농촌진흥청(청장 허태웅)은 특정 음파와 식물 생장 촉진 사이의 상관관계와 원리를 과학적으로 입증하는 데 성공했다고 발표했다.

인간은 인지 불가능한 소리와 색을 식물은 구별이 가능하다는 사실은 기존 연구를 통해 다양하게 보고되었다. 이에 농촌진흥청은 음파를 이용해 수확한 토마토의 익는 속도를 늦추는 기술을 개발, 그 과학적 원인을 구명하는 농업형질 개선 기술을 연구해왔다.

이를 위해 연구진은 애기장대 종자에 특정 음파를 처리, 해당 모델의 뿌리 길이가 길어진 것을 확인했다. 이후 그 원인을 밝혀내기 위해 음파 처리된 애기장대의 유전자 발현량을 조사한 결과 옥신 생합성 유전자의 발현은 늘고 사이토키닌 생합성 유전자 발현은 줄어드는 것을 발견했다. 옥신(auxin)과 사이토키닌(cytokinin)은 식물의 생장‧발달에 밀접한 관련이 있는 식물호르몬으로 옥신의 비율이 사이토키닌보다 높으면 뿌리 생장이, 낮으면 줄기 생장이 촉진된다.

이로써 연구진은 특정 음파처리를 통해 해당 유전자의 발현과 옥신과 사이토키닌의 전달을 조절, 식물의 뿌리 성장을 촉진할 수 있다는 사실을 입증했다.

이후 호박 종자에도 동일 기술을 적용한 결과, 종자 발아 시기가 빨라지고 뿌리가 길어진 것이 관찰돼 음파처리에 의한 식물 생장 촉진 효과는 다른 작물에서도 나타나는 것으로 확인됐다.

이 기술 이용 시 외래 유전자 도입 등 복잡한 과정 없이 유전자의 인위적인 발현 조절로 농업형질 개선이 가능하다.

이번 연구 결과는 국제분자과학학회지에 게재, 특허등록을 완료했다.

농촌진흥청 생물소재공학과 정미정 과장은 “특정 음파처리에 의한 작물의 생장 촉진은 비료 사용 절감, 비료 남용에 따른 토양오염 등을 방지할 수 있어 지속 가능한 농업생태계 유지에 적합한 기술이라고 할 수 있다”라며, “지속적인 연구를 통해 농업 현장에 적용 가능한 기술로 발전시킬 수 있도록 노력하겠다”라고 말했다.

한국생명공학연구원 이효준 박사는 “농업형질 개선을 위해 기존에 이용하던 전통 육종은 긴 기간과 비용이 소요됐으나 음파처리 기술은 이를 획기적으로 줄일 수 있는 기술이다”라며, “이번 연구로 음파를 재배 조건 중의 하나로 추가할 수 있으며, 현재 답보 상태에 놓여 있는 식물 생산성을 높이는 데 크게 이바지할 수 있을 것으로 기대된다”라고 전했다.

박하연 기자 mintyeon34@foodnmed.com
 

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