일본산업뉴스요약

식물의 영양 상태를 간단히 진단
나고야대학, 물질량 측정 장치 개발

나고야대학의 노다(野田) 조교팀은 식물에 함유되어 있는 미세한 물질로 영양 상태 등을 간단히 진단할 수 있는 장치를 개발했다. 식물에 포함되어 있는 마이크로RNA(리보핵산) 및 단백질의 양을 조사하는 것으로, 소량의 잎만 있으면 단시간에 측정할 수 있다. 키우고 있는 식물이 감염된 병을 특정하거나, 열매가 나오는 시기에 증가하는 물질을 검출해 수확 시기를 예측할 수 있다고 한다. 2년 후의 실용화를 목표로 하고 있다.

-- 질병 특정 및 수확 시기 예측 --
마이크로RNA는 유전 정보를 가진 물질이다. 암세포에서 나오는 마이크로RNA를 혈액에서 조사해 암의 조기 발견으로 연결시키려는 연구 등도 추진되고 있다. 식물에는 수백 종류의 마이크로RNA가 있는 것으로 알려져 있지만, 현시점에서는 10종류 정도밖에는 기능이 밝혀지지 않고 있다. 검출한 마이크로RNA의 종류를 조사하면 식물의 영양 상태를 파악할 수 있게 된다.

연구팀은 손바닥 사이즈의 소형 키트를 개발했다. 10엔 동전 크기의 잎을 으깨 추출한 액체를 키트 안 통로를 통해 주입. 목적의 마이크로RNA가 있을 경우, 통로 안의 DNA 사슬에 걸려 포착된다. 이때 형광물질이 부착된 DNA 사슬을 동시에 주입. 마이크로RNA에 형광 물질이 붙어 키트에서 형광빛이 나오게 된다. 2시간 정도면 검출이 가능하다.

식물의 생육에 필요한 인 흡수를 촉진하는 마이크로RNA는 잎에서 만들어져 뿌리로 운반된다. 이 마이크로RNA를 검출한다면 식물의 인 부족을 검출할 수 있다. 인이 부족한 토지에서 자란 애기장대의 잎을 이용해 소형 키트로 조사해본 결과, 형광빛이 나왔다. 애기장대와 종류가 크게 다른 토마토에서도 검출할 수 있었다.

포착하려는 물질을 DNA 사슬에서 항체로 바꾸면 같은 방법으로 단백질도 측정할 수 있게 된다. 연구팀은 실제로 식물이 감염된 바이러스의 단백질도 검출할 수 있었다. 식물 질병의 조기 진단에도 응용할 계획이라고 한다.

식물 질병의 진단에는 많은 잎을 갈아 으깨어 단백질을 채취하는 방법이 일반적이지만 검출에는 수 일이 걸린다. 조기에 검출하게 되면 바로 적절한 처리가 가능해 감염 확대를 막을 수 있다.

또한 연구팀은 질병 진단 및 생육 상태 파악을 그 자리에서 간단히 할 수 있도록 한다. 사용하는 잎이 작아도 괜찮기 때문에 육종으로의 응용도 상정된다. 재배 초기에 잎을 채취해 검사한 뒤 식물의 단백질 등을 조사함으로써 조기에 목적의 품종을 선발할 수 있다. 연구팀은 향후 장치를 개선해 수 분만에 검출이 가능하고 많은 종류의 마이크로RNA를 동시에 분석할 수 있도록 할 계획이다.

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