식물을 가뭄게 잘 견디게 하는, 새롭지만 아주 단순한 방법이 발견 됐다고 합니다.
바로 식초의 주성분인 '아세테이트(acetate)'로 재배하는 것인데요.
(연구진은 식물에 초산(왼쪽에서 네 번째)을 주는 것만으로 가뭄에 대한 내성을 높일 수 있다는 사실을 확인했다. 왼쪽부터 물, 염산, 포름산, 초산, 부티르산, 젖산, 구연산을 준 뒤 14일 동안 물을 주지 않았더니 초산을 준 식물만이 살아남았다. 출처 : 일본 이화학연구소)
- 일본 이화학연구소(RIKEN) 환경자원과학센터(CSRS) 김종명, 세키 모토아키 연구원이 이끈 연구진은 식물에게 ‘식초’를 뿌리는 것만으로 가뭄과 같은 건조 조건에 대해 더 큰 내성을 유도할 수 있었다고 ‘네이처 플랜트’ 온라인판 6월 26일자에 발표했다고 합니다.
이전 연구에서 연구진은 식물 연구에 많이 쓰이는 실험식물인 애기장대 중에서 가뭄에 강한 저항성을 보이는 돌연변이를 발견했다.
이 식물은 ‘HDA6’라는 효소에 돌연변이가 있었는데 연구진은 이 돌연변이가 어떻게 물이 없는 가혹한 조건에서 정상적으로 자랄 수 있는 지 확인하고자 했다.
먼저 정상적인 애기장대를 건조 상황에 두고 실험한 결과, hda6 유전자가 아세테이트 생산 경로를 활성화하는 데 관련 있는 것으로 나타났다.
동일한 건조 상황에서 돌연변이된 식물은 아세테이트 생산 경로가 더 많이 활성화됐고 결국 더 많은 아세테이트를 생산했다.
추가 분석 결과, HDA6 효소의 활성도가 어떤 대사 경로를 활성화할 것인지를 결정하는 스위치 역할을 하는 것으로 나타났다.
일반적으로 식물은 에너지를 생산하기 위해 당을 분해하지만 건조해지면 아세테이트를 생산하는 경로로 바뀐다.
또 연구진은 건조 상황에서 식물이 만드는 아세테이트의 양이 생존율과 직접적으로 관련 있음을 발견했다.
아세테이트 생산 경로에 관여하는 2개의 유전자에 돌연변이가 있는 식물로 확인한 결과, 이 식물은 아세테이트를 적게 생산했으며 정상 식물보다 건조에 더 민감했다.
- 이에 연구진은 식물에서 아세테이트의 양을 늘리면 가뭄에서 살아남을 수 있다고 생각했다.
이 가설을 확인하기 위해 정상 식물에게 각각 아세트산(초산)과 다른 유기산, 그리고 물을 주면서 기른 뒤 건조한 상태로 14일을 뒀다.
그 결과, 놀랍게도 다른 식물은 모두 죽었지만 초산을 준 식물은 70% 넘게 살아남았다.
연구진은 다른 식물에게도 애기장대에 있는 HDA6 스위치가 관여하는 신호전달 경로가 보존돼 있다는 사실을 확인했다. 쌀, 밀, 옥수수를 대상으로 적절한 농도의 초산을 주며 재배한 실험 결과에서도 가뭄에 대한 저항성이 높아지는 것으로 나타났다.
김 연구원은 “가뭄에 강한 식물을 만들기 위해 유전자 변형 기술을 쓸 수 있지만 유전자 변형 식물은 여러 나라에서 이용할 수 없다.
우리가 발견한 식물에게 초산을 주는 방식이 다양한 식물의 가뭄 저항성을 높이는, 간단하면서 비용이 적게 드는 방법이 될 것으로 기대한다”고 말했다.