전남대학교 농업생명과학대학 김정일(분자생명공학전공) 교수 연구팀이 최근 빛이 없는 암(暗) 조건에서도 식물의 분화발달을 도모할 수 있는 새로운 파이토크롬 광수용체 돌연변이를 발견해 학계에 보고했다.

이 연구결과는 최근 5년간 평균인용횟수(Impact Factor) 7.367, 식물과학 연구 분야 상위 3.83%의 국제 학술저널 ‘식물생리학(Plant Physiology)’ 8월호에 게재됐다.

*논문명: New Constitutively Active Phytochromes Exhibit Light-Independent Signaling Activity

김정일 교수팀은 지난 5월에도 식물 광신호전달 조절 기전 규명 결과를 과학분야 세계 3대저널 중 하나인 ‘Nature’의 자매지 ‘Nature Communications’ (IF 11.47)에 발표한 바 있다. 김 교수팀은 이번에 그 후속으로 광 신호를 항상 전달할 수 있는 파이토크롬 돌연변이를 개발함으로써, 식물의 광 반응성 조절을 통해 작물생산성 향상을 도모할 수 있는 기반을 구축했다.

연구팀은 파이토크롬 돌연변이 분석을 통해 특정 티로신 아미노산을 발린 아미노산으로 치환시키면, 식물체 내에서 항상 기능한다는 사실을 발견했다. 따라서 이 돌연변이가 도입된 식물체는 빛이 없는 암 조건에서도 마치 빛이 있는 조건에서와 같은 분화발달 표현형을 나타냈다. (*별첨 그림 참조).

이번에 김정일 교수팀이 개발한 파이토크롬은 그동안 개발된 많은 고활성 파이토크롬 돌연변이들 중에서 가장 강력한 것으로 평가되고 있으며, 향후 이를 이용해 식물의 광 반응성을 조절함으로써 미래 농업환경에 대비해 생산성이 향상되고 바이오매스가 증대된 작물개발 가능성을 제시했다.

김정일 교수는 “이번에 개발한 파이토크롬을 이용해 식물의 광 반응성 효율을 극대화 시킬 경우 고 생산성 작물개발을 통한 식량문제 해결, 바이오매스 증대를 통한 에너지 문제 개선, 그리고 이산화탄소 저감을 통한 지구온난화 문제 해결 등 다양한 분야에서 진전을 거둘 수 있을 것”이라고 설명했다.

이 연구는 농촌진흥청 시스템합성농생명공학사업단 및 한국연구재단의 연구비 지원으로 수행됐다.

한편, 김정일 교수는 이와 같은 연구성과의 공로를 인정받아 지난 6월 8일 전남대학교 제64주년 개교기념식에서 우수학술연구자 연구비지급증서(1억원)를 수여 받기도 했다.