옥수수의 염-알칼리 스트레스 반응 기전

염-알칼리 스트레스는 작물 수확량을 심각하게 제한하며 식물의 정상적인 성장과 발달을 저해한다. 세계 주요 작물인 옥수수의 염-알칼리 스트레스 반응 기전은 아직 불분명하다. 본 연구는 내성 품종(22KN3894)과 민감 품종(H23146)을 비교하여 옥수수의 스트레스 반응 메커니즘을 규명하고자 하였다. 연구팀은 생장 매개변수 관찰과 생리·생화학 지표 분석을 통해 22KN3894가 H23146보다 적은 활성산소종(ROS) 축적과 많은 총 플라보노이드 함량을 보였으며, 뿌리 손상 및 이온 독성 정도가 상대적으로 낮음을 확인했다. 전장 전사체 및 광범위 표적 대사체 분석을 활용하여 두 품종의 반응 기전을 심층 분석하였다. 분석 결과, 22KN3894는 당류와 플라보노이드 같은 대사물질을 더 많이 축적했다. 특히 플라보노이드 대사물질 함량과 관련 유전자에서 두 품종 간 유의미한 차이가 나타났다. RNA-Seq 데이터를 기반으로 한 가중 유전자 공발현 네트워크 분석 결과, ZmWRKY82 유전자가 플라보노이드 생합성 경로 조절을 통해 염-알칼리 스트레스에 반응할 가능성이 제시되었다. ZmWRKY82는 ZmCHI6 프로모터의 W-box에 직접 결합하여 ZmCHI6 발현을 촉진하는 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 ZmWRKY82가 ZmCHI6 전사와 플라보노이드 합성을 촉진함으로써 항산화 능력을 향상시키고 염-알칼리 스트레스에 저항할 수 있음을 보여준다. 본 연구는 옥수수의 염-알칼리 스트레스 내성 개선을 위한 새로운 통찰을 제공하며, 식물 스트레스 적응에 있어 플라보노이드의 중요성을 입증하고 향후 기전 연구 및 육종 개선의 토대를 마련한다.