• 최종편집 : 2018.9.21 금 11:07
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[기고] 식물의 성장과 환경적 제약
농촌진흥청 국립농업과학원 생물소재공학과 이수인

우리가 살고 있는 지구는 현재 환경오염에 의해 평균온도가 점점 높아지는 지구 온난화 현상으로 전 세계적인 이상기온이 나타나고 있다.

강풍을 동반하여 체감온도가 영하 70도까지 떨어지는 기록적인 한파가 북아메리카와 유라시아 대륙 등을 강타하여 수많은 야생동물이 얼어 죽었을 뿐만 아니라 또 폭설로 인해 인명사고도 발생하였으며 경제적으로도 막대한 피해를 입혔다. 이와 같이 인간이 통제할 수 없는 추위와 가뭄 및 고온 스트레스 등의 환경적 제약은 식물의 성장과 발육을 저해하며, 작물의 수확량에 있어 해충과 병해보다 더 큰 영향을 끼치고 있다.

식물도 또한 사람처럼 스트레스를 경험할 수 있는데 식물이 스트레스를 다루는 방식은 식물의 세포에서 일어나게 된다. 식물세포 내 유전자들은 단백질을 만들어 세포의 여러 부분으로 보내고 이 단백질들은 생산과 수송 중에 소포체라는 세포소기관을 통과해서 이동하게 된다. 여기서 정상적인 조건 하에서 생성된 단백질들은 각자 위치로 이동하여 정상적인 기능을 수행하지만 식물이 각종 스트레스를 받게 되면 세포는 단백질을 정상적으로 만들지 않는다.

결국 식물체가 스트레스를 받으면 소포체 내에는 일종의 내장된 품질통제시스템이 이 문제에 감응하여 세포내에 경고를 보내고 그 경고에 반응하는 소포체 스트레스 인지센서라고 불리는 단백질이 리보핵산(RNA) 분자를 잘라낸 후에 다시 이어 붙이면서 일련의 염기서열을 만들어내게 된다. 이러한 절단-후-접합 현상이 스트레스 반응 유전자들을 활성화시켜 여기서 만들어지는 유전자 산물들이 내부 방어 조치로 식물이 생존할 수 있도록 돕는다. 즉 식물은 스트레스를 받을 때 생존할 수 있도록 자신의 에너지를 보존하여, 이로 인해 스트레스 조건하에서 활성화되는 일련의 반응들이 식물의 성장을 억제하여 결국엔 작물의 수확량 감소로 이어지게 한다.

따라서 이러한 반응이 작물의 수확량에 악영향을 미치지 않도록 식물이 받는 스트레스 반응의 일부를 무력화시키거나 스트레스를 받더라도 식물이 스스로 스트레스를 견디는 능력을 갖출 수 있는 연구를 지속해 나가는 것이 매우 중요하다. 이러한 연구를 통하여 작물의 수확량이 감소되지 않고 오히려 작물의 수확량을 늘릴 수 있을 뿐만 아니라 추위와 고온 등 각종 스트레스 하에서도 안정적인 식량생산으로 농가소득이 증대되고 농가의 경쟁력을 높일 수 있을 것으로 기대한다.

편집부  news@palnews.co.kr

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