Nature Plants 저널에 발표 된이 연구는 모델 식물 Arabidopsis Thaliana의 뿌리가 성장 패턴을 변경하고 토양에 침투하는 데 도움이되는 특수 단백질의 생산을 시작함으로써 단단한 토양과 같은 기계적 임피던스에 어떻게 반응하는지 보여줍니다.
연구자들은 영상 기술, 유전자 분석 및 생물 물리학 적 분석의 조합을 사용하여 뿌리가 딱딱한 토양에 직면 할 때 정상적이고 직선 성장 패턴에서 더 구불 구불 한 패턴으로 전환하여 토양의 장애물을 탐색 할 수 있음을 발견했습니다.
또한 뿌리는 팽창이라는 특수 단백질을 생성하여 세포벽을 분해하고 토양을 풀어 뿌리가 더 쉬워 질 수 있도록 도와줍니다.
"우리의 연구 결과는 뿌리가 기계적 임피던스에 반응하고 작물의 뿌리 침투 및 앵커리지를 개선하기위한 유전자 조작의 잠재적 목표를 제공하는 메커니즘에 대한 자세한 이해를 제공합니다.
De Jonge 박사, Peter Ho 교수, Christopher O'Leary 박사 및 Anna Zourelidou 박사를 포함한 연구팀은 맞춤형 Rhizotron 이미징 시스템을 사용하여 근본 성장 및 개발을 실시간으로 시각화했습니다.
그들은 아라비돕시스 뿌리가 단단한 토양에 직면했을 때 처음에는 성장을 멈추었지만 며칠 후에 성장을 재개했지만 느린 속도와 다른 성장 패턴으로 재개했습니다.
연구원들은 또한 팽창의 생산이 단단한 토양의 기계적 임피던스에 의해 유도되었으며, 이들 단백질은 뿌리 침투에 필수적이라는 것을 발견했다.
PEB의 이사이자 연구의 공동 저자 인 Peter Ho 교수는“이 발견은 가뭄이 발생하기 쉬운 지역에서 농업을 변화시킬 수있는 잠재력이있다.
"뿌리가 단단한 토양에 침투하는 메커니즘을 이해함으로써, 이제 우리는 작물의 뿌리 성장과 앵커리지를 개선하기위한 전략을 개발할 수 있으며, 이는이 지역의 작물 수율을 높이고 식량 안보를 향상시킬 수 있습니다."
연구팀은 현재 가뭄 및 기타 환경 스트레스를보다 잘 견딜 수있는 개선 된 뿌리 시스템으로 새로운 작물 품종을 개발하기 위해 뿌리 침투 및 앵커리지의 주요 유전자 조절제를 식별하기 위해 노력하고 있습니다.
