본 기사는 ENN이 전하는 최신 환경뉴스입니다. 앞으로 본지는 ENN은 물론 전세계 환경전문 언론에서 전하는 세계 환경문제도 함께 전달, 보도할 예정입니다. (편집자주)
무더운 밤은 쌀의 생물학적 시간을 혼동하게 하여 작물 수확량을 떨어뜨린다.
[2021년 6월29일 = ENN] 야간의 기온 상승으로 인해 쌀 수확량이 억제되고 있으며, 새로운 연구는 그 이유를 이해하는 데 도움이 되었다.
이 연구는 무더운 밤이 벼의 생물학적 일정을 바꾸어 수백 개의 유전자가 평소보다 일찍 발현되고, 수백 개의 다른 유전자가 평소보다 늦게 발현된다는 사실을 발견했다.
"본질적으로 우리는 더운 밤이 벼의 내부 시계를 엉망으로 만든다는 것을 발견했다."
노스캐롤라이나 주립 대학의 생화학 부교수이자 이 연구에 대한 논문의 저자인 Colleen Doherty는 말했다.
“대부분 사람은 식물이 역동적이지 않다고 생각하지만 그렇지 않다. 식물은 끊임없이 생물학적 과정을 조절하고 있다. 새벽 직전에는 광합성을 위해 준비하고 늦은 오후에 그 에너지원을 태우는 방법과 장소를 정확하게 결정한다. 식물은 바쁘게 활동하고 있어서 외부에서 모든 활동을 관찰하기는 어렵다.”
연구자들이 발견한 점은 모든 활동을 조절하는 시계가 낮에 비해 밤이 더 뜨거워지면서 엉망이 된다는 것이다.
Doherty는 “우리는 이미 기후 변화가 전 세계적으로 기온 상승으로 이어진다는 것을 알고 있었고, 야간 기온이 주간 기온보다 빠르게 상승하고 있다.”며, “우리는 또한 더운 밤이 쌀 생산을 해친다는 것을 알고 있었다. 그러나 지금까지 우리는 왜 무더운 밤이 쌀 생산에 나쁜지에 대한 이해가 거의 없었다.”라고 말했다.
"아직 모든 세부 사항에 대해 알지는 못하지만, 어디를 조사해야 하는지 좁혀가고 있다.“
쌀은 매년 수억 명의 사람들에게 필요한 필수 작물이기 때문에 쌀 수확량의 손실을 다루는 연구는 매우 중요하다. 그리고 기후 변화가 세계 식량 안보에 위협이 되기 때문이다.
무더운 밤이 쌀에 미치는 영향을 더 잘 이해하기 위해 Doherty는 Kansas State University의 Krishna Jagadish와 International Rice Research Institute의 Lovely Laws를 포함한 국제 연구팀과 협력하여 이 분야의 문제를 연구했다.
연구원들은 필리핀에 두 개의 연구 장소를 설립했다. 온도는 세라믹 히터 또는 열 텐트를 사용하여 각 연구 장소의 다른 영역에서 조절되었다.
Jagadish가 이끄는 연구팀은 세라믹 히터를 사용하여 주변 온도보다 섭씨 2도 높은 구역을 유지하며, 24시간 동안 3시간마다 벼의 샘플을 채취했다.
대조구(품종이나 재배 기술을 시험할 때, 시험의 효과를 비교하고 평가하기 위하여 설치하는 시험 구역)는 가열되지 않았지만 동일한 24시간 동안 3시간마다 샘플을 채취했다. 이 테스트는 네 번 반복되었다. 열 텐트는 나중에 세라믹 히터 테스트의 결과를 검증하는 데 사용되었다.
한편, Doherty가 이끄는 팀은 야간 기온이 더 높은 "잘못된" 시간에 천 개 이상의 유전자가 발현되고 있음을 발견했다.
특히, 더운 밤에는 광합성과 관련된 많은 유전자를 포함하여 수백 개의 유전자가 늦게 활성화되었다.
한편, 수백 개의 다른 유전자가 정상보다 훨씬 일찍 저녁에 활성화되어 최적의 수확량에 필요하게 조정된 미세한 타이밍을 방해했다.
Doherty는 "이 모든 유전자가 무엇을 하는지 명확하지 않지만 이러한 상반되는 일정 변경이 식물에 좋지 않다는 것은 분명하다."라고 말했다.
연구진은 이런 영향을 받는 많은 유전자는 전사인자라고 하는 24개의 다른 유전자에 의해 조절된다는 것을 발견했다. 이들 24개 중 4개 전사인자가 향후 연구에 가장 유망한 것으로 간주 되었다.
Doherty는 “이러한 연구를 정확히 파악하려면 추가 작업을 해야 한다. 그래야 우리는 무더운 밤에도 견딜 수 있는 쌀 재배를 시작할 수 있다.”며, “쌀은 중요한 식량 작물"이라고 말했다.
그리고 "밀을 포함한 다른 주요 작물도 무더운 밤의 영향을 받는다. 이것은 단지 흥미로운 과학적 질문이 아니라 세계적인 식량 안보와 관련된 문제이다.”라고 전했다.
By Matt Shipman
다음은 ENN과 North Carolina State University가 전하는 뉴스링크입니다.
https://news.ncsu.edu/2021/06/hot-nights-rice-crops/
본지 객원기자(외신) 이상현 소개
서울 영동고등학교를 거쳐 미국 Beverly Hills 고등학교를 졸업하고 Parks College of Aviation & Engineering,에서 항공우주공학 석사를 취득했다.
미국의 McDonnell Douglas (현 The Boeing Company)와 NASA와의 연구 협업 및 파견 근무 등 다양한 경력을 거친 후 현재 국내 지에프오엔엠㈜ / 총괄사업 이사로 근무중이다.
