□ 농촌진흥청(청장 김경규)은 LED 광원에 반응해 식물의 생장과 발달에 영향을 미치는 유전자를 찾아 그 기능을 과학적인 연구로 밝혔다.

○ LED (Light Emitting Diode, 발광다이오드)는 전류가 흐를 때 빛을 내는 반도체의 일종으로 조명으로 많이 사용된다.

○ 환경 변화에 따른 식물 반응(대사체기술, Metabolomics)의 농업적 이용기술 개발의 하나로 진행된 이번 연구는 시설재배지 내 LED 광원을 보강하면 원예작물 등의 성장이 빨라지는 현상이 발생해 그이유를 과학적으로 구명하고자 한 것이다.

□ 우선 배추의 세포벽완화유전자(expansin superfamily) 중 LED 단일광원(백색광, 초적색광, 청색광, 적색광 등) 처리 시 강하게 발현되는 ‘BrEXPA1 유전자’를 찾았다.

○ BrEXPA1 유전자는 배추의 53개 세포벽완화유전자 중 하나로 세포벽에 위치하며, 이 유전자가 식물이 광합성 할 때 빛을 수용해 식물의 성장과 발달에 영향을 미친다는 연구결과는 이번이 세계 최초이다.

□ 배추의 어린 모종에 LED 광원을 처리한 결과, BrEXPA1 유전자는 백색광, 초적색광보다 적색광, 청색광에서 강하게 발현됐다

○ BrEXPA1 유전자가 과발현된 애기장대 식물체를 관찰한 결과, 애기장대 잎의 길이와 폭 그리고 잎자루의 길이가 증가하고 뿌리의 발달이 대조구보다 10∼20% 정도 증진됐다.

○ BrEXPA1 유전자가 식물이 광합성 할 때 LED 광원(청색광, 적색광)을 수용해 식물의 생장과 발달에 중요한 역할을 할 뿐만 아니라 과발현 시에도 식물 생장에 영향을 미친다는 것을 확인할 수 있었다.

□ 농촌진흥청은 연구 결과를 국제학술지인 ‘Plant Growth Regulation (논문표준화지수=70)’에 게재해 학술적으로 인정받았으며, 특허등록을 완료했다.

□ 농촌진흥청 생물소재공학과 정미정 과장은 “이 연구결과가 원예, 화훼작물의 재배 등에서 꽃의 크기, 수량, 생장 속도 등이 좋아지는 기반 기술로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.”라고 말했다

<참고자료> LED 광원이 식물의 생장에 미치는 영향 구명