식물 성장에 영향을 미치는 스트레스
식물 성장에 영향을 미치는 스트레스
  • 이수인
  • 승인 2018.02.07 19:24
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▲ 이수인 농촌진흥청 국립농업과학원 생물소재공학과

 ‘스트레스는 만병의 근원’이라는 말이 있다. 이는 스트레스가 건강에 나쁜 영향을 미친다는 것으로, 우리의 몸이 지속적으로 스트레스를 받게 되면 정서적으로 불안, 초조, 우울 증상이 나타나고, 또 우리 몸속의 면역체계가 공격을 받아 면역기능이 무너짐으로써 암ㆍ뇌졸중ㆍ급성심근경색 등과 같은 질병에 취약해질 뿐만 아니라 쉽게 병원균에 노출돼 각종 질병을 앓게 된다.

 식물은 사람처럼 몸을 움직일 수는 없으나 식물 또한 수많은 스트레스를 겪는다. 식물이 스트레스를 다루는 방식은 식물의 세포에서 일어나게 된다. 식물세포 내 유전자들은 단백질을 만들어 세포의 여러 부분으로 보내고 이 단백질들은 생산과 수송 중에 소포체라는 세포소기관을 통과해서 이동하게 된다. 여기서 정상적인 조건 하에 생성된 단백질들은 각자 위치로 이동해 정상적인 기능을 수행하지만 식물이 추위와 더위, 가뭄 등과 같은 여러 스트레스를 받게 되면 세포들은 단백질을 정상적으로 만들지 않는다.


 결국 식물체가 스트레스를 받으면 소포체 내에는 일종의 내장된 품질통제시스템이 이 문제에 감응해 세포 내에 경고를 보내고 그 경고에 반응하는 단백질(IRE1, 소포체 스트레스 센서)이 핵산(RNA) 분자를 잘라낸 후에 다시 이어 붙이면서 일련의 염기서열을 만들어내게 된다. 이 절단-후-접합 현상이 스트레스 반응 유전자들을 활성화시키는데 여기서 만들어지는 유전자 산물들이 내부 방어 조치들을 일으켜 식물이 생존할 수 있도록 돕는다. 즉 식물은 스트레스를 받을 때 생존할 수 있도록 자신의 에너지를 보존하며, 이로 인해 스트레스 조건하에서 활성화되는 일련의 반응들이 식물의 발달과 생육을 억제하게 된다.

 가뭄과 추위 및 지구 온난화로 인한 고온 스트레스 등은 인간이 통제하기 어려운 환경적 제약으로 이는 작물의 수확량에 있어 해충과 병해보다 더 큰 영향을 끼치게 된다. 따라서 작물의 수확량을 늘리기 위해서는 식물이 받는 스트레스 반응의 일부를 무력화시켜 스트레스를 덜 받게 하거나 스트레스를 받더라도 식물이 스스로 견디는 능력을 갖추도록 만들어야 할 것이다. 결국 스트레스로 인해 식물의 성장이 억제되지 않는 기술 개발이 필요하며, 최종적으로는 스트레스 적응 작물이 농가소득 증대를 가져오게 할 것이다.



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