쑥 생장과 측지 발달에 미치는 광 스펙트럼 영향

약용 식물의 생장과 이차 대사산물 생성은 빛의 질에 의해 크게 좌우되지만, 약효 성분으로 주목받는 쑥(Artemisia argyi)의 최적 광 스펙트럼 조건은 명확히 규명되지 않았다. 본 연구는 쑥의 생리적, 전사체적, 대사체적 반응을 통합 분석하여 다양한 LED 보조광 스펙트럼이 쑥의 생장과 측지 발달에 미치는 영향을 평가했다. 연구팀은 쑥에 청색-적색(BR, 3:1), 적색-청색(RB, 3:1), 백색(대조군)의 세 가지 스펙트럼 조성을 4주간 처리하고, 각 처리군마다 3개의 생물학적 반복군을 두어 분석했다. 생리적 분석에서는 BR 광이 가장 큰 줄기 길이, 엽면적, 엽밀도, 줄기 직경, 지상부 생체 및 건조 중량, 그리고 측지 수를 유도했다. BR 처리군은 RB 및 백색광 대비 식물 높이와 엽수가 현저히 증가했으며, 항산화 효소 활성과 활성산소종(ROS) 수준도 높게 나타났다. RNA 시퀀싱을 통해 광 반응, 광합성계, 엽록소 및 프롤린 대사, 일주기 경로와 관련된 유전자들의 차등 발현을 확인했다. 특히, BR 처리군에서는 APRR1, ProDH, NOL, 테르페노이드 골격 유전자 등 핵심 조절자들이 상향 조절되었다. 대사체 분석 결과, BR 처리군에서 아미노산, 탄수화물, 지질, 이차 대사산물(플라보노이드) 등 다양한 대사산물의 축적량이 크게 변화했다. 이러한 다중 오믹스 통합 분석 결과는 쑥의 생장과 이차 대사산물 생산을 최적화하기 위한 광 스펙트럼 조건을 제시한다. 특히 BR 광이 쑥의 생장 촉진과 약효 성분 함량 증대에 효과적임을 보여주며, 이는 약용 식물 재배 시스템 개선 및 고품질 쑥 생산에 중요한 과학적 근거를 제공할 것으로 기대된다.