■ 연구화제 - 해 끼친 사람 입김에 화학언어물질 23% 증가

▲ 인간과 식물의 교감 가능성을 확인하는 실험 모습

농촌진흥청은 식물이 인간 행동에 기체 화학물질을 통해 반응하는 현상을 포착하고 인간과 식물의 교감 가능성을 확인했다고 밝혔다.
식물은 초식동물이나 곤충이 자신에게 해를 가하면 위협에 처한 정보를 다른 식물과 화학물질로 주고받는다. 이때 정보를 전달하는 화학물질을 ‘화학언어(chemical word)’라고 하는데, 대표적인 화학물질이 ‘메틸자스몬네이트(MeJA: methyljasmonate)’이다.

농진청은 식물이 인간 행동에 실제 반응하는지를 확인하기 위해 두 가지 실험을 진행했다. 실험 대상 식물은 새로 개발된 식물보다 야생종·토종 식물이 화학언어 물질을 더 많이 배출한다는 기존 연구에 착안해 선정했다.
먼저 종자를 퍼트리기 위해 인간을 이용하는 식물(우슬, 도깨비바늘)과 인간이 식용으로 이용하는 식물(갯기름나물, 우산나물)을 대상으로 사람이 식물에 가까이 접근해 입김을 내뱉었을 때 화학언어 물질이 얼마나 발생하는 지를 측정했다.

그 결과, ‘우슬’과 ‘도깨비바늘’은 메틸자스몬네이트를 0.04ppb(피피비)씩 배출했지만, ‘갯기름나물(0.35ppb)’과 ‘우산나물(0.36ppb)’은 이보다 약 9배 많은 메틸자스몬네이트를 배출하는 것을 확인했다.

두 번째 실험에서 연구진은 어린 식물을 20분간 짓이겨 죽인 사람의 입김을 받아 죽은 식물의 동료 식물이 있는 유리 공간(챔버)에 넣은 뒤 식물의 화학언어 물질 변화량과 관련 유전자를 분석했다.
그 결과, 일반 사람의 입김을 처리했을 때보다 식물에 해를 끼친 사람에게서 받은 입김을 처리했을 때 식물의 화학언어 물질(메틸자스몬네이트)이 23% 증가하는 것을 확인했다. 특히 대상 식물 가운데 인간이 식용으로 이용하는 갯기름나물과 토종 상추는 화학언어 물질 배출량이 26.6%, 20.0%씩 증가했다.

메틸자스몬네이트 발생에 관여하는 유전자(JAR1, JMT)의 경우에도 식물을 짓이겨 죽인 후 받는 입김에서 각각 43%, 165% 활성이 증가했다.
해외에서 식물과 곤충 사이의 관계를 연구한 적은 있지만, 식물과 인간의 사이의 화학반응을 밝힌 것은 처음이다.

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