이 어떻게 물리 자극을 인식해 반응하는지 밝힐 수 있는 초석이 될 것으로 기대된다.

한국생명공학연구원 식물시스템공학연구센터 이효준 박사팀이 수행한 이번 연구는 한국연구재단이 추진하는 신진연구자지원사업의 지원으로 수행되었고, 식물학 분야의 세계적 저널인 뉴 파이톨로지스트(New Phytologist)에 발표되었다.

식물의 뿌리가 장애물을 만났을 때 이를 어떻게 효율적으로 회피하는 지에 대해 아직까지 알려져 있지 않았다.

식물의 뿌리는 장애물이 많은 환경에서도 이를 피해 땅 속으로 파고 들어가는데, 이 과정이 매우 효율적으로 알려져 있다. 이 과정에서 식물이 장애물과 만났을 때 터치 자극이 발생하는데, 이에 대한 연구는 초기 단계에 머물러 있고, 터치 자극이 뿌리에서 어떤 방식으로 작동하는 지에 대해 알려져 있지 않았다.

터치자극은 식물이 다른 물체와 물리적인 접촉이 일어났을 때 발생하는 식물 내 신호로 인간의 촉각과 유사하다.

연구팀은 식물 성장 호르몬 ‘옥신’이 뿌리 내에서 빠르게 재분배되어 장애물을 만났을 때 뿌리가 한쪽 방향으로 휘어지게 한다는 사실을 발견했다.

연구팀은 옥신의 재분배가 옥신을 이동시켜주는 단백질(PIN 단백질)에 의해 이루어지며, 이 과정이 뿌리가 장애물과 만난 뒤 1시간 이내 시작된다는 것을 밝혔다.

또 식물이 터치 자극을 받았을 때 칼슘 신호가 활성화되는데, 이 칼슘 신호가 PIN 단백질에 의한 옥신 재분배를 유도한다는 사실을 밝혀 최초로 물리 자극과 식물 호르몬과의 접점을 규명했다.

연구책임자인 이효준 박사는 “현재 규명하지 못한 식물의 물리자극 인지분야에 실마리를 제공할 수 있는 발견”이라며, “식물의 물리자극은 덩굴성 식물의 행동, 뿌리의 장애물 회피, 해충피해 저감 등과 관계가 깊어, 이에 대한 원리를 밝힌다면 다양한 농업적 형질을 향상시킬 수 있으며 식물의 환경 적응 원리에 대한 이해도를 높일 수 있을 것”이라고 밝혔다.

이 연구는 굴광성과 굴중성의 원리를 밝힌 해당 분야 최고 권위자인 지리 프리믈(Jiří Friml)에 의해 특별 해설(Commentary) 형식으로 소개되었다.


댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.