미국 캔자스 대학교의 새로운 연구 결과가 학술지 네이처 마이크로바이올로지에 발표되었습니다. 이 연구에 따르면 토양 미생물은 과거 가뭄을 "기억"할 수 있으며, 이를 통해 식물의 성장과 건조한 환경에 대한 적응 방식에 영향을 미칠 수 있다고 합니다.
연구팀은 미생물의 "가뭄 기억"이 작물에 어떤 영향을 미치는지 이해하기 위해 습윤한 동부 지역부터 건조한 서부 평원에 이르기까지 캔자스주의 6개 지역에서 토양 샘플을 채취했습니다.
연구진은 토양을 두 그룹으로 나누어 비교했습니다. 한 그룹은 적절한 습도를 유지한 토양이고, 다른 그룹은 5개월 동안 장기간 가뭄을 겪은 토양입니다.
캔자스 대학교의 매기 와그너 부교수는 “토양 속의 박테리아, 곰팡이 및 기타 유기체는 식물의 영양분 흡수, 탄소 저장, 특히 가뭄 내성 등에 장기적인 영향을 미칠 수 있다”고 말했다.
연구 결과는 수천 세대가 지난 후에도 가뭄의 흔적이 미생물 군집에 여전히 보존되어 있음을 보여주었습니다. 이러한 토양 샘플에 나무를 심었을 때, 토종 식물 종은 옥수수와 같은 농작물 보다 훨씬 더 왕성하게 반응하는 것을 발견했으며, 이는 토종 식물과 지역 미생물 사이에 장기적인 진화적 연관성이 있음을 시사합니다.
이번 실험에서 연구팀은 토종 풀인 감마그래스와 옥수수를 비교했습니다. 감마그래스는 "가뭄 기억"을 가진 미생물과 함께 자랄 때 훨씬 더 잘 자랐지만, 옥수수는 그보다 효과가 떨어졌습니다.
"우리는 이것이 공진화 역사와 관련이 있다고 생각합니다. 감마그래스는 수천 년 동안 이 미생물 군집과 함께 살아왔지만, 옥수수는 중앙아메리카에서 유입된 작물입니다."라고 와그너는 설명했습니다.
추가적인 유전자 분석 결과, 니코티아나민 합성효소라는 유전자가 핵심적인 역할을 하는 것으로 밝혀졌습니다. 이 유전자는 식물이 토양에서 철분을 흡수하는 것을 돕고 동시에 가뭄에 대한 내성을 향상시킵니다.
특히, 이 식물은 가뭄 조건에 대한 "기억"을 가진 미생물과 함께 자랄 때만 이 유전자를 활성화시켰는데, 이는 식물의 생물학적 반응이 미생물의 기억에 달려 있음을 시사합니다.
연구팀에 따르면, 이번 발견은 생명공학 기업들이 기후 변화에 대한 작물의 회복력을 향상시키는 데 도움이 되는 유익한 미생물을 식별하는 데 도움이 될 수 있다.
바그너는 다음과 같이 결론지었습니다. "농업용 미생물 거래는 빠르게 성장하고 있으며 수십억 달러 규모에 달합니다. 이러한 새로운 통찰력은 적합한 미생물 군집을 선택하는 데 도움이 될 수 있습니다."
출처: https://www.vietnamplus.vn/vi-sinh-vat-trong-dat-ghi-nho-han-han-de-bao-ve-cay-trong-post1074515.vnp
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