세계 인구의 증가와 경제성장에 의해 2050년에는 현재의 1.6배 이상의 식량증산이 필요할 것으로 예측되고 있다.농작물의 안정적이고 지속적인 생산 향상이 급무가 되고 있으며, 특히 가뭄은 농작물의 생장이나 수확량에 큰 영향을 미치기 때문에, 식물이 가지는 건조 스트레스 응답의 메카니즘을 이해해, 그 기술을 응용해 불량 환경 하에서도 높은 생산성을 나타내는 작물의 개발이 요구되고 있다.
이러한 가운데 이화학연구소, 도쿄대 등의 공동연구그룹은 식물이 체내에서 이동성인 'CLE25 펩티드'를 사용하여 뿌리와 잎으로 정보를 주고받고 건조 스트레스 내성을 높이고 있음을 발견했다. .
식물은 건조 스트레스를 느끼면 식물 호르몬의 하나인 압시딘산(ABA)을 합성한다. ABA는 잎의 기공을 닫아 식물체 내에서 수분이 손실되는 것을 막지만, 식물이 토양 수분의 감소에 의한 건조 스트레스를 뿌리로 감수한 후, 어떤 구조로 잎에서의 ABA 합성을 촉진하는지 오랫동안 알 수 없었다.
이번 공동 연구 그룹은 식물에 건조 스트레스가 걸렸을 때 뿌리 세포에서 도관으로 방출되는 "CLE25 펩타이드"를 발견했다.또한,이 펩티드가 잎으로 이동하여 수용체에 결합하면 잎의 혈관 번들 세포에서 ABA의 합성을 시작하는 신호가 전달된다는 것을 밝혔다.
본 성과에 의해, 식물은 이동성의 펩티드를 이용함으로써 뿌리와 잎이라는 멀리 있는 조직간에 정보의 교환을 실시해, 건조 스트레스에 반응하고 있는 것이 분명해졌다.향후, 펩티드에 의한 건조 스트레스 반응의 분자 기구를 더욱 상세히 해명하고, 얻어진 지견을 응용함으로써, 건조를 비롯한 환경 스트레스에 강한 작물의 작출이나, 식물의 생육 환경에의 식물 펩티드의 응용 같은 기술 개발로 이어질 것으로 기대할 수 있다고 한다.
논문 정보:【Nature】A small peptide modulates stomatal control via abscisic acid in long-distance signalling
