농촌진흥청은 LED 광원에 반응, 식물의 생장과 발달에 영향을 미치는 유전자를 세계 최초로 찾아냈다고 7일 밝혔다.

LED는 전류가 흐를 때 빛을 내는 반도체의 일종으로 조명으로 많이 사용된다.

연구는 환경 변화에 따른 식물반응(대사체기술, Metabolomics)의 농업적 이용기술 개발의 일환으로 진행됐다. 

시설재배지내 LED 광원을 보강하면 원예작물 등의 성장이 빨라지는 현상을 과학적으로 규명하기 위해서다.

우선 배추의 세포벽완화 유전자(expansin superfamily) 가운데 LED 단일광원(백색·초적색·청색·적색광 등)을 처리할 때 강하게 발현되는 'BrEXPA1 유전자'를 찾았다.

이 유전자는 배추의 53개 세포벽완화 유전자 가운데 하나로 세포벽에 위치한다. 이 유전자가 식물이 광합성을 할 때 빛을 수용, 성장과 발달에 영향을 미친다는 연구결과는 이번이 세계 최초다.

배추의 어린 모종에 LED 광원을 처리한 결과 이 유전자는 백색·초적색광보다 적색·청색광에서 강하게 발현됐다.

농진청은 이 유전자가 과발현된 애기장대 식물체를 관찰한 결과, 잎의 길이와 폭, 잎자루의 길이가 증가하고 뿌리의 발달이 대조구보다 10∼20% 정도 증진됐다고 밝혔다.

BrEXPA1 유전자가 식물이 광합성 할 때 LED 광원(청색·적색광)을 수용, 식물의 생장과 발달에 중요한 역할하고 과발현때에도 생장에 영향을 미친다는 것을 확인했다.

연구결과는 국제학술지 <Plant Growth Regulation>에 등재됐으며 특허등록도 완료했다.

정미경 농진청 생물소재공학과장은 "연구결과가 원예, 화훼작물 재배에서 꽃의 크기·수량·생장속도 등이 좋아지는 기반 기술로 활용될 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.