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꽃의 개화시기를 조절해 작물 수확량을 획기적으로 늘릴 수 있는 연구 결과가 발표됐다.
농촌진흥청(청장 박현출)은 송영훈(미국 와싱턴대학 박사후 연수과정ㆍ사진) 박사의 '식물의 계절변화 인지와 개화시기 조절 체제를 규명해 작물의 수확량을 증대'할 수 있는 연구내용이 사이언스지 5월호에 게재됐다고 25일 밝혔다.
송 박사의 이번 연구는 농진청에서 지원하고 있는 차세대 바이오그린21사업을 통해 이뤄졌다. 이 사업은 세계 4위권 그린바이오 기술 국가 진입을 위해 국가원천기반기술 발전과 농산업 경쟁력 강화를 목표로 산ㆍ학ㆍ관ㆍ연이 함께 추진하는 대표적인 농업생명공학 국가 연구개발(R&D) 사업이다. 송 박사는 차세대 바이오그린21사업의 7개 사업단 중 하나인 경상대 시스템합성농생명공학사업단(이상열 교수)에서 연구비를 지원받았다.
송 박사의 논문 제목은 'FKF1 단백질이 광주기적 개화시기 조절 메커니즘에서 'CONSTANTS' 단백질의 안정에 관한 중요한 시간 정보를 전달한다(FKF1 conveys crucial timing information for CONSTANTS stabilization in the photoperiodic flowering)'이다.
꽃이 피는 것에 관련한 유전자는 현재 90여종이 있다. 이 가운데 FT(Flowering Locus T) 유전자가 활성화되면 꽃이 빨리 피고 그렇지 않으면 늦게 핀다. 송 박사는 이 FT 유전자의 조절에 빛을 인지하는 광수용체들 중의 하나인 FKF1 단백질이 핵심적인 역할을 수행한다는 사실을 밝혀냈다.
많은 식물들은 씨앗 또는 열매 생산을 최대화하기 위해 적합한 계절을 선택해서 개화하는데 이는 식물이 밤낮의 길이 변화를 인지해 FT 유전자의 발현을 조절함으로써 일어난다는 것이다.
송 박사는 '애기장대' 식물을 모델로 식물로 연구했다. 이 잎에서 FT 유전자의 발현은 낮의 길이가 밤보다 더 긴 봄이나 여름 같은 장일조건에서 CONSTANTS라는 전사조절 단백질에 의해 유도된다는 사실을 알았다. 이 때 빛의 파장 중 파란빛(blue light) 수용체인 FKF1이 CO와 결합해 단백질체를 안정화시키고 FT 유전자 발현 저해 단백질들을 분해시킴으로써 FT 유전자의 안정적 발현을 돕는다는 것을 규명했다.
농진청은 "이번에 밝힌 개화조절 유전자의 조절 체제가 우리나라 주곡인 벼ㆍ밀ㆍ보리ㆍ감자ㆍ배추ㆍ토마토를 포함하는 다양한 식물들에 존재하고 있으므로 이들의 조절 체제 연구가 작물의 생산량 증대연구에 매우 유용하게 사용될 것으로 기대한다"고 설명했다.
