체관 수 조절 유전자 발견…토마토, 벼, 콩, 감자 등 작물 생산성 향상 기대
포스텍 생명과학과 공동 연구팀이 식물 체내 에너지 분배를 촉진시켜 작물 생산성을 높이는 방법을 개발했다.
연구팀은 최근 식물 에너지 분배 통로인 체관의 수를 제어해 생산성을 높일 수 있다는 것을 증명했다.
지금까지 식물 생산성 증가를 위한 연구들 대부분은 식물 광합성 효율 향상, 스트레스 내성 증대, 과육 같은 저장 기관 발달 메커니즘 제어 등이었다.
문제는 식물이 쓸 수 있는 에너지는 한계가 있다는 점이다.
연구팀은 생산성 향상을 위해 가장 중요한 것은 에너지 분배이며, 이를 위해서는 식물 에너지 분배 통로인 체관을 제어하는 것이 필요하다고 판단했다.
연구팀은 애기장대라는 식물을 이용해 체관 발달 조절 및 억제 유전자 ‘JUL1’을 발견하고 토마토에도 똑같은 기능을 하는 유전자(SIJUL)가 있다는 것을 밝혀냈다.
또 SIJUL 조절로 토마토의 열매 수, 중량, 당도 등을 변화시킬 수 있다는 것을 확인했다.
연구팀에 따르면 SIJUL 유전자를 조절하면 식물 생육에는 영향을 주지 않으면서 작물 모양, 속성, 항산화 물질, 병충해 저항성 같은 유용 형질을 변화시킬 수 있다.
연구팀을 이끈 황일두 교수는 “SIJUL 유전자는 관다발 식물 대부분이 갖고 있는 것으로 이를 조절해 체관 수, 에너지 분배를 최적화한다면 토마토뿐 아니라 벼, 콩, 감자 등의 작물 생산성을 높일 수 있다”며 “유전자 교정기술과 조직 배양기술을 이용해 시장에서 활용 가능한 SIJUL 기반 육종 소재 및 품종을 개발하기 위한 연구를 확대할 것”이라고 말했다.
이번 연구 결과는 최근 생명과학 분야 국제학술지 ‘플랜트 바이오테크놀로지 저널’에 실렸다.
김웅희 기자 woong@idaegu.com