모든 생물에서 가장 중요한 것은 종족번식과 보존일 것이다. 그래서 이 지구상의 모든 생명체는 생장과 번식이라는 가장 기본적인 생존전략을 갖고 있다. 식물의 경우 종자에서 싹이 나고 꽃이 피기 전까지 영양생장을 한 후 어느 시점이 되면 꽃이 피고 종자가 맺혀 후대를 번식하고 보존한다. 이러한 일련의 생장 발달 과정은 여러 가지 환경요인들에 의해서 많은 영향을 받고 있으며 식물은 특정한 자극을 받았을 때 영양생장 단계에서 생식단계로 넘어간다. 꽃을 피게 하는 요인에는 여러 가지가 있다. 자체적인 내부요인에 의해서 조절되는 것, 고온이나 저온의 온도처리에 의한 것, 광주기에 의한 것 (단일식물, 장일식물), 호르몬, 영양상태, 스트레스 등 다양한 여러 요인에 의하여 식물의 개화시기가 결정된다. 이러한 개화와 관련된 연구는 세계적으로 많이 연구되어져 여기에 관여하는 많은 유전자들이 밝혀졌다. 그러나 아직도 알려지지 않은 부분과 다양한 요인이 상호작용하는 관계로 이에 관한 연구는 끊임없이 진행되고 있다. 꽃피는 시기와 관련된 유전자를 분리하고 기능을 분석하는 데는 개화시기와 관련된 많은 애기장대 돌연변이체를 이용하였다.
먼저 저온처리(vernalization)를 일정기간 거쳐야만 꽃이 피는 식물의 경우 알려진 유전자 역할에 관한 것은 다음과 같다.
겨울을 지내야만 하는, 즉 저온처리를 일정기간 받아야만 꽃이 피는 식물에서 가장 중요한 역할을 하는 유전자로는 개화를 억제하는 유전자로 알려진 FLOWERING LOCUS C(FLC)라는 유전자가 있다. 이 유전자는 식물이 종자에서 발아하여 영양생장을 하고 저온처리를 받기 전까지는 발현을 일정량 지속적으로 하게 되면서 개화를 억제하게 된다. 그러다가 식물이 저온처리를 받기 시작하면 FLC 유전자 발현은 서서히 감소되기 시작하고 저온처리 기간이 길어질수록 FLC 유전자 발현은 없어지게 된다. 그러면서 화아 분화, 개화 촉진 유전자인 AGL20 같은 유전자가 발현되기 시작한다. 저온처리 후에도 개화 억제 유전자인 FLC 발현은 없고 개화 관련 유전자들의 발현이 있게 되어 개화를 하게되는 것이다. 그러나 현재 지구 온난화 등으로 인한 환경변화로 화훼류 등에서 개화시기가 점점 변하고 있고 과수등의 작물 재배지역도 서서히 변화하고 있는 시점에서 개화시기 유전자들에 대한 연구는 중요하다고 할 수 있다. 따라서 이들 유전자들의 발굴, 유전자들의 상호작용, 이들의 발현조절을 이용한 작물의 개화시기 및 생육을 조절하는 연구는 미래 기후 및 환경변화에 대처할 주요 미래 연구 분야라고 할 수 있다.
작성일:2010-02-05 19:38:00 152.99.82.30