새로운 기술을 사용하면 더 좋고 더 깊은 뿌리를 얻기 위해 작물을 선택적으로 육종하는 것이 더 쉬워질 수 있다. 비파괴적 과정에는 식물의 잎을 신속하게 검사하여 뿌리가 토양 속으로 얼마나 깊이 들어가는지 확인하는 것이 포함된다.
뿌리가 깊은 식물은 뿌리가 얕은 식물보다 가뭄에 더 강하다. 긴 뿌리는 짧은 뿌리가 닿을 수 없는 지하수면에 접근할 수 있기 때문. 그들은 또한 빗물이나 관개수를 통해 토양 깊숙이 운반되는 경향이 있는 질소와 같은 영양분을 흡수하는 데에도 탁월하다.
추가적인 온실가스 완화 효과로, 식물의 뿌리가 깊어질수록 해당 식물 이 포집한 대기 이산화탄소가 토양에 갇혀 있는 시간이 길어진다. 이는 CO2가 잎을 통해 흡수되어 뿌리까지 운반되기 때문이다.
이러한 이유와 기타 이유로 작물 과학자들은 더 깊은 뿌리를 가진 새로운 품종의 작물을 개발하기 위해 끊임없이 노력하고 있다.
현재 뿌리 길이를 확인하는 표준 방법은 테스트 플롯에서 여러 식물을 파낸 다음 줄자로 뿌리를 측정하는 것이다. 이 과정은 시간과 노동 집약적일 뿐만 아니라 특정 식물의 뿌리가 다시 심어지지 않기 때문에 연구 후반에 다시 측정하는 것도 허용하지 않는다.
이것이 바로 LEADER가 등장하는 곳이다. "Deep Root에서 리프 요소 축적(Leaf Element Accumulation from DEep Root)"의 약어인 이 루트 측정 방법은 펜실베이니아 주립 대학의 Jonathan Lynch 교수와 동료들이 만들었다.
이 기술은 특정 농장 내에서 다양한 미네랄과 기타 요소가 토양의 다양한 깊이에서 발견된다는 사실에 기초한다. 식물의 뿌리는 토양 속으로 자라면서 이러한 요소를 흡수하여 잎으로 전달된다.
따라서 잎에 어떤 흙 성분이 있는지를 보면 뿌리가 지금까지 얼마나 아래까지 자랐는지 알 수 있다. 물론, 먼저 어떤 요소가 어떤 깊이에 있는지 알아야 하며 , 이는 해당 현장의 초기 토양 코어 샘플을 채취하고 분석하여 결정할 수 있다.
연구를 위해 린치 팀은 미국 전역의 4개 지역에서 유전적으로 구별되는 옥수수 30개 계통을 재배했으며, 6년에 걸쳐 해당 지역의 토양과 잎을 모두 테스트했다. 잎 분석은 휴대용 X선 형광 장치를 사용하여 현장에서 수행되었습니다. 뿌리 길이가 약 30cm(1피트) 이상인 식물의 경우 LEADER는 전통적인 뿌리 측정 기술만큼 정확한 것으로 나타났다.
자연적으로 발생하는 원소가 항상 강력하고 명확한 신호를 생성하는 것은 아니기 때문에 스트론튬과 같이 매우 감지하기 쉬운 "추적 원소"는 작물을 심기 전에 알려진 깊이에서 토양에 묶일 수 있다. 스트론튬이 잎에 나타나기 시작하면 작물 과학자들은 뿌리가 그 깊이에 도달했음을 알게 될 것이다.
그리고 중요한 점은 연구에 옥수수가 사용되었지만 LEADER는 모든 유형의 식물에 대해 작업해야 한다는 것.
"뿌리 깊은 작물을 육종하려면 수천 그루의 식물을 살펴봐야 합니다. 뿌리 중 일부가 2미터 이상 내려와 있기 때문에 이를 파내는 데는 비용과 시간이 많이 소요됩니다."라고 린치는 말했다. "누구나 뿌리 깊은 작물을 원하지만 지금까지 우리는 그것을 얻는 방법을 몰랐습니다."
연구에 관한 논문은 최근 Crop Science 저널에 게재되었다. 출처: 펜 스테이트
