“식물 내의 생체시계를 조절하면, 낮의 길이가 짧아도 꽃을 피우고 열매를 맺게 할 수 있다.”
이 같은 식물의 생체시계 메커니즘이 경상대 김외연, 포항공대 남홍길 교수 등에 의해 규명돼 세계적 학술지 <네이처> 19일자 온라인판에 게재됐다.
생체시계란 생물체가 시간을 감지하고 생체리듬을 유지하는 능력으로 주로 빛 신호가 생체시계를 맞추는 주요한 기준이 된다. 식물에서는 생체시계 유전자의 기능이 다양하지만 특히 꽃이 피는 시기를 조절하는 것으로 알려져 있어 농작물의 수확량 증대와 관련해 깊이 연구돼 왔다.
즉 식물은 겨울이 끝나고 낮의 길이가 길어지면 이를 정확하게 감지해 꽃을 피우는데, 개화 유전자를 조절할 수 있다면 계절이나 재배지역의 위도와 상관없이 꽃을 피워 열매를 맺게 할 수 있는 것이다.
이번 논문에서 연구팀은 개화 시기를 조절하는 가장 중요한 유전자인 자이겐티아(GI)가 청색 빛을 감지하는 자이툴룹(ZTL)에 관여함으로써 생체시계 기능을 유지하는 과정을 밝혀냈다. 지금까지 개화 관련 유전자는 10여개가 알려졌지만 유전자들 사이의 작동 메커니즘은 거의 밝혀지지 않았었다.
연구팀은 “개화시기의 조절 메커니즘을 규명하는 데 한 발 다가섰다”며 “개화시기는 낮의 길이에 의존하는데 이를 자유롭게 제어할 수 있다면 작물의 재배영역을 넓히고 농업 생산성을 높이는 데 응용될 수 있다”고 연구 의의를 밝혔다.
김희원기자 hee@hk.co.kr김외연 교수
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