전지가 식물생장에 미치는영향 식물생리학적접근

과학자들은 주지(主枝)가 기본적으로 식물의 성장을 지배한다는 사실을 밝혀왔다. 왜냐하면, 주지(主枝)가 식물의 꼭대기에 위치했기 때문이라기 보다는 맨처음 생겼기 때문이라고 할 수 있다.

영국의 요크대학과 캐나다의 캘거리 대학 연구팀들은 서로 협력을 하였으며, 왜 전지(가지치기)가 식물 성장을 촉진하는지에 대한 설명을 도울 수 있는 증거들을 발견하기 위해 자신들의 분자유전학에 대한 전문기술과 컴퓨터 모델링을 결합하였다.

호르몬들의 활동과 상호작용을 이해하는 것은 다양한 작물에 있어 가지가 뻗어나가는 패턴을 변화시킬 목적으로 실시되는 원예기술에 대해 알 수 있게 해준다.

Ottoline Leyser 교수와 Przemyslaw Prusinkiewicz 교수가 이끌고 있는 그리고 PNAS지에 논문을 게재한 이 연구팀은 식물에 있어 모든 나뭇가지 끝은 서로의 성장에 영향을 준다는 사실을 발견하였다.

요크대학 생물학과 Leyser 교수는 다음과 같이 말하였다.

“식물의 주요 성장가지들은 식물의 꼭대기 밑의 나뭇가지 성장을 방해할 수 있다 ? 우리가 가지의 성장을 위해 전지를 하는 이유가 바로 이것 때문이다. 뿐만 아니라, 우리가 흥미를 가지는 것은 사실 이러한 주지(主枝)가 다른 나뭇가지의 성장에 이러한 영향을 어떻게 미치는지에 대해 알아보는 것이다. 1930년대 이래로 식물호르몬 옥신(auxin)은 식물의 적극적인 성장에 의해 발생되어진다는 사실이 알려져왔다. 그리고 이 호르몬은 가지가 자라는 것을 방해하기위해 꽃눈에 간접적인 영향을 가지는 주지(主枝) 밑으로 이동하게 된다는 사실 또한 알려져왔다. 뿐만 아니라, 이상의 호르몬들이 이러한 영향을 미치는 수많은 방법들이 존재하고 있으며, 우리 연구진은 이러한 방법들 중 새로운 경로를 발견하였다.”

본 연구는 가지끝을 자유롭게 하는 것이 주지(主枝)에서부터 .옥신을 나올 수 있게 할 것임을 제안하였다. 하지만, 만약 엄청난 양의 옥신이 이미 주지(主枝)에 존재한다면, 추가적으로 자라나는 가지 끝에서 배출되는 옥신이 더 이상은 발생하지 않을 것이다.

Leyser 교수는 다음과 같이 말로 마무리를 지었다.

“이러한 메커니즘을 사용하는 식물에 있어 모든 정단(頂端)들은 서로 경쟁을 하게 된다. 왜냐하면, 아래 위쪽의 모든 정단(頂端)들이 서로의 성장에 영향을 주기 때문이다. 이러한 사실은 가장 강한 가지로 하여금 활발하게 성장할 수 있게금 하여준다. 그것들이 식물의 어디에 붙어있더라도 말이다. 주지는 식물성장의 거의 모든 부분을 지배하고 있다. 왜냐하면, 주지는 식물의 꼭대기에 위치했기 때문이라기 보다는 맨처음 생겼기 때문이다. “

연구팀이 최근 발견한 식물호르몬인 스트리고락톤(strigolactone)은 식물의 정단(頂端)에서 새로운 옥신수송경로가 만들어지지 않게 함으로써 최소 얼마간 활동을 하게 된다. 그 결과, 옥신의 원천들끼리의 경쟁을 강화하게 되며, 분지는 줄어들게 된다.

본 연구는Swedish 대학 농업과학부, 숲유전학 및 식물생리학과 과학자들이 참여하였다.

본 연구는 영국의 생명공학 및 생물과학 연구위원회와 캐나다의 자연과학 및 자연공학 연구위원회에서 재정지원을 받았으며, “Control of Bud Activation by an Auxin Transport Switch”라는 제목으로 PNAS 지에 게재되었다.