벼 Root Basal Node의 염분 스트레스 적응 기작 규명 및 내염성 분자 네트워크 발굴

부산대학교 응용생명융합학부 그린바이오과학전공 김선태 교수 연구팀이 참여한 연구가 단백질체학 분야의 국제 저명 학술지인 Proteomics (JCR Top 20.93%, Q1)에 2026년 게재되었다.

본 연구는 벼의 뿌리와 줄기를 연결하는 핵심 조직인 root basal node에서 염분 스트레스 내성이 조절되는 분자적 기전을 규명한 연구이다.
연구진은 염분 저항성이 서로 다른 세 가지 벼 품종인 동진(감수성), CSA 및 CSA-Pi9(내성 품종)를 대상으로 최첨단 DIA-MS 기반 정량 단백질체 분석을 수행하여 염분 스트레스 조건에서 발현 변화가 나타나는 3,016개의 단백질을 동정하고, 내염성 형성에 관여하는 핵심 네트워크를 분석하였다.

연구 결과, 가장 높은 내염성을 보인 CSA-Pi9 품종은 나트륨(Na?)의 축적을 억제하고 칼륨(K?)을 유지하는 이온 항상성 조절 능력이 우수하였으며, 세포막 재구성 및 큐티클 강화와 같은 구조적 방어 기작을 활성화하는 것으로 확인되었다. 또한 에너지 대사, 당 대사 및 질소 대사를 효율적으로 조절하여 염분 스트레스 상황에서도 안정적인 생장과 생리 기능을 유지하는 것으로 나타났다.

특히 단백질체 프로파일링과 기능 분석을 통해 CSA-Pi9 품종에서 OsHAK14, OsHAK23과 같은 칼륨 수송체의 발현 증가가 이온 항상성 유지에 기여하고, DGK, CAS1 등 지질 및 스테롤 대사 관련 단백질의 활성화가 세포막 안정성을 향상시키며, GPT2, TIP2-1 등의 발현 조절이 에너지 균형 유지에 중요한 역할을 수행함을 규명하였다.

이번 연구는 root basal node가 단순한 해부학적 연결 조직이 아니라, 이온 수송과 환경 신호 전달을 통합적으로 조절하는 염분 스트레스 대응의 핵심 허브 조직임을 제시하였다. 또한 벼의 내염성 형성에 관여하는 정밀한 단백질체 네트워크를 규명함으로써 토양 염류화 문제에 대응할 수 있는 차세대 내염성 품종 개발과 분자육종 전략 수립을 위한 중요한 학술적 기반을 제공하였다.

게재 학술지: Proteomics (JCR Top 20.93%, Q1)

논문명: Comprehensive DIA-MS Proteomics of Root Basal Nodes Elucidates Mechanisms of Salt Tolerance in Rice

연구 분야: 단백질체학, 식물생리학, 스트레스생물학, 작물분자육종, 스마트농업