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소리에 의한 수확후 농산물 선도 유지농촌진흥청 국립농업과학원 생물소재공학과 정미정
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승인 2015.06.12  22:36:46
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농진청, 음파처리로 수확후 토마토 숙성 지연효과 발견

   
▲ 농촌진흥청 국립농업과학원 생물소재공학과 정미정

 일반적으로 소리는 인간을 비롯한 동물만이 인지하고 반응할 것으로 생각하지만, 사실은 식물도 소리를 인지하는 능력이 있다. 오히려 식물은 인간의 귀로서는 들을 수 없는 소리, 인간의 눈에는 보이지 않는 색깔의 파장까지도 구별할 만큼 인간이 가진 오감을 넘어 매우 다양한 인지능력을 보유하고 있을 것이다.

식물이 음악에 반응하는지에 대한 관심은 아리스토텔레스 때부터 시작되었으며, 1860년대 찰스 다윈은 미모사에 음악을 들려주고 잎의 기공개폐를 관찰하였고, 식물의 수술에다 음향자극을 처리해 보는 등 음악이 식물에 미치는 영향을 분석하였는데, 이것이 소리가 식물에 미치는 영향을 연구한 최초기록이다. 한편 1950년대 인도의 식물학자 싱은 잘 조화된 음파는 식물의 생장과 개화 및 종자생성에 영향을 미친다고 보고하였는데, 특정음역대의 소리가 식물의 생장을 촉진한다는 논문도 다수 있다.

식물에 소리를 들려주면 음파가 세포에 물리적으로 작용하게 되고 이것을 자극으로 인식하여 세포에 전달하는 과정을 거쳐 유전자에 변화가 생기게 된다. 이 변형된 유전자는 최종적으로 주요 물질 대사를 조절하고, 생리적으로 변화시키게 된다. 1983년 미국의 생리학자 댄 칼슨이 개발한 ‘Sonic Bloom’시스템은 음파처리를 통해 작물의 생육을 촉진시킨 세계적인 성공 사례이다.

현재 이 시스템은 세계 약 30여개국으로부터 특허권을 획득하여 상용화되고 있다. 댄 칼슨은 작물의 생산성 증대에 기여한 바를 인정받아 2001년에는 노벨 평화상 후보에 오르기도 하였다. 한편 많은 연구자들은 인간과 동물과 같이 청력을 보유하지 않은 식물도 과연 소리를 들을 수 있을까? 에 대한 의문을 가져 왔는데, 최근 이 의문에 대한 해답이 될 만한 실험 결과가 보고되었다.

호주의 Gagliano 등은 옥수수 종자를 파종하여 양액재배하면서 어느 한 방향 에서 일정하게 소리를 처리해 준 결과, 옥수수의 뿌리가 일제히 음원방향으로 굽어 자라는 현상을 관찰하였다. 이것은 옥수수가 소리를 인지하고 이에 반응한 결과라고 하였다.

최근 농촌진흥청에서는 특정음파를 수확 후 토마토에 처리한 결과, 무처리에 비해 약 25∼30%정도 숙기지연효과를 관찰하였다. 음파처리 토마토로부터 과실의 숙성에 밀접하게 관여하는 식물 호르몬인 에틸렌의 생합성 관련 유전자들의 발현이 현저히 감소된 것을 볼 수 있었고, 그에 따라 숙성이 지연된 것으로 추정되었다.

이 기술은 최근 농업에 ICT 융복합 기술을 접목하고자하는 현재의 시대적 흐름과 부합되는 연구결과로, 향후 지속적인 연구를 통하여 농작물의 부가가치 증대에 기여할 수 있는 새로운 융복합기술이 될 것으로 기대된다.

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