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광합성 시에 잎에서의 이산화탄소와 물의 밸런스

전문가 제언: ○ 광합성 시 물은 햇빛의 도움을 받아 광분해과정을 거쳐 전자와 수소이온 그리고 산소가 만들어진다. 이 수소이온은 명반응 시 광인산화 과정에서 NADPH2를 만들어냄으로써 함께 생성되는 ATP와 더불어 암반응에서 CO2로부터 포도당을 합성하는 데 사용된다. 또한 물은 식물내 영양물질 등의 이동을 위한 용매역할 등 중요한 역할을 수행한다.

○ 그러므로 잎에서 수분증발 단위당 동화되는 CO2의 양을 나타내는 식물의 물이용 효율성은 건조환경 조건하에서 식물의 생산성을 조절하는 가장 중요한 특성 중 하나다. 이러한 특성은 수분이 부족한 상황에서도 육종이나 새로운 생물공학적인 방법으로 생산성을 계속 유지할 수 있는 식물을 만들어내는 능력의 지표가 된다.

○ 식용작물의 생산에 있어서 가장 큰 위협 중 하나가 물공급 부족이다. 따라서 이러한 물부족 조건하에서 작물이 성장을 계속 유지하도록 하는 문제가 매우 중요한 연구대상이 되고 있다. 학계에서는 이러한 물이용 효율성을 높이기 위해 분자생물학을 통해 유전학적인 메커니즘을 규명하려는 연구가 활발히 진행되고 있다.

○ 이와 더불어 새로운 Stomagen의 발견이나 CO2응답메커니즘의 규명 등도 물이용 효율성을 높이는 중요한 요인이 될 것이다. 국내에서도 농촌진흥청이나 학계에서 광합성에 관련된 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 2009년에 서강대학교에 설립된 한국인공광합성연구센터를 비롯한 학계에서의 연구가 활발하다.

○ 그러나 이와 같은 기초과학분야 연구는 제한된 학계의 연구비만으로는 수행되기 어렵다. 물 부족 현상과 함께 지구의 온난화로 우리나라도 아열대 농작물의 재배가 증가될 것으로 추정되므로 식량자원의 확보를 위해서도 C4식물이나 CAM식물의 광합성 메커니즘을 기존 식용작물에 도입하는 연구나 인공 광합성연구에 정부의 국책적인 적극적인 지원이 우선하여 이루어져야 할 것이다.

저자: Youshi Tazoe
자료유형: 학술정보