■ 연구기관
△네덜란드, Wageningen University
△국립원예특작과학원, 한국생명공학연구원
■ 연구내용
식물은 꽃, 과실 뿐만 아니라 영양조직에서 휘발성 유기화합물(volatiles)을 생성하고, 방출하며, 이들 물질들은 식물체내 또는 식물체간의 정보를 전달하는 의사전달물질(chemical vocabulary or volatiles organic compound, VOC) 역할을 한다.
병해충, 기계적 상처 등에 의해서 휘발성 유기화합물(VOC)이 방출되어 식물체에 전달되어 외부스트레스에 방어인자가 작동되도록 식물시스템이 구성된다.
에틸렌(Ethylene)은 가스로 된 식물호르몬으로써 발아, 잎과 꽃의 노화, 과실 후숙 등 다양한 식물의 발달과정을 조절한다.
식물언어로써 에틸렌은 상처 또는 해충의 공격에 세포내의 에틸렌의 생성이 증진되며 이것이 공기중으로 날아가기 전에 이웃 세포에게 전파되어, 이웃 세포가 스트레스 조건의 영향을 경감 시킬 수 있는 적응 매카니즘을 유도하는 local signal 로서 작용한다.
증가된 에틸렌 생성은 병원균 공격에 있어서 식물의 초기, 활발한 반응이며 저항성 기작을 유도에 관여하는 것처럼 보인다.
최근에 에틸렌시그날과 자스몬산에 의한 식물의 저항성 기작에 관여하는 것으로 밝혀졌다.
국내·외에서 다양한 방향에서 식물언어에 대한 연구가 이루어지고 있으나 아직까지 식물체가 VOC 를 인식하고 생성하는 경로에 대한 연구는 미진하다.
■ 국내 기술수준과 전망
국내에서는 식물의 스트레스에 대한 저항성 유도에 있어서 식물언어로써 에틸렌, 자스몬산에 대한 연구가 이루어지고 있으며 국립원예특작과학원 저장유통연구팀에서는 토마토 과실에 있어서 두 gaseous hormones의 상호작용이 미치는 영향과 에틸렌 변이체를 활용한 식물언어 생성 메카니즘 구명 연구가 수행 중이다.
원예작물의 병충해 방제법, 수확 후 관리 등에 있어서 식물언어를 활용한 친환경적 방법이 제시될 수 있을 것으로 보인다.
■ 참고문헌 및 사이트
● Knoester M, Loon LC, Heuvel J, Hennig J, Bol JF and Linthorst H 1998. Ethylene-insensitive tobacco lacks nonhost resistance against soil-borne fungi. Proc. Natl. Acad. Sci. USA
● Farmer E. 2001. Surface to air signals. Nature.
● Dıaz J, Have AT, and van Kan J. 2002. The Role of Ethylene and Wound Signaling in Resistance of Tomato to Botrytis cinerea. Plant Physiol.
● Nambeesan S, AbuQamar S, Laluk K, Mattoo AK, Mickelbart M, Ferruzzi MG, Mengiste T and Handa AK 2012. Polyamines Attenuate Ethylene-Mediated Defense Responses to Abrogate Resistance to Botrytis cinereain Tomato. Plant Physiol.
■ 자료제공 : 국립원예특작과학원 저장유통연구팀 농업연구사 박미희
