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난징농업대학교, 벼의 질소비료를 흡수하는 “스위치” 발견
  • 등록일2016.07.06
  • 조회수172


최근, 난징(南京)농업대학교 쉬궈화(徐國華) 교수 프로젝트팀은 벼에서 세포 pH의 조절을 받는 질산염 수송 단백질을 발견하였다. 해당 유전자의 과발현은 벼로 하여금 토양에서 더욱 많은 질소를 흡수하도록 하여 논벼의 생산량과 질소 이용 효율을 높일 수 있다. 관련 연구 결과는 “Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, PNAS”에 발표되었다. 판샤오룽(范曉榮) 박사가 제1 저자이고 쉬궈화와 Tony Miller가 공동 교신저자이다.

벼의 다수확은 질소비료의 시비와 밀접한 관련성이 있지만 현재 중국에서 벼의 질소비료 평균 이용률은 오직 35%이다. 벼의 생산량을 증가시키기 위해 질소비료를 대량으로 시비하는데 이는 자원과 에너지원을 낭비할 뿐만 아니라 토양의 산성화, 수체 부영양화 및 농업 온실가스 배출 등 일련의 생태 환경 문제를 악화시킨다. 그러므로 육종 면에서 논벼의 질소비료 이용 효율을 증가시키는 방법을 시급히 개발하여야 한다.

벼는 수경재배 및 토경재배 환경에서 모두 생장할 수 있다. 수경재배의 혐기성 조건은 토양 중의 암모늄염 축적에 도움이 되며 토경재배 및 벼 뿌리가 방출한 산소는 질산염의 이용을 촉진시킬 수 있다. 토양의 암모늄염과 질산염 영양은 식물 세포질의 pH 평형에 영향을 미치며 더 나아가 세포 대사와 식물 생장에 영향을 미친다.

연구팀은 벼에서 질산염 수송 단백질을 코딩하는 유전자를 발견하였다. 해당 유전자는 식물 세포에서 과발현된 후 세포의 pH 변화를 더욱 양호하게 완화시킬 수 있어 더욱 많은 질소, 철 및 인 등 영양원소 흡수에 도움이 된다. 논밭 실험을 진행한 결과, 해당 방법으로 논벼(자포니카 벼)의 생산량을 20%~54% 증가시킬 수 있으며 질소 이용률을 약 40% 증가시킬 수 있다.

본 연구는 생태환경 개선에 중요한 의미가 있으며 중국과 미국의 특허를 획득하였고 또한 중국의 관련 기관과 국제 종자회사에 질소 고효율 이용 새로운 품종육성 특허를 양도하였다.

정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2016-07/05/content_343360.htm?div=-1