본 기사는 ENN이 전하는 최신 환경뉴스입니다. 앞으로 본지는 ENN은 물론 전세계 환경전문 언론에서 전하는 세계 환경문제도 함께 전달, 보도할 예정입니다. (편집자주)
세계에서 가장 필수적인 곡물을 구하기 위한 새로운 전략
유전적인 통찰력은 쌀이 가뭄과 홍수에서 살아남도록 돕는다.
[2022년 5월19일 = ENN] 식물 - 그들은 스트레스를 다루는 독특한 기술을 가지고 있는 우리와 같다. 지구상에서 가장 중요한 농작물 중 하나를 극심한 기후 변화로부터 구하기 위해, 과학자들은 식물 자체의 스트레스 해소 전략을 짜고 있다.
UC(캘리포니아 대학교) 리버사이드가 이끄는 한 연구팀은 벼가 두 가지 유형의 스트레스 상황에 직면했을 때 벼의 뿌리에 어떤 일이 일어나는지 알아냈다: 그 상황은 홍수(너무 많은 물) 또는 가뭄(너무 적은 물)이었다. 이러한 관찰은 새로운 보호 전략의 기초를 형성한다.
"이 한 작물은 인류의 45% 이상의 주요 열량 공급원이지만, 그 수확은 위험에 처해 있다." UCR 유전학자이자 연구 책임자인 줄리아 베일리-세레스(Julia Bailey-Serres)는 말했다. "미국에서, 홍수는 매년 농부들의 농작물에 대한 피해 면에서 가뭄과 맞먹는다."
물에 잠긴 토양에서 벼가 번성하는 것이 가능하지만, 식물은 더 적은 식량을 생산하거나 물이 너무 오래 깊으면 심지어 죽기도 한다. 이 작업은 식물이 완전히 물에 잠기는 5일 이상 지속되는 홍수를 시뮬레이션했다. 그것은 또한 가뭄 상황을 시뮬레이션했다.
특히, 연구원들은 뿌리가 홍수와 가뭄과 관련된 스트레스에 대한 보이지 않는 첫 번째 반응이기 때문에 두 가지 유형의 조건에 대한 뿌리의 반응을 조사했다.
그들의 연구는 학술지 발달 세포(Developmental Cell)에 발표된 새로운 논문에 설명되어 있다.
한 가지 주요 발견은 스트레스에 대한 반응으로 쌀 뿌리에서 생성되는 코르크와 같은 물질인 수베린에 관한 것입니다. 이는 홍수와 가뭄으로부터 보호하는 데 도움이 된다.
"수베린은 뿌리가 뽑아낸 어떤 물이든 새싹에 도달하도록 돕고 새싹의 산소가 뿌리에 도달하도록 돕는 지질 분자이다, "라고 베일리-세레스는 말했다.
"만약 우리가 식물의 수베린 생성 능력을 강화한다면, 쌀은 모든 종류 날씨에서 생존할 수 있는 더 나은 기회를 얻게 될 것이다.“
연구자들은 수베린 생산을 제어하는 유전자 네트워크를 식별할 수 있었고 이 정보를 유전자 편집 또는 선택적 육종에 사용할 수 있었다.
"수베린에 대한 이해는 특히 토양 미생물에 의해 분해되기 어려워 식물이 뿌리에서 수베린 분자에 넣는 탄소가 땅속에 갇혀 있어서 흥미롭다. “
UCR 컴퓨터 생물학자이자 연구 공동 저자인 알렉스 보로우스키(Alex Borowsky)는 말했다.
"이것은 수베린을 증가시키는 것이 대기에서 탄소를 제거하고 저장함으로써 기후 변화와 싸우는 데 도움이 될 수 있다는 것을 의미한다.“
연구원들은 또한 쌀의 다른 스트레스 행동을 제어하는 유전자를 확인했다.
"우리의 흥미로운 연구 결과 중 하나는 벼가 물에 잠길 때, 뿌리 세포 성장 주기가 일시 정지되고, 그리고 새싹이 공기에 노출된 직후 다시 자란다는 것이다."라고 베일리-세레스는 말했다.
앞으로 연구팀은 이러한 스트레스 반응을 수정하는 것이 어떻게 식물이 습하고 건조한 조건 모두에 더 탄력적으로 만들 수 있는지 시험해 볼 계획이다.
베일리-세레스는 "이제 우리는 이러한 반응을 이해하므로 벼 게놈을 표적으로 변경하여 스트레스에 더 잘 견디는 식물을 만들기 위한 로드맵을 갖게 되었습니다."라고 말했다.
폭우와 가뭄이 모두 위협으로 증가하고 있지만, 베일리-세레스는 새로운 유전 기술이 너무 늦기 전에 회복력을 높일 수 있기를 희망한다.
“유전체 편집으로 우리가 작지만, 표적화된 변화를 만들고 질병으로부터 식물을 보호할 수 있다는 사실은 놀랍다. 우리의 농작물이 위협을 받고 있지만 새로운 기술은 우리에게 희망을 줄 이유를 준다.”라고 베일리-세레스는 말했다.
다음은 ENN과 UNIVERSITY OF CALIFORNIA - RIVERSIDE가 전하는 뉴스링크입니다.
https://www.enn.com/articles/70374-new-strategies-to-save-the-world-s-most-indispensable-grain
https://news.ucr.edu/articles/2022/05/19/new-strategies-save-worlds-most-indispensable-grain
본지 객원기자(외신) 이상현 소개
서울 영동고등학교를 거쳐 미국 Beverly Hills 고등학교를 졸업하고 Parks College of Aviation & Engineering,에서 항공우주공학 석사를 취득했다.
미국의 McDonnell Douglas (현 The Boeing Company)와 NASA와의 연구 협업 및 파견 근무 등 다양한 경력을 거친 후 현재 국내 지에프오엔엠㈜ / 총괄사업 이사로 근무중이다.
