서울대 연구팀, 식물 스트레스 실시간 감지 나노센서 개발

서울대 연구팀이 나노 입자의 특성을 활용해 식물이 느끼는 스트레스 신호를 실시간으로 읽는 기술을 세계 최초로 개발했다.

서울대는 농업생명과학대학 바이오소재공학 전공 곽선영 교수와 사범대학 화학교육과 정대홍 교수 융합연구팀이 식물 스트레스를 실시간으로 감지하는 나노센서를 개발했다고 21일 밝혔다.

이 나노센서는 나노 입자의 플라즈몬(금속 표면에서 생성되는 유사 입자) 특성을 활용해 다수의 표적 물질을 검출할 수 있고, 검출 대상 물질과 상호작용할 수 있도록 설계돼 식물 스트레스 신호 물질의 농도 변화나 이동 등을 실시간으로 모니터링할 수 있다.

PCR(유전자증폭) 진단법보다 훨씬 빠르게 진균병 감염 여부를 판단할 수 있다고 연구팀은 설명했다.

플라즈몬 나노 구조체에서 일어나는 변화를 측정하는 기존 표면증강라만산란 분광법(빛이 물질에서 반사될 때 생기는 라만산란 신호가 금속표면에서 106∼108배 이상 증폭되는 현상을 이용한 검사법)은 측정 감도가 높지만, 식물 체내에서는 엽록소에 의한 형광 신호의 방해를 받아 실시간 표적 물질을 측정하는 데 한계가 있었다.

연구팀은 식물체 내 형광 간섭을 피할 수 있는 근적외선 영역에서 광학적으로 활성화되는 플라즈몬 나노센서를 개발해 기존 검사법의 단점을 보완했다.

연구팀은 주요 작물인 밀, 보리, 물냉이에 나노센서를 적용한 데 이어 다양한 작물로 확장 적용을 시도하고 있다.

곽 교수는 "식물 스트레스 실시간 모니터링으로 작물 생산성을 높이고 방제제 남용을 줄여 지속가능한 농업에 기여할 수 있을 것"이라고 밝혔다.

이 기술은 15일 국제 학술지 네이처 나노테크놀로지에 소개됐다.

/연합뉴스