KAIST(총장 이광형)는 생명과학과 김상규 교수 연구팀이 식물 생체시계 유전자가 꽃의 개화 시점과 향기 방출 리듬을 통합적으로 조절하는 원리를 규명했다고 27일 밝혔다.

식물은 하루 주기에 맞춰 시간을 인식하는 생체시계에 의해 다양한 생리 현상이 조절된다. 그러나 꽃이 실제로 열리는 과정과 생체시계 유전자 간의 연결 구조는 충분히 밝혀지지 않았다.

연구팀은 밤에 꽃을 열고 향기를 방출하는 식물인 코요테담배를 모델로 연구를 진행했다. 이 식물은 야간에 활동하는 수분 매개자를 유인하기 위해 밤에 개화하고 향기를 내는 특징을 지닌다.

연구팀은 생체시계 유전자에 변이가 있는 개체를 분석하고 분자생물학적 방법을 통해 꽃의 개화와 향기 방출 조절 과정을 추적했다. 그 결과 특정 생체시계 유전자가 개화 시점과 향기 방출 리듬을 동시에 조절하는 핵심 역할을 하는 것으로 확인됐다.

이는 식물이 수분 매개자의 활동 시간에 맞춰 꽃을 열고 향기를 방출함으로써 번식 효율을 높이는 전략을 사용하고 있음을 보여준다.

이번 연구는 개화와 향기 조절을 담당하는 유전자 네트워크를 생체시계 관점에서 제시했다는 점에서 의미가 있다. 식물의 시간 조절 전략과 생태적 상호작용을 이해하는 데 기초 자료로 활용될 것으로 기대된다.

김상규 교수는 “식물 생체시계가 개화와 향기 방출 시간을 어떻게 연결해 조절하는지 규명한 연구”라며 “식물의 환경 적응과 번식 전략을 이해하는 데 중요한 기반이 될 것”이라고 말했다.

생명과학과 최유리 박사, 강문영 박사가 제1저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제학술지 더 플랜트 셀(The Plant Cell)에 1월 29일 자 게재됐으며, 한국연구재단과 농촌진흥청 지원을 받아 수행됐다.