나고야 대학의 키노시타 슌노리 교수 등의 연구 그룹은 난징 농업 대학(중국)의 ヂ우 이영 교수 등과 함께 벼의 하나의 유전자를 증가시킴으로써 뿌리에서의 양분 흡수와 기공 개방을 동시에 높이는 기술을 개발 그리고 야외 논에서 벼 수확량을 1% 이상 증가시키는 데 성공했다.식량증산과 이산화탄소와 비료의 삭감이 기대된다.
식물은 표면에 기공이라 불리는 기공(아나)을 가지며, 이 기공은 한 쌍의 공변 세포로 구성되어, 태양광 하에서 개방하여 광합성에 필요한 이산화탄소를 도입한다.만약 기공을 크게 열어 동시에 뿌리로부터의 양분 흡수를 촉진하고 광합성을 높일 수 있으면 식물의 성장이나 수율을 대폭 증가시켜 지구 온난화의 원인이 되는 이산화탄소나 환경 오염의 원인이 된다 비료의 삭감이 기대된다.그러나, 기공 개구와 뿌리의 양분 흡수를 동시에 높이는 기술의 보고는 이루어지지 않았다.
연구 그룹은 지금까지 뿌리의 양분 흡수와 기공 개구에 세포막 양성자 펌프(세포 내에서 밖으로 수소 이온을 수송하는 1차 수송체)가 중요한 역할을 한다는 것을 밝혀 왔다.그래서 이번에, 1개의 세포막 프로톤 펌프 유전자(OSA20)의 발현을 높인 과발현 벼를 작출한 결과, 뿌리의 질소 양분 흡수가 25% 이상, 광합성 활성이 4% 이상 높아졌다.또한 2곳의 다른 야외 격리 논 농장에서 30년간 수량 평가 시험을 실시한 결과 벼의 수량이 XNUMX% 이상 증가했다.
연구그룹은 이 기술을 이용한 식물을 '펌프 식물'로 명명해 다양한 유용 식물에서의 적용을 추진할 예정이다.향후 게놈 편집 기술이나 화합물 등 유전자 재조합 기술에 의지하지 않는 방법으로 '펌프 식물'의 개발을 진행함으로써 사회에서의 실용화가 크게 촉진된다고 한다.
