경상국립대학교는 자연과학대학 생명과학부 정우식 교수와 김선호 연구교수 공동연구팀이 가뭄재해에 의해 식물의 곁뿌리(원뿌리에서 옆으로 가지를 쳐 나온 작은 뿌리) 발달이 억제되는 메커니즘을 최초로 규명했다고 3일 발표했다.

가뭄에 노출되면 식물은 곁뿌리 발달을 억제하고 주뿌리 신장을 길게 내리는 뿌리 발달 변화를 한다고 알려져 있다.

이런 뿌리 발달 변화는 식물체 수분 증발을 최소화하고, 깊은 땅속 수분을 활용하게 돼 식물이 가뭄에 오래 버틸 수 있게 한다.

하지만 전 세계 식물학자들이 국가 지원을 받으면서 이에 대해 연구를 진행했지만, 식물이 어떻게 가뭄을 인지해 뿌리 발달을 변화시키는지는 아직 명확하게 규명하지 못했다.

가뭄재해에 의해 식물의 곁뿌리(원뿌리에서 옆으로 가지를 쳐 나온 작은 뿌리) 발달이 억제되는 메커니즘을 최초로 규명한 경상국립대 정우식 교수.

정우식 교수 공동연구팀은 모델 식물인 ‘애기장대’를 이용해 가뭄이 곁뿌리 발달을 주도하는 옥신호르몬 신호전달 경로를 억제·조절해 결과적으로 곁뿌리 발달을 억제한다는 신호 경호를 세계에서 처음으로 밝혔다.

이렇게 곁뿌리 발달이 줄어든 식물체는 가뭄 저항성이 크게 향상된 것을 정 교수팀이 규명했다.

이번 연구를 통해 식물이 가뭄 내성을 유도하기 위해 어떻게 뿌리 발달을 억제하는지 그 경로와 작용기작을 세계 최초로 명확하게 규명했으며, 뿌리구조 변화하는 신개념의 가뭄 내성 작물개발 전략을 위한 원천 기술과 유용 유전자원을 제공하게 됐다.

정우식 교수는 “이 연구결과를 잘 활용하면 옥수수와 콩 등 다양한 작물의 가뭄 내성을 높여 농업 생산성 증대에 기여할 수 있을 것”이라며 “후속 연구를 통해 가뭄 내성이 증가한 비형질전환 작물 종자를 개발해 농업 대국에 판매할 것”이라고 밝혔다.

이번 공동연구팀 연구는 한국연구재단과 농촌지흥천의 지원을 받아 수행했다.

연구 결과는 유전학 분야 세계 최고 수준의 저널인 ‘뉴클레익 에시드 리서치’ 온라인판 9월호에 게재됐다.

진주=강승우 기자 [e-mail]