나고야대학 생물기능개발이용연구센터 노다구치 이타카 준교수를 비롯하여, 테이쿄대학, 이화학연구소, 중부대학, 나고야대학발벤처그랜드그린 주식회사의 연구그룹은 담배속 식물은 다른 과의 식물로 반대로 접목을 성립시킬 수 있는 것을 발견했다.
접목은, 2주의 식물을 하나에 접하는 것으로 서로의 유용한 성질을 모두 갖춘 식물을 생산하는 기법으로, 옛부터 행해지고 있다.농업에 있어서는 병이나 염해 토양 등 스트레스에 강한 주식을 대목으로 하고, 식미나 수량이 좋은 주식을 접해 속으로 과일이나 야채의 생산이 활발히 행해지고 있다.그러나 접목이 성립하는 메카니즘에는 불명한 점이 많아 분자 수준의 해석은 거의 이루어지지 않았다.그 때문에 접목은 근연종만 가능하다고 생각되어 왔다.
그래서 이번 연구 그룹은 가지과 담배속의 벤사미아 담배를 비롯한 38종의 담배속 식물을 속목으로 삼고, 담배속과 같은 쌍둥이 잎초본 식물뿐만 아니라 단자엽 식물이나 목본 식물의 접목(이과 접목)을 시험하였다.그 결과, 실로 73종류의 과의 XNUMX종류의 종과 접목이 성공했다.
다음으로 벤사미아 담배에서 이과접목이 성립하는 분자 메카니즘을 조사한 결과, 세포 밖으로 분비되는 β-1,4-글루카나아제가 접목의 접합면에서 세포벽의 재구축에 관여하고 있음을 발견했다.또한 β-1,4-글루카나아제를 과잉으로 발현시키면, 접목의 접착성이 촉진되는 것을 나타내었다.또한 담배속 식물을 중간 대목에 이용함으로써 유용한 근계의 식물을 대목으로 하여 토마토 등 농작물을 생산할 가능성을 제시하였다.
이번에, 담배속 식물을 중간 대목으로서 이용하는 것으로, 광범위한 식물간에 접목의 대상을 확장할 가능성이 높아졌다.또한 접목의 분자 메카니즘의 이해가 진행됨으로써, 보다 효율적인 접목 기술의 개발을 기대할 수 있다.연구그룹은 경작 부적합한 토양에서도 저농약으로 수확할 수 있는 작물의 작성 등을 통해 향후 예측되는 식량 문제 해결과 식량 안전성, 농업 지속 가능성이 높아질 것으로 기대하고 있다.
논문 정보:【Science】Cell–cell adhesion in plant grafting is facilitated by β-1,4-glucanases
