또한 가뭄 스트레스를 분리하는 것이 매우 어렵기 때문에 일부 과학자들은 반복 가능한 선별 방법을 찾는 것이 거의 불가능하다고 생각합니다. 하지만 최근 연구원 앤드류 그린이 수행한 파일럿 연구에 따르면 이러한 생각이 틀렸다는 것이 증명되었습니다.

반복성을 위한 탐구

그린은 "이전에도 가뭄 스트레스를 집중적으로 연구하려는 시도가 있었지만 가뭄 스트레스를 더위, 질병 및 기타 요인들과 분리하기는 어려웠다"고 말합니다. 그린과 그의 고문인 제라드 클루텐버그 박사와 앨런 프리츠 박사는 토양의 수분 잠재력(토양 흡입력)을 모니터링하는 것이 일관되고 반복 가능한 치료를 시행할 수 있는 유일한 정량화 방법이라고 생각합니다. 균질한 성장 배지에 대한 토양 수분 유지 곡선을 개발하면 가뭄 스트레스를 차단하기 위해 수분 처리를 유지할 수 있다고 생각합니다. 그린은 "우리의 목표는 유전자를 통합하는 작업은 매우 길고 지루한 과정이기 때문에 우리가 보고 있는 것이 실제 가뭄 반응이라는 것을 확신할 수 있는 반복 가능한 스크리닝 시스템을 개발하는 것입니다."라고 말합니다.

왜 이전에는 이 작업을 수행하지 않았나요?

식물 육종가인 앤드류 그린은 대부분의 유전학자가 토양 과학자가 아니라는 사실에 문제가 있다고 생각합니다. 그는 "과거 실험에서 가장 정교한 가뭄 선별 방법은 식물을 특정 지점까지 키운 다음 물을 주지 않고 어떤 식물이 가장 오래 사는지 확인하는 것이었습니다. 생리학자와 토양 과학자가 함께 참여한 협력적 접근 방식은 없었습니다. 그래서 연구자들은 생물학적으로 무관한 가혹한 스트레스를 가해왔고, 이는 기본적으로 소모성 연구였습니다." 그린은 자신의 연구에서 토양을 피드백 메커니즘으로 사용하여 자연에 존재하는 것과 유사한 스트레스 수준을 유지하기를 희망한다고 말합니다.

토양 미디어: 장점과 단점

서로 다른 토양 유형의 문제를 해결하기 위해 Andrew와 그의 팀은 우주 및 기타 응용 분야에서 광범위하게 연구된 Profile Greens Grade라는 균질 토양 개량제를 선택했습니다. Green은 "입자 크기가 매우 큰 다공성 물질입니다. 실험이 끝나면 식물의 뿌리를 토양 배지에서 분리할 수 있고, 수집된 데이터와 함께 뿌리를 측정하고 이미지화하여 연구할 수 있기 때문에 훌륭한 성장 배지입니다."라고 설명합니다. 하지만 그린은 토양 배지로 작업하는 것이 완벽하지는 않다고 덧붙입니다. 유압 전도성 문제가 발생하기도 하고 배지를 면밀히 모니터링해야 하기 때문입니다.

이 연구의 독특한 점은 무엇인가요?

그린은 기질이 매우 구체적이고 수분 전위와 토양 수분 센서가 함께 배치되어 있기 때문에 모든 수분 방출 곡선이 일관된지 확인할 수 있었다고 생각합니다. "우리는 기둥을 균일한 부피 밀도로 포장하고 물을 줄 때 모든 깊이에서 일정하게 유지되기를 바라며 계속 주시하고 있습니다. 지금까지는 꽤 잘 작동하고 있습니다. 수분 함량과 수분 포텐셜이 여러 기둥에서 반복 가능합니다."

향후 계획

그린의 파일럿 연구는 봄에 완료되었으며, 그는 프로젝트의 확장 버전인 밀의 야생 친척을 대상으로 한 복제 실험을 준비하고 있습니다. 그는 토양 수분 센서를 사용하여 자동 관개 결정을 내리고자 합니다. 즉, 기둥의 수분 전위가 12개의 솔레노이드 밸브를 활성화하여 물을 분산시켜 목표 스트레스 영역, 즉 이상적인 수분 전위를 유지하도록 하는 것이죠. 궁극적인 목표 그린의 연구의 궁극적인 목표는 야생 밀 종을 농가가 재배하는 품종으로 사용할 수 있는 생산적인 형태로 육종하는 것입니다. 그는 파일럿 연구 결과에 대해 낙관적입니다. 그는 "지금까지 우리가 가지고 있는 아주 적은 양의 복제되지 않은 데이터를 바탕으로 이러한 재료를 선별하는 반복 가능한 방법을 개발할 수 있을 것으로 생각합니다. 지금 우리가 보고 있는 데이터와 땅속에서 무슨 일이 일어나고 있는지에 대해 수집하고 있는 정보를 통해 생물학적으로 관련된 스트레스 영역에 이러한 물질을 보관하는 것이 가능할 것이라고 생각합니다."라고 말합니다.

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