뿌리는 스스로 열을 측정할 수 있습니다: 연구

게시됨: 3일 전

작물, 뉴스

식물 뿌리에는 주변 토양의 온도를 측정하는 자체 온도계가 있으며 그에 따라 성장을 조정합니다.

우드스톡 지역의 시범 연구 농장은 연구를 수행하는 스마트팜의 전국 네트워크를 위한 캐나다 동부 최초의 현장입니다.

마틴 루터 대학교 할레-비텐베르크(MLU)가 이끄는 팀은 광범위한 실험을 통해 뿌리에 자체 온도 감지 및 반응 시스템이 있음을 입증할 수 있었습니다.

EMBO 저널의 새로운 연구에서 과학자들은 뿌리가 더 높은 온도를 감지하고 반응하는 방법에 대한 새로운 설명도 제공합니다. 이번 결과는 식물 육종을 위한 새로운 접근법을 개발하는 데 도움이 될 수 있습니다.

연구자들은 기후 챔버를 사용하여 유채과 야채, 양배추, 토마토가 주변 온도 상승에 어떻게 반응하는지 조사했습니다. 주변 온도를 20도에서 28도로 높였습니다.

농업 및 영양 과학 연구소의 Marcel Quint는 "지금까지 식물의 싹이 전체 식물의 과정을 제어하고 뿌리에 성장을 변화시켜야 한다는 신호를 보내는 장거리 전송기 역할을 한다고 가정했습니다."라고 말했습니다. MLU에서.

그의 팀은 라이프니츠 식물 생화학 연구소(IPB), ETH 취리히, 쾰른의 막스 플랑크 식물 육종 연구 연구소의 연구원들과 협력하여 광범위한 실험을 통해 이 사실이 틀렸다는 것을 입증했습니다.

한 실험에서 과학자들은 식물의 싹을 잘라냈지만 뿌리는 계속 자라도록 두었습니다.

“우리는 뿌리가 이것에 영향을 받지 않고 새싹이 손상되지 않은 식물에서와 같은 방식으로 높은 온도에서 자란다는 것을 발견했습니다. 온도가 높을수록 세포 분열이 촉진되고 뿌리가 상당히 길어졌습니다.”라고 Quint는 말합니다.

연구팀은 또한 새싹이 더 이상 더 높은 온도를 감지하고 반응할 수 없는 돌연변이 식물을 사용했습니다. 이러한 결함이 없이 뿌리에 접목되었습니다. 여기에서도 뿌리는 아무 일도 하지 않았음에도 불구하고 토양의 열에 반응할 수 있었습니다.

연구자들은 모든 실험에서 뿌리 세포가 성장 호르몬인 옥신의 생산을 증가시켜 뿌리 끝까지 운반된다는 사실을 발견했습니다. 그곳에서 그것은 세포 분열을 자극하고 뿌리가 토양 속으로 더 깊이 닿을 수 있게 했습니다.

Quint는 “열과 가뭄은 일반적으로 동시에 발생하기 때문에 식물이 물을 함유한 더 깊고 차가운 토양층에 접근하는 것이 합리적입니다.”라고 설명합니다.

과학자들은 식물의 싹이 한동안 더 높은 온도에 어떻게 반응하는지 이해해 왔습니다. 그들의 세포는 또한 더 많은 옥신을 생산하지만 식물은 뿌리와 다르게 반응합니다. 새싹의 세포가 늘어나고, 줄기의 키가 커지며, 잎은 점점 좁아지고 멀어집니다.

이 연구는 또한 식물 육종에 대한 통찰력을 제공합니다.

“기후변화로 인해 번식에 있어서 뿌리 성장이 점점 더 중요해지고 있습니다. 온도에 따른 뿌리 성장의 분자적 기초를 이해하면 식물이 가뭄 스트레스에 효과적으로 대처하고 장기적으로 안정적인 수확량을 달성하는 데 도움이 될 수 있습니다.”라고 Quint는 말합니다.

그는 최근 이 주제에 관한 새로운 연구 프로젝트를 위해 독일 연구 재단인 Deutsche Forschungsgemeinschaft로부터 500,000유로를 받았습니다.

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