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식물호르몬 시토키닌의 분자적인 이해

전문가 제언: ○ 농촌진흥청은 2009년 10월에 우리 농업기술의 미래 발전 방안을 모색하기 위하여 나노기술(NT), 생명공학기술(BT), 정보기술(IT)의 융합을 통한 녹색농업 성장을 주제로 "첨단기술 융합 농업신소재 개발" 국제 심포지엄을 개최하였다.

○ 위 심포지엄의 "식물생명공학을 이용한 작물의 재해저항성 증진" 분과에서는 지구온난화에 따라 해마다 빈번해지는 기상재해를 대비하기 위하여 유전자발현 제어 등 국내외에서 개발된 생명공학기술 이용 신형질 작물이 소개되었다. 일반적으로 농업적 유용유전자는 개당 수십만 불 이상의 가치가 있어 식물생명공학 분야는 성장 잠재력이 가장 높은 미래의 농업분야 중의 하나로 알려져 있다.

○ 시토키닌들은 식물호르몬으로서 어린 줄기가 생성되거나 뿌리가 자라는 것과 같은 다양한 생리작용과 식물성장에 관여한다. 시토키닌의 신호는 원핵세포의 두 가지 구성 시스템과 유사하게 인산을 주고받는 방식(phosphorelay)에 기초하고 있다.

○ 캐스케이드를 이루는 주요 성분들은 이전에 확인되었지만, 최근 들어서 시토키닌들의 분자적인 작용원리가 이해되기 시작했다. 예를 들면, 시토키닌들은 옥신의 신호와 이동을 모두 억제함으로써 뿌리 분열조직이 성장하는 동안 세포분화 속도를 조절한다. 반면에 배아 발육의 초기단계에서는 옥신이 시토키닌의 신호를 상쇄시킴으로써 배아의 뿌리 줄기세포가 충분히 자라도록 한다. 시토키닌들과 옥신 간의 길항작용은 곁뿌리가 생기거나 새 잎이 만들어질 때에도 작용하는 것 같다.

○ 미국 농업 연구청은 2010년 3월 보고서에서 시토키닌이 가뭄에서 목화의 수율을 증가시키는 데 도움이 된다고 보고하였다. 미국에서 생산되는 목화의 절반은 텍사스 주의 건조한 고원에서 재배되고 있다. 어린 목화 종묘들은 뿌리가 왜소하여 토양 내 이용 가능한 물에 도달이 어렵다. 이때 시토키닌은 어린 식물로 하여금 빠르게 땅 깊숙이 뿌리를 내리게 함으로써 물에 접근하는 것을 가능하게 한다. 또한 식물 표면에 존재하는 왁스의 생성도 자극하여 수분의 손실을 감소시키는 작용을 돕는다.

저자: Serena Perilli et al.
자료유형: 학술정보