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광발아의 호르몬 제어

전문가 제언: ○ 광호르몬인 지베렐린(gibberelin, GA)와 앱시진산(abscisic acid, ABA)는 식물의 발아, 생장, 발육과 스트레스 반응 등을 조절하는 데 중요한 역할을 하며, 대개는 서로 길항적 역할을 한다. 특히 발아에 대해 GA가 잠을 깨우는 호르몬이라면, ABA는 휴면하는 호르몬으로서, 광발아 제어도 이들 호르몬의 내생량 조절이 깊이 관여하는 것으로 밝혀졌다.

○ 이 논문에서는 발아에 광을 필요로 하는 광발아 종자의 적색광 수용체 단백질인 피토크롬을 비롯하여 GA/ABA의 생합성․대사와 이들 호르몬의 내생량 조절 및 상호작용에 대해서 상추와 애기장대의 종자에 대한 연구 예를 중심으로 소개하고 있다. 또한 광발아연구는 식물호르몬이 개입한 광응답기구뿐만 아니라 복잡한 종자발아기구 해명의 돌파구로 그 중요성이 강조되고 있다.

○ 광발아와 관련하여 적색광이 GA 생합성을 촉진함으로써 종자발아를 촉진하며, GA와 ABA 신호의 밸런스에 있어 GA 신호가 우세할 때 발아가 유도된다는 것이 밝혀졌다. 그러나 이러한 신호의 역치(threshold)를 결정하는 유전자발현 혹은 생화학적 현상을 파악하는 것이 중요과제로 여겨지고 있다.

○ 한편 광발아 종자에 있어 GA와 ABA의 상호작용과 이에 관여하는 생합성과 대사에 관여하는 효소활성과 이를 코딩하는 유전자발현의 증감 등을 종합하여 ‘적색광 처리(Pr→Pfr) → ABA 내생량 감소(GA 비의존적) → GA 내생량 증가 → ABA 내생량 감소(GA 의존적) → 발아’라는 광발아 유도기구로 GA와 ABA의 내생량 조절 모델이 추정되었다.

○ 그러나 이들 호르몬 내생량은 매우 복잡한 상호작용에 의해 조절되는 것으로 이해되고 있으나, 이에 대한 충분한 해명이 이루어지지 않고 있다. 앞으로 광과 식물생장호르몬 간의 상호작용에 대한 분자생물학적 기구 및 신호전달매개체에 대해 더 많은 연구발전이 요망된다. 더욱이 최근에는 GA와 ABA의 수용체가 발견되고, 그 신호전달 경로에 대한 연구진보와 아울러 피토크롬의 신호전달기구도 점차 밝혀지고 있어 앞으로 광발아 연구는 한층 진전될 것으로 기대된다.

저자: Tomonobu TOYOMASU
자료유형: 학술정보