1. 미생물을 활용한 과수의 환경스트레스 완화 및 수분이용효율 증진

 과수는 고온과 가뭄 같은 환경스트레스를 피할 수 없으며, 이러한 조건에서 물을 얼마나 효율적으로 사용하는가는 과실 생산의 안정성을 좌우한다. 최근 식물과 공생하는 미생물이 식물체 내 스트레스 신호와 호르몬 균형을 변화시켜 기공 조절 능력 자체를 바꿀 수 있다는 점이 보고되고 있다. 현재 수행하고 있는 연구는 유익 미생물(균근균 및 식물생장촉진세균)을 처리한 과수에서 활성산소와 ABA를 비롯한 스트레스 신호 및 호르몬이 어떻게 달라지는지, 그리고 그 변화가 기공의 밀도와 크기, 개폐 속도로 이어져 고온에서는 증산을 늘려 엽온을 낮추고 가뭄에서는 기공을 더 빠르게 닫아 수분을 절약하는 방향으로 작동하는지를 분자적, 생리학적, 식물체 전체 수준에서 규명하는 것을 목표로 한다. 나아가 과수 작물과 품종, 처리 미생물의 조합에 따라 달라지는 반응을 정량화하여, 어떤 미생물을 처리했을 때 언제 얼마나 관수해야 하는지를 제시하는 미생물 기반 관수 레시피를 개발하고자 한다. 본 연구는 기후변화로 심화되는 고온과 가뭄 조건에서 물 사용은 줄이면서도 안정적인 과실 생산을 유지하는 데 기여할 것이다.

2. 합성 미생물 군집을 활용한 작물의 환경 적응성 향상

 식물은 뿌리 주변의 다양한 미생물과 상호작용하며, 이들 미생물은 양분 흡수와 생장뿐만 아니라 고온·가뭄과 같은 환경스트레스에 대한 적응에도 중요한 역할을 한다. 그러나 작물화와 집약적인 재배 과정에서 유익한 미생물의 다양성과 기능이 감소할 수 있다. 현재 본 연구실에서는 척박한 환경에 적응한 야생 식물에서 유용한 미생물을 분리하고, 이들을 목적에 따라 조합한 합성 미생물 군집(Synthetic microbial Community, SynCom)을 구축하는 것을 목표로 한다. 미생물의 분포와 기능적 특성을 바탕으로 여러 군집을 설계하고, 이를 재배 작물에 처리하여 고온 스트레스 조건에서의 생육과 생리적 반응을 비교하고 있다. 궁극적으로 식물이 잃어버린 환경 적응력을 미생물과의 상호작용을 통해 회복하고, 기후변화에 대응할 수 있는 지속 가능한 작물 생산 기술을 개발하고자 한다.