식물 세포 활동에 필요한 통기조직 발달 메커니즘 밝혔다

단백질 함량이 높은 개구리밥. 국립생물자원관 제공

국내 연구진이 호르몬을 사용해 식물 통기 조직의 형성 과정을 조절하는 데 성공했다. 부양식물인 개구리밥을 사용한 연구에서 통기 조직의 발달 및 발달 조절 메커니즘을 처음으로 확인한 것이다. 

서울대는 이유리·황대희 생명과학부 교수 공동 연구팀이 개구리밥의 통기 조직 발달에 중요한 요소 중 하나로 식물 호르몬을 지목하고 연구 결과를 지난달 25일 국제학술지 '식물 생리학'에 발표했다고 8일 밝혔다. 

통기 조직은 식물 세포의 활동에 필요한 기체들을 기체 교환이 어려운 환경까지 수송해주는 역할을 한다. 일반적으로 주변 공기가 희박한 뿌리에서 발달이 관찰되며 실제 관련 연구도 뿌리에서 많이 진행됐다. 식물의 지상부 통기 조직의 발달에 대해서는 알려진 바가 적었다.

연구진은 경기 화성시 비봉면 일대에서 자생중인 큰개구리밥을 채집해 발달 단계를 정의하고 그에 따른 통기 조직의 발달을 육안으로 관찰했다. 조직을 잘라내 그 조각을 미세 컴퓨터단층촬영영상(CT) 장치를 사용해 조직의 크기 생장과 네트워크 형성을 관찰했다.

분석 결과 개구리밥 통기 조직은 생장 과정에서 세포 사멸로 인해 개별적으로 발달하며, 이후 각 조직이 서로 연결되면서 형성되는 것으로 나타났다. 연구진은 또 식물 호르몬이 세포 분열과 세포의 사멸을 조절해 통기 조직의 발달과 네트워크 형성을 조절하는 것을 호르몬 처리 실험과 호르몬 합성 저해제 처리 실험을 통해 확인했다.

연구팀은 "이번 연구 결과는 식물의 지상부 통기 조직을 관찰한 것을 넘어 최초로 식물 호르몬에 의한 세포 분열 및 사멸의 메커니즘을 통해 통기 조직의 발달을 조절함을 확인했다"고 설명했다. 이어 "높은 단백질 함량으로 최근 주목받는 개구리밥의 생활사에 중요한 부양 조절 메커니즘을 확인해 효율적으로 재배하는 기술에 활용될 것으로 기대한다"고 덧붙였다.

[박정연 기자 hesse@donga.com]