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광합성 자연변이-기전 이용으로 수량 증대

전문가 제언: ○ C3-종의 광합성 증가는 작물수량을 증가시키는 방법으로 확인되어왔다. 광합성에 대한 대부분의 지식은 조절된 생장조건에서 자란 식물에서 유래하지만, 자연조건의 식물은 예측할 수 없이 빠르게 변화하는 환경에 직면한다. 식물은 자라는 광-환경에 적응하는데, 이는 양지와 음지 잎의 해부학적 형태학적 차이로 설명된다. 즉 온종일 일어나는 빠른 광-환경 변화에 대한 동적 식물반응이다. 차세대 시퀀싱(NGS), QTL 분석, 혁신적 표현형 선별의 적용은 다수확 작물육종의 기초방법에 대한 정보를 제공할 수 있다.

○ 본 리뷰와 직접 관련된 국내 연구자 논문은 드물고, 광합성에 관한 최근 논문은 “다양한 캐노피구조와 입목조건에 따른 흡수광과 입사광 프로파일의 감수성 분석, 김현석 등, Tree Physiology 31(1), 2011”, “광합성과 환경; 식물의 광-억제와 복구기전, 고창효 등, Journal of Plant Biology 55(2), 2011”, “인삼의 생육시기와 재식위치에 따른 엽록소 형광반응 및 광합성 특성, 오동주 등, 한국약용작물학회지 18(2), 2010”, “CO2와 온도 증가에 반응하는 포장-재배 고추에서 순-광합성의 효과, 윤성철, 안문일, 한국환경농학회지 28(2), 2009”, “팔레높시스 기내배양 시 광도(PPF)가 묘의 생장, 광합성 및 순화에 미치는 영향, 신윤경 등, 원예과학기술지 27(3), 2009” 등으로, 연구가 그다지 활발하지는 않다.

○ C3-식물의 최대 광합성능력에는 광범한 변이성이 있다는 분명한 증거가 있다. 이들 근원적인 변이의 유전적 기초 분석은 광합성증진 전략 개발에 새로운 정보를 제공할 수 있다. 그러나 C3-광합성능력 변이가 작물수량 증가에 이용된다면, 변하는 환경조건에 대해 식물이 최적으로 반응할 수 있도록 하는 기전 분석에도 중요할 것이다. 이것은 변하는 자연의 포장에서 식물이 최대생산성을 갖도록 진화된 새로운 기전 확인에 거대한 잠재력이 있다. 이 기전 확인은 식물 광합성 능력 개선에 기여할 것이고, 나아가 작물수량을 현저히 증가시킬 것으로 기대된다.

저자: Tracy Lawson, David M Kramer and Christine A Raines
자료유형: 학술정보