케임브리지 대학의 새로운 연구에서는 콩과 식물의 질소 고정 결절의 형성과 기능에 호르몬 지베렐린이 중요한 역할을 한다는 사실이 밝혀졌으며, 이는 보다 생산적이고 환경 친화적인 농업 관행에 대한 잠재력을 제공합니다.
케임브리지 대학의 연구자들은 식물 호르몬인 지베렐린(GA)이 콩과 식물에서 질소 고정 뿌리혹의 형성과 성숙에 어떻게 중요한 역할을 하는지를 밝히면서 중요한 과학적 돌파구를 달성했습니다. 연구 결과, 출판 The Plant Cell에서는 콩과 식물 수확량에 혁명을 일으키고 지속 가능한 농업의 발전을 촉진할 것을 약속합니다.
nlsGIBBERELLIN PERCEPTION SENSOR 2(GPS2)로 알려진 최첨단 바이오 센서를 활용하여 연구자들은 GA가 결절 형성 및 발달의 다양한 단계에서 중추적인 역할을 한다는 것을 입증했습니다. 이 발견은 GA의 역할에 대한 이전의 상충되는 보고서를 해결하여 루트 내의 특정 시간과 위치에서 GA의 필수적인 존재를 강조합니다.
"결절 공생에서 GA의 기능에 대해 일부 혼란스럽고 상충되는 보고가 있었습니다"라고 Sainsbury Laboratory Cambridge University(SLCU)의 연구 그룹 리더인 Alexander Jones는 다음과 같이 말했습니다. 보도 자료.
“실험 결과에 따르면 GA를 추가하면 결절이 감소하고 GA를 제거하면 Medicago truncatula와 같은 콩류에서 결절이 증가하는 것으로 나타났습니다. 이는 GA가 결절에 대해 적대적임을 시사합니다. 그러나 완두콩에는 GA를 덜 생산하고 결절이 적은 콩과 식물 돌연변이도 있는데, 이는 GA가 결절 형성에 어떻게든 필요하다는 것을 시사합니다.”라고 그는 덧붙였습니다.
Jones의 동료이자 (SLCU) 연구원인 Colleen Drapek은 첨단 바이오센서를 활용하여 콩과 식물 뿌리에서 GA 분포를 지도화했습니다. 그녀는 세포 분열이 결절 형성을 시작하는 중요한 구역인 결절 원기에서 결절 발달의 초기 단계에 GA가 축적되는 것을 발견했습니다.
Drapek은 보도 자료에서 "결절 형성이 시작되는 즉시 결절 원기에는 GA가 축적되기 시작하지만 뿌리의 다른 곳에서는 GA가 거의 없음을 확인하기 시작합니다."라고 말했습니다. "뿌리 결절이 더욱 발달함에 따라 GA가 매우 높은 농도로 축적되고 성숙한 결절에 높은 수준으로 유지되는 것을 볼 수 있습니다."
이 연구는 단지 학술적인 것이 아닙니다. 그 의미는 변혁적일 수 있습니다. 콩과작물은 질소 고정 박테리아와의 공생 관계를 통해 자연적으로 질소를 얻어 뿌리혹을 형성합니다. 그러나 밀, 옥수수, 쌀과 같은 곡물에는 이러한 능력이 부족하고 비용이 많이 들고 환경에 해를 끼치는 합성 비료에 크게 의존합니다. 결절에서 GA의 역할을 이해하면 과학자들은 질소 고정 기능을 콩과 식물에서 곡물로 이전하여 잠재적으로 자가 수정 작물을 만드는 데 한 걸음 더 가까워질 수 있습니다.