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식물이 열악한 환경에 잘 견디게 해주는 호르몬인 아브시스산을 운반하는 수송체를 국내 연구진이 최초로 발견했다.
교육과학기술부(장관 안병만)와 한국연구재단(이사장 박찬모)은 포항공대 생명과학과 이영숙 교수 연구팀이 아브시스산을 세계 최초로 발견하여 가뭄이나 사막 환경에서도 견디는 새로운 식물 재배의 가능성을 열었다고 19일 밝혔다.
아브시스산(ABA, abscisic acid)은 식물의 성장을 억제하고 스트레스 내성을 향상시키는 호르몬으로, 휴면 중인 식물에 많이 들어 있다. 식물 내 수분이 모자라면 합성량이 증가하여 기공을 닫고 수분을 가둔다. 또한 식물의 스트레스 반응에도 관여하는 것으로 보고된 바 있다.
이 교수팀은 수분 부족, 고염도, 추위, 더위 등으로 식물이 스트레스를 받을 때 생산되는 아브시스산의 흡수를 조절하는 수송체(ABCG40)의 존재를 밝혀내는데 성공하였다.
아브시스산이 식물을 보호하기 위해서는 잎의 식물세포 안으로 들어와야 하는데, 이를 운반하는 수송체는 지금까지 규명된 바 없었다.
이 교수팀은 ABCG40 유전자를 발현하는 식물은 가뭄에 잘 견디는 반면에 돌연변이체 식물은 가뭄에 기공을 빨리 닫지 못해 수분을 잃어 시들고 노랗게 마른다는 사실을 발견하였다. 연구팀에 의하면 이는 ABCG40 유전자가 만드는 ABCG40 단백질이 아브시스산을 세포 안으로 빨리 흡수하여, 세포 안의 다른 스트레스 내성 유전자들을 활성화시키기 때문이다.
가뭄 조건에서 ABCG40 발현 야생종은 성장을 지속했지만, ABCG40 미발현 식물체는 마르고 갈변현상을 일으켰다. ABCG40 유전자를 발현하는 식물이 아브시스산(ABA)을 빨리 흡수하여 수분 손실을 최소화한 것이다.
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적외선 열화상 카메라로 잎의 표면온도를 찍은 결과, 처음에는 야생종과 ABCG40 미발현 돌연변이 잎의 표면온도에 차이가 없으나 시간이 지날수록 차이가 크게 벌어졌다. ABCG40 유전자가 아브시스산을 빠르게 흡수하여 기공을 빠르게 닫아 식물의 수분 소실을 방지함으로써 건조에 대해 내성을 확보한다는 의미다.
이번 연구결과는 아브시스산 수송체를 조절하면 가뭄이나 스트레스에 강한 식물을 재배할 수 있다는 새로운 가능성을 보인 것으로, ‘미 국립과학원 회보(PNAS)’에 1월 18일자 온라인 속보로 게재되었다.
교육과학기술부(장관 안병만)와 한국연구재단(이사장 박찬모)은 포항공대 생명과학과 이영숙 교수 연구팀이 아브시스산을 세계 최초로 발견하여 가뭄이나 사막 환경에서도 견디는 새로운 식물 재배의 가능성을 열었다고 19일 밝혔다.
아브시스산(ABA, abscisic acid)은 식물의 성장을 억제하고 스트레스 내성을 향상시키는 호르몬으로, 휴면 중인 식물에 많이 들어 있다. 식물 내 수분이 모자라면 합성량이 증가하여 기공을 닫고 수분을 가둔다. 또한 식물의 스트레스 반응에도 관여하는 것으로 보고된 바 있다.
이 교수팀은 수분 부족, 고염도, 추위, 더위 등으로 식물이 스트레스를 받을 때 생산되는 아브시스산의 흡수를 조절하는 수송체(ABCG40)의 존재를 밝혀내는데 성공하였다.
아브시스산이 식물을 보호하기 위해서는 잎의 식물세포 안으로 들어와야 하는데, 이를 운반하는 수송체는 지금까지 규명된 바 없었다.
이 교수팀은 ABCG40 유전자를 발현하는 식물은 가뭄에 잘 견디는 반면에 돌연변이체 식물은 가뭄에 기공을 빨리 닫지 못해 수분을 잃어 시들고 노랗게 마른다는 사실을 발견하였다. 연구팀에 의하면 이는 ABCG40 유전자가 만드는 ABCG40 단백질이 아브시스산을 세포 안으로 빨리 흡수하여, 세포 안의 다른 스트레스 내성 유전자들을 활성화시키기 때문이다.
가뭄 조건에서 ABCG40 발현 야생종은 성장을 지속했지만, ABCG40 미발현 식물체는 마르고 갈변현상을 일으켰다. ABCG40 유전자를 발현하는 식물이 아브시스산(ABA)을 빨리 흡수하여 수분 손실을 최소화한 것이다.
적외선 열화상 카메라로 잎의 표면온도를 찍은 결과, 처음에는 야생종과 ABCG40 미발현 돌연변이 잎의 표면온도에 차이가 없으나 시간이 지날수록 차이가 크게 벌어졌다. ABCG40 유전자가 아브시스산을 빠르게 흡수하여 기공을 빠르게 닫아 식물의 수분 소실을 방지함으로써 건조에 대해 내성을 확보한다는 의미다.
이번 연구결과는 아브시스산 수송체를 조절하면 가뭄이나 스트레스에 강한 식물을 재배할 수 있다는 새로운 가능성을 보인 것으로, ‘미 국립과학원 회보(PNAS)’에 1월 18일자 온라인 속보로 게재되었다.
- 임동욱 기자
- duim@kofac.or.kr
- 저작권자 2010-01-20 ⓒ ScienceTimes
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