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국립군산대학교 식물분자생리학연구실은 2006년 국립군산대학교 생물학과의 생리학 실험실을 모태로 탄생하였다.
지도교수인 최동수 교수는 국립군산대학교 부임 직전까지 미국 Michigan State University의 유서 깊은 연구소인 Plant Research Laboratory의 고 Hans Kende 교수 연구실에서 박사후과정을 밟았다.
이 기간 동안 Kende 연구실에서 주로 다룬 재료는 우리나라에서는 볼 수 없는 인디카 벼 품종인 ‘부도(deepwater rice, floating rice)로서 부분 또는 완전 침수 시 엄청난 줄기신장 능력을 보유하고 있는 흥미로운 소재였다. Kende 교수는 원래 식물 호르몬 에틸렌과 지베렐린 연구의 권위자로 에틸렌 수용체인 ETR1의 발견에 결정적으로 기여한 바 있다. 그는 1980년대에 들어서서는 에틸렌 연구의 주재료였던 토마토에 한계를 느끼고 여러 호르몬의 상호작용을 보다 잘 들여다 볼 수 있는 적절한 재료를 찾던 과정에서 최종적으로 부도를 선택하게 되었다.
20여년의 연구 결과 부도의 줄기신장 메커니즘을 생리학적 관점에서 해석하여 에틸렌, 지베렐린 및 앱시스산의 cross-talk이 궁극적으로 부도의 줄기신장을 조절한다는 사실을 구명하기에 이르렀다.
최동수 교수는 Kende 연구실에서 부도의 줄기신장과 관련된 세포벽 단백질과 전사인자에 대한 연구를 수행하였고 국립군산대학교에 부임한 이후에도 부도의 줄기신장 메커니즘을 분자 수준에서 해석하는 일에 매진하고 있다.
최 교수의 연구진은 침수 환경에서의 신속한 줄기 신장에 필수적인 유전자를 탐색하는 노력의 일환으로 벼의 유전자 칩을 활용한 마이크로어레이 연구를 수행하였으며 그 결과 침수 자극에 민감하게 반응하는 6,000여개의 유전자를 확보하게 되었다.
최근에는 에틸렌의 존재와 무관하게 저산소 조건에서도 줄기신장이 촉진된다는 사실을 확인하고 저산소에 특이적으로 반응하는 HIGD (Hypoxia-Induced Gene Domain) 유전자군을 찾아 특성과 기능을 분석하고 줄기신장의 궁극적인 핵심 단백질인 EXPANSIN에 대한 연구를 병행하는 등, 부도가 침수로 인한 저산소를 감지하고 적극적인 줄기신장을 통하여 완전한 침수를 회피하는 현상(submergence escape)을 이해하는 토대를 마련하고 있다.
아울러 부도의 유전체 특성 분석을 위하여 시작한 총유전체 분석과 인디카 벼 표준유전체와의 비교유전체 연구가 거의 마무리되어 가고 있어 조만간 침수회피 메커니즘에 대한 유전체 수준에서의 설명이 가능해질 것으로 보고 있다. 이와 같은 일련의 연구는 눈앞으로 다가온 기후변화에 대응할 수 있는 작물 품종 개발의 이론적 토대가 될 수 있을 것으로 기대한다.