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벼의 규산 흡수기구

전문가 제언: ○ 규소(Si)는 모든 식물에 함유되어, 식물의 생물적 및 비생물적 스트레스를 경감시킬 수 있다. 특히 규소는 벼과 작물 등의 세포벽에 다량으로 축적되어 엽의 수광(受光) 형태 개선, 병해충 및 도복에 대한 저항성을 향상시킨다. 특히 벼의 잎과 벼 껍질 표면에 집적하여 과잉증산 방지, 조직 강화, 해충의 침해와 도열병균 침입의 저항성 향상 등에 도움을 준다. 이외에도 저온, 고온, 건조, 염 스트레스와 금속 독성의 경감, 영양분 불균형의 시정 등 벼의 생육에 중요한 역할을 한다.

– 특히 벼의 규소 다량집적은 안정적인 다수확에 불가결하고, 벼농사를 기본으로 하는 일본이나 우리나라에서는 규산은 농업상 중요한 필수원소의 위치에 있다.

○ 한편 벼는 규소를 지상부 건물 중 10% 이상 다량 축적하지만, 어떻게 그렇게 높은 규소흡수능을 가지고 있는지 등 그 흡수기구에 대해서는 잘 알려지지 않고 있었다.

○ 그러나 최근 벼의 규산흡수와 집적을 조절하는 운반체유전자(transpor- ter gene)가 분리 동정되었다. 이 유전자 Lsi1(low rice siolicon 1)은 aquaporin family에 속하고, 뿌리에서 구성적으로 발현되고, 표피보다는 주로 내피와 외피세포의 원심 측 세포막에 존재한다는 것이 밝혀졌다. 아울러 이 유전자를 억제하면 규산의 흡수가 억제된다는 것도 확인되었다.

– 따라서 이 유전자의 발현을 강화시키면, 전술한 바와 같이 각종 생물적(병해충 침해 등) 혹은 비생물적(도복 등 물리적) 스트레스를 극복할 수 있도록 저항력을 증강시킴으로써 내재해 혹은 농약 사용 감소 등 더욱 벼의 안정적인 다수확을 기할 수 있을 것으로 본다.

○ 그러나 이 논문에서 강조한 바와 같이 이 유전자만으로는 벼의 규산 흡수와 집적기구 모두를 설명할 수 없으므로 아마도 벼의 규산 흡수기구의 일부가 밝혀지게 된 것으로 보아야 할 것이다. 향후 벼 규산 흡수에 관여하는 보다 많은 유전자의 분리 동정이 기대된다.

저자: Naoki YAMAJI, Jian Feng MA
자료유형: 학술정보