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식물에서 발생단계 전환의 타이밍

전문가 제언: ○ 모든 생명체는 번식성공도(reproductive success)를 최대화하는 전략으로 자기 DNA를 퍼뜨린다. 번식성공도를 최대화하기 위해서는 생식 시기의 선택이 가장 중요한 사항이다. 너무 어릴 때 생식을 하는 것도, 또 너무 늙어서 생식을 하는 것도 모두 번식성공도를 최대화하는 전략에 위배된다. 연소기에서 성체기로 성장하는 과정도 건장한 성체기에 생식을 할 수 있도록 준비하는 단계이다. 이것이 자기가 퍼뜨린 DNA의 성공도 효율을 최대화하는 전략이다.

○ 특히 식물에서는 생식 시기의 선택을 가장 유리한 환경조건에 맞추어 진행하는 것이 번식성공도를 최대화하는 전략이 된다. 환경조건은 항상 변하지만, 환경의 변화 중에는 예측할 수 없는 불규칙한 변화도 있고, 예측할 수 있는 규칙적인 변화도 있다. 하루 24시간을 주기로 하는 일주기성 변화, 일년 365일을 주기로 하는 계절성 변화는 후자에 속한다. 식물의 생식에 가장 유리한 환경조건이란 계절의 선택이다.

○ 식물이 계절 선택에 사용하는 환경 큐 중 하나는 광주기의 변화이다. 적도로부터 떨어진, 위도가 주어진 위치에서 광주기의 연중 변화는 가장 정확한 환경 변화이다. 식물에서 광주기성 개화 조절이 진화한 것을 쉽게 이해할 수 있다. 봄에 발아하여 가을에 일생을 마치는 일년생 초본식물은 단일조건에서(가을), 겨울을 지낸 월동일년생 또는 이년생식물은 장일조건에서(봄) 개화가 일어난다. 후자의 경우 저온기간(겨울)을 경험해야 개화가 이루어지는 온도 변화를 이용한 개화 조절(춘화작용)이 진화되었다.

○ 식물의 개화 및 발생 전환 관련 애기 장대 돌연변이체연구를 통하여 개화 촉진경로(광주기성, 춘화작용)와 개화 억압경로 및 이에 관련된 유전자들이 알려졌다. 개화 억압경로는 식물이 줄기정단 조직의 개화능력을 조절함으로 불리한 시기에 개화가 일어나지 않게 하는 조절경로이다.

○ 마지막으로, 이때까지 많은 식물학자에게 오랫동안 수수께끼로 있었던 개화신호 ‘플로리젠’의 정체가 FT 유전자의 mRNA이라는 것도 여기서 밝혀졌다.

저자: Baurle, I; Dean, C
자료유형: 학술정보