도쿄대학이 개발한 지구 온난화에 적응한 벼의 생산성

도쿄대 대학원 야모리 고준교수 연구팀은 지구 온난화에 적응한 생산성이 높은 벼를 개발했다.

고온 환경에서의 광합성 능력을 높여 야생 벼 대비 생산성을 약 26% 향상시키는 데 성공.

온난화에 의해 작물의 광합성이 억제되는 메커니즘의 규명으로 이어지고, 대책을 강구함으로써 식량이나 바이오매스 자원의 증산에 기여할 것으로 기대된다.

식물의 생산성을 좌우하는 광합성은 고온의 영향을 받기 쉽고, 지구의 연평균 기온이 1도 C상승할 때마다 세계의 벼 수확량은 17% 줄어든다고 알려져 있다.

그러나 고온에 대한 광합성 응답기구가 복잡해 고온내성작물 개발이 더디게 진행되고 있다.

연구진은 그동안 고온에서의 광합성 능력 저하의 주된 요인이 광합성 이산화탄소(CO2) 고정효소인 루비스코의 불활성화임을 발견.

그러나 루비스코를 활성화하는 효소를 증강하자 루비스코 양이 줄어 광합성 능력이 떨어졌다.

이번 옥수수 유래로 고온 내성을 가지는 활성화 효소를 사용.

각각의 발현에 간섭하지 않도록 유전자를 동시에 도입함으로써 루비스코 양을 줄이지 않고 활성화 효소를 약 2배로 증강한 벼를 만들어 내는 데 성공했다.

기온이 25도C와 40도C에서 재배해 성장을 해석했다.

그 결과 25도 C에서는 야생 벼와 같은 정도였지만 40도 C의 고온 환경에서는 야생형에 비해 광합성 속도를 약 20%, 최종 식물 체중량을 약 26% 향상시킬 수 있었다.

일본 학술 진흥회, 코베 대학, 토호쿠 대학, 이와테 대학과의 공동으로 연구했다.

이번 성과는 미국의 과학전문지 플랜트 셀 앤드 엔바이로먼트에 28일 게재됐다.



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