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그늘에 대한 식물내성 기작

전문가 제언: ○ 식물이 그늘에 서로 다르게 대처하는 전략은 그늘회피와 내음성이다. 그늘에 노출된 모든 식물은 광도와 광질의 감소에 적응하기 위하여 광합성을 최적화하고 있다. 그늘에 놓일 때 대부분 초종은 개방된 서식지에서 그늘회피 생장반응인 그늘회피 행동양식을 보인다. 많은 초종에서 피토크롬 광수용체에 의하여 적색:원적외광 비율의 감소가 감지될 때 광을 향하여 생장하는 형질을 유인하여 그늘회피 식물은 전형적으로 줄기와 엽병의 빠른 신장생장, 잎이 위쪽으로 구부러지는 하편생장에 의하여 광을 쉽게 흡수하게 한다.

○ 그늘회피 반응은 거의 모든 작물에서 바람직하지 않은 특징이며, 내음성식물이 이들 반응을 어떻게 방지되는가를 이해하는 것은 농학적으로 매우 중요하다. 작물은 전형적으로 높은 재식밀도에서 재배되기 때문에 그늘회피 행동양식은 유인하는 광 신호에 노출된다. 따라서 뿌리와 잎 발달을 희생시켜서 줄기의 생장을 촉진하도록 탄소를 할당하게 유도한다. 대부분의 현대 녹색혁명 작물들은 반왜생의 형태를 보이지만 광과 경쟁을 하고 그늘회피 반응을 보인다.

○ 그늘회피 조절은 PIF단백질, 식물호르몬, 분자적 그늘회피 길항제가 주로 관련하고 있다. PIF단백질들은 그늘회피 반응에 매우 중요한 역할을 하며, 그늘회피 억제 및/또는 내음성 특성 촉진에서 중요한 영향을 미친다. 옥신, 에틸렌, 지베렐린과 같은 호르몬도 그늘회피 행동양식 조절에 매우 중요하다.

○ 우리나라에서 음지식물에 대한 연구는 원예작물, 관상식물, 정화식물, 지피식물을 이용하는 실용적인 분야에서 일부 이루어졌을 뿐이고, 그늘회피 행동양식과 내음성 기작에 관한 연구는 거의 이루어지지 않은 실정이다. 따라서 우리나라에서도 그늘에 대한 내성을 유도하는 작용기작과 조절경로를 분자 수준에서 밝히는 연구를 수행하여 그늘회피 형질의 억제와 최적미달의 광 조건에서 생장의 최적화를 도모하여 작물개량 육성에 활용될 수 있기를 기대한다.

저자: Gommers, C.M.M., E.J.W. Visser, K.R. St Onge, L.A.C.J. Voesenek, and R. Pierik
자료유형: 학술정보