특정 음파가 식물의 생장을 촉진하는 원리가 과학적으로 밝혀졌다.

농촌진흥청은 특정 음파를 처리하면 식물의 생장이 촉진되는 것을 확인하고, 그 원리를 과학적으로 규명했다고 밝혔다.

연구진은 애기장대 종자에 특정 단일(single) 또는 복합(dual) 음파를 처리한 결과 뿌리의 길이가 길어진 것을 확인하고, 애기장대 뿌리의 생육이 촉진된 원인을 밝히기 위해 옥신과 사이토키닌 생합성 관련 유전자의 발현량을 분석했다.

그 결과 옥신 생합성 유전자의 발현은 늘고 사이토키닌 생합성 유전자 발현은 줄어든 것으로 나타났다. 또한, 옥신을 전달하는 유전자 발현은 현저히 증가했고, 사이토키닌을 인지하고 전달하는 유전자 발현은 감소했다. 음파 처리한 애기장대 뿌리의 호르몬 농도 측정 결과에서도 옥신 농도는 높았고, 사이토키닌 농도는 낮았다.

옥신(auxin)과 사이토키닌(cytokinin)은 식물의 생장·발달과 밀접한 관련이 있는 식물호르몬으로, 옥신의 비율이 사이토키닌보다 높은 경우 뿌리 생장이 촉진되며, 낮으면 줄기 생장이 촉진된다.

이번 연구는 다른 작물에도 같은 결과를 나타냈다. 이 기술을 호박 종자에 적용한 결과, 종자 발아 시기가 빨라지고 뿌리가 길어진 것이 관찰돼 음파처리에 의한 식물 생장 촉진 효과는 다른 작물에서도 나타나는 것으로 확인됐다.

연구진은 이를 통해 특정 음파를 처리했을 때 유전자 발현이 조절되고, 옥신과 사이토키닌의 전달도 조절돼 옥신과 사이토키닌의 비율이 변화함에 따라 세포분열이 촉진되며, 세포 수도 증가해 뿌리가 길어진 것으로 추정했다.

이번 연구 결과는 국제분자과학학회지(IJMS, IF:4.556)에 논문 게재했고, 특허등록을 완료했다.

농촌진흥청은 이 기술을 통해 외래 유전자 도입 등 복잡한 과정 없이 유전자의 인위적인 발현 조절로 식물 생산성을 높이는 데 크게 기여할 것으로 기대했다.

한편, 농촌진흥청은 앞서 음파를 이용해 수확한 토마토 열매의 익는 속도를 늦추는 기술을 개발한 바 있다.