전남대 서미정 교수팀, 육상식물 ‘왁스 생합성’조절 인자 규명

"식물보호 ‘큐티클층’형성 비밀 풀었다"
" ‘가뭄 등 외부환경 스트레스 강한 농작물 개발 가능성’제시"

전남대 서미정 교수

[아시아경제 노해섭 기자]외부 환경 스트레스로부터 육상식물을 보호하는 표피세포의 ‘큐티클층’이 어떻게 형성되는지를 규명한 연구결과가 나왔다. 가뭄에 강한 농작물 개발 가능성을 열어준 것이어서 주목된다.

전남대학교 농업생명과학대학 바이오에너지공학과 서미정 교수팀은 최근 육상식물의 큐티클층을 형성하는 왁스 생합성이 전사조절기작에 의해 조절된다는 사실을 규명한 논문을 발표했다. 이 논문은 식물 과학 분야 상위 4.9%의 저명 국제학술저널 ‘플랜트 저널’(The Plant Journal, 5년 평균인용횟수: 6.468) 11월호에 실렸다.

▲큐티클 층: 식물의 줄기나 잎, 특히 잎의 표피조직 표면에 잘 발달된 큐틴의 퇴적층으로 수분증산, 병원균의 침입 등을 막아 식물을 보호하는 중요한 기능을 한다.

수생식물이 육상식물로 진화하는 과정에서 다양한 외부환경 스트레스로부터 식물을 보호하기 위해 표피세포의 가장 바깥 외벽에 소수성 지질들로 이루어진 큐티클층이 형성되는데, 서미정 교수팀이 그 비밀을 풀어낸 것이다.

서 교수팀은 이번 연구에서 애기장대(연구를 위한 모델식물)의 기능결핍 돌연변이체를 이용, 조직 특이적으로 큐티클 왁스 생합성을 조절하는 WRI4 (WRINKLED4) 전사조절인자의 기능을 규명했다.

서 교수는 “이 연구를 통해 WRI4가 식물 줄기에서 큐티클 왁스 생합성 관련 유전자들의 발현을 직접 조절함으로써 큐티클 왁스 축적을 활성화시킨다는 사실을 밝혀냈다”고 설명했다.

서 교수팀의 이 연구 결과는 지구온난화, 사막화 등이 농업 생산량을 감소시키는 주요인으로 인식되는 상황에서 가뭄과 같은 외부환경 스트레스에 대한 저항성이 증가된 농작물의 개발 가능성을 제시한 것이어서 학계의 주목을 받고 있다. 또한, 다양한 큐티클 지질 성분들로부터 바이오디젤, 플라스틱, 화장품 등의 산업원료를 추출하는 데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

서 교수는 지난 2011년과 2014년에도 △가뭄 스트레스 하에서 큐티클 왁스 생합성을 증가시키는 데 관여하는 전사조절 활성인자 △MYB96과 광주기에 의해 큐티클 왁스 생합성을 조절하는 AP2/ERF 계열의 전사조절 억제인자 △DEWAX(Decrease Wax Biosynthesis) 등을 세계적 권위의 학술지 ‘플랜트 셀’(The Plant Cell, 5년 평균인용횟수: 9.88, 식물과학 분야 상위 1.9%)에 각각 보고한 바 있다.

서 교수는 이 연구 결과들은 대중들이 쉽게 이해할 수 있도록 2017년 2월 10일 한국연구재단 주관 ‘금요일의 과학터치’프로그램에 출연해 소개할 예정이다.

한편, 이 연구는 농촌진흥청 차세대바이오그린21 농생물게놈활용연구사업단 및 한국연구재단의 연구비 지원으로 수행됐다.

노해섭 기자 nogary@