전남대는 장규필 생명과학기술학과 교수팀이 엽록체가 단순한 광합성 기관을 넘어 환경 스트레스 저항성을 결정하는 핵심 세포소기관임을 규명했다고 30일 밝혔다.
엽록체는 식물의 발달과 성장에 필요한 에너지를 생산하는 광합성 세포소기관이다. 연구팀은 중요 식량작물인 벼를 활용한 연구로 '철 기반 슈퍼옥사이드 디스뮤타아제 효소 유전자(OsFeSOD3)' 단백질이 엽록체 유전자 발현을 담당하는엽록체 DNA에 의해 암호화된 RNA 합성 효(PEP) 집합체의 구성 요소로 작용하며, 엽록체 발달을 조절하는 핵심 인자임을 규명했다.
OsFeSOD3 단백질이 엽록체 내 활성산소(ROS)를 제거하는 항산화 효소로 작용해 식물의 환경 스트레스 저항성을 조절한다는 사실도 함께 확인했다. 실제로 OsFeSOD3 발현이 증가된 벼는 비스트레스 조건에서도 생장과 생산성을 유지하면서 스트레스 조건에서는 높은 저항성과 향상된 생산성을 동시에 보였다.
연구팀은 OsFeSOD3가 엽록체 발달과 ROS 조절을 동시에 제어하는 '이중 조절자'로 작용함을 제시하며, 생장과 스트레스 저항성 간의 상충 관계를 극복할 수 있는 가능성을 입증했다.
장규필 교수는 “이번 연구는 작물 연구의 오랜 과제였던 생장·생산성과 스트레스 저항성의 동시 향상 가능성을 제시했다는 점에서 의미가 크다”며 “향후 기후변화에 대응하는 고생산성·내재해성 작물 개발의 중요한 학문적 기반이 될 것으로 기대한다”고 밝혔다.
광주=김한식 기자 hskim@etnews.com
