모든 환경스트레스 대응 형질전환 식물체 개발

국내 연구진이 세계 처음으로 가뭄, 저온, 고온, 수분결핍, 병원균 등의 종합적 환경스트레스에 견딜 수 있는 형질전환 식물체를 만드는데 성공했다.

경상대 BK21 육성사업단 윤대진(39·사진) 교수팀은 식물체에 존재하는 '엔디피케이(NDPK) 유전자'의 환경스트레스 신호전달 메커니즘을 처음 규명하고, 이 연구결과를 이용해 가뭄, 냉해, 염해 등의 모든 환경스트레스에 저항성을 가지는 식물체를 개발하는데 성공했다고 6일 밝혔다.

이번 연구는 과학기술부 자생식물이용개발사업단(단장 정혁)의 연구비 지원을 받아 이뤄졌으며, 논문은 이 대학 박사과정 학생인 문혜정씨를 제1저자로 미국 과학원회보(PNAS)에 실렸다.

또한 윤 교수가 기능을 규명한 유전자는 농촌진흥청 밭작물연구단(단장 곽상수)에 제공돼 현재 밭작물 환경재해 저항성 신품종 개발에 이용되고 있다.

논문에 따르면 식물은 고온이나 대기오염물질, 자외선, 제초제 등의 환경적 스트레스를 받게되면 과도한 활성산소가 생성되고, 이렇게 생성된 활성산소들은 유전자 등에 손상을 주며 엽록체의 광합성률을 떨어뜨린다.

이에 따라 식물은 이같은 환경스트레스로 발생하는 활성산소의 생성에 대응할 수 있는 신호전달체계를 통해 활성산소의 양을 조절하는 것으로 알려져 왔다.

그러나 식물이 어떻게 활성산소의 생성을 인식하고, 어떠한 신호전달 경로를 거쳐 외부 환경재해에 대응하는지는 지금까지 밝혀지지 않았다.

윤 교수팀은 이번 연구에서 그동안 식물체의 '블랙박스'로 알려져 있던 활성산소에 의한 식물체의 신호전달체계 연구 시스템을 확립했으며, 'NDPK 유전자'가 환경스트레스 신호전달에 핵심적인 역할을 한다는 사실을 밝히는데 성공했다.