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과학과 놀자

식물의 키, 성장 호르몬 '지베렐린'이 결정한다

식물은 종자에서 싹이 트고 자라서 꽃이 피고 열매를 맺으면서 일생(life cycle)을 마친다. 이 과정에는 많은 종류의 식물호르몬이 관여한다. 식물호르몬은 식물체 내에서 생산돼 미량으로도 다양한 생리작용을 조절하는 유기화합물이다. 지금까지 밝혀진 식물호르몬은 옥신, 사이토키닌, 지베렐린, 아브시스산, 에틸렌, 브라시노스테로이드, 살리실산, 자스몬산 등 10종이 있다. 이 가운데 지베렐린(gibberellic acid, GA)은 식물의 키(신장)를 조절하고 종자발아 촉진 등에 관여하는 물질이다.사람에게도 성장호르몬이 있어 키가 작은 어린이를 크게 하는 데 사용하듯이 식물에서도 전통육종에 의한 방법 외에 화학물질, 유전자변형으로 키를 조절할 수 있다. GA 발견의 역사, 생체에서 만들어지는 과정(생합성 과정), 농업적 이용 그리고 분자육종에 대해서 알아본다. 지베렐린(GA)의 발견GA 연구는 1920년대 일본의 식물병리학자에 의해 시작됐다. 벼농사를 위한 못자리에서 벼를 연약하고 웃자라게 하는 병의 원인을 규명하려는 것이 시작이었다. 당시 벼가 웃자라서 농사에 피해를 주기 때문에 벼 키다리병으로 불렸는데, 이를 예방하기 위해 못자리용 벼 종자를 반드시 소독을 해야 했다. 지금은 벼농사용 묘를 공장에서 건전하게 생산하고 있어 벼 키다리병을 볼 수 없다. 못자리 농사가 반(半)농사라 할 정도로 묘를 튼튼하게 키우는 것은 지금도 중요하다. 도쿄대 농화학자들은 많은 시행착오 끝에 벼를 웃자라게 하는 원인이 벼에 감염된 곰팡이(Gibberella fujikuroi)가 생산하는 물질(독소)인 것을 발견하고 1938년 GA를 분리하게 된다.초기의 GA는 몇 종류의 곰팡이에서 발견되다가 1950년대 식물에 보편적으로 존재하