생명硏, 식물 뿌리가 장애물 회피하는 원리 규명

식물의 환경 적응 원리에 대한 이해도 제고 · 농업적 형질 향상에 적용 기대

뿌리의 장애물 회피 과정 동안 식물 내부에서 나타나는 옥신의 분포를 형광현미경으로 촬영한 사진

[아시아경제 김철현 기자] 국내 연구진이 뿌리가 자신의 성장 방향을 조절해 장애물을 회피하는 원리를 규명했다. 향후 식물이 어떻게 물리 자극을 인식해 반응하는 지 밝힐 수 있는 초석이 될 것으로 전망된다. 한국생명공학연구원(원장 김장성, 이하 생명연)은 식물시스템공학연구센터 이효준 박사팀이 이 같은 성과를 올렸다고 17일 밝혔다. 이번 연구 결과는 식물학 분야의 세계적 저널인 '뉴 파이톨로지스트'에 게재됐다.

식물의 뿌리가 장애물을 만났을 때 이를 어떻게 효율적으로 회피하는 지에 대해서는 아직까지 알려져 있지 않았다. 연구팀은 식물 성장 호르몬 '옥신'이 뿌리 내에서 빠르게 재분배돼 장애물을 만났을 때 뿌리가 한쪽 방향으로 휘어지게 한다는 사실을 발견했다. 옥신의 재분배가 옥신을 이동시켜주는 단백질(PIN 단백질)에 의해 이뤄지며 이 과정이 뿌리가 장애물과 만난 뒤 1시간 이내 시작된다는 것도 밝혔다.

또한 식물이 자극을 받았을 때 칼슘 신호가 활성화되는데, 이 칼슘 신호가 PIN 단백질에 의한 옥신 재분배를 유도한다는 사실을 밝혀 최초로 물리 자극과 식물 호르몬과의 접점을 규명했다. 이효준 박사는 "현재 규명하지 못한 식물의 물리자극 인지 분야에 실마리를 제공할 수 있는 발견"이라며 "식물의 물리자극은 덩굴성 식물의 행동, 뿌리의 장애물 회피, 해충피해 저감 등과 관계가 깊어 이에 대한 원리를 밝힌다면 다양한 농업적 형질을 향상시킬 수 있고 식물의 환경 적응 원리에 대한 이해도를 높일 수 있을 것"이라고 설명했다.

김철현 기자 kch@asiae.co.kr