국립경국대 김채원 박사과정생, 동아시아 자생식물 종자 발아 전략 규명

국립경국대(총장 정태주) 대학원 원예육종학과 김채원 박사 과정생이 제1저자로 참여한 연구 논문이 식물학 분야 저명 국제학술지 'Plant Biology'에 온라인 게재됐다.

논문은 이승연 교수 지도를 받아 수행된 연구로, 논문 제목은 'Seed dormancy and germination of three Corydalis species, disjunct relict species in East Asia'이다. 해당 논문은 현재 'Wiley Online Library'를 통해 확인할 수 있으며, DOI는 10.1111/plb.70239이다.

연구에는 김채원 박사과정을 비롯해 종자분야 저명한 학자인 미국의 미들테네시주립대 Jeffrey L. Walck 교수가 공동저자로 참여했으며, 김채원 박사과정은 실험 연구 수행과 원고 초안 작성을 담당했다.

이번 연구는 한국 자생 현호색속 식물인 Corydalis remota, Corydalis incisa, Corydalis speciosa 3종을 대상으로 종자휴면 유형과 발아 특성을 비교 분석한 것이다. 현호색속 식물은 동아시아를 비롯한 북반구 온대지역에 분포하는 식물군으로, 지리적으로 분리된 잔존식물의 생태적 적응 전략을 이해하는 데 중요한 연구 대상이다.

연구진은 자연 조건에서의 배 성장, 발아 및 유묘 출현 양상을 관찰하고, 온도 처리, 층적 처리, 지베렐린 처리 등을 통해 종자휴면 해제 과정을 정밀하게 분석했다. 그 결과 세 종 모두 산포 당시 미발달 배를 가지고 있으며, 형태생리적 휴면인 MPD, 즉 morphophysiological dormancy를 나타내는 것으로 확인됐다.

특히, C. remota와 C. incisa는 온난한 온도에 이어 저온 노출이 필요한 깊은 단순형 휴면 특성을 보였고, C. speciosa는 저온 조건에서 배 성장이 진행되는 비심층 복합형 휴면 특성을 보였다.

연구 핵심 성과는 현호색속 식물들이 공통적으로 형태생리적 휴면이라는 큰 틀의 종자휴면 특성을 유지하면서도, 종별로 배 성장과 발아에 필요한 온도 반응이 다르게 나타난다는 점을 규명한 데 있다. 이는 장기간 지리적으로 분리된 동아시아 잔존 식물들이 각 서식지 계절 환경에 적응하며 세부적인 발아 전략을 달리해 왔음을 보여준다.

연구진은 세 종 모두 늦가을부터 겨울 사이 배 성장이 진행되고, 늦겨울에서 이른 봄 사이 발아와 유묘 출현이 이뤄지는 현상을 확인했다. 이는 자생식물의 종자 번식, 보전, 복원 및 대량증식 기술 개발에 활용될 수 있는 중요한 생태생리학적 기초자료로 평가된다.

이승연 국립경국대 교수 연구실은 종자 생태생리 분야에서 국내를 대표하는 리딩그룹으로, 자생식물의 종자휴면, 발아 생리, 생활사 전략을 규명하는 연구를 지속적으로 수행해 왔다. 이번 논문 게재는 국내 자생식물의 생태생리 연구가 국제 학술무대에서 인정받은 사례로, 향후 기후변화 대응, 자생식물 보전 및 자원화 연구에도 기여할 것으로 기대된다.

이번 논문은 종자휴면이라는 식물의 생존 전략을 진화·생태·환경 적응의 관점에서 해석했다는 점에서 학술적 의미가 크다. 연구 결과는 현호색속 식물의 휴면 특성이 속 수준에서는 보존돼 있으나, 지역 환경 조건에 따라 휴면 수준과 발아 반응이 다양하게 분화될 수 있음을 제시했다.

김채원 박사과정은 이번 연구를 통해 종자 생태생리 연구자로의 전문성을 국제 학술지 논문으로 입증했다. 국립경국대학원 원예육종학과는 앞으로도 자생식물의 생리·생태적 특성을 과학적으로 규명하고, 미래 생물자원 보전과 활용을 선도할 전문 연구인력 양성에 힘쓸 계획이다.