식물로부터 방출되는 휘발성 유기 화합물(VOCs)의 기능 및 활용 가능성
식물을 잘 가꾸고 연구하는 여러분이라면 써늘한 아침이나 햇살 좋은 오후 무렵 식물 주변에서 은은한 향기를 맡아본 경험이 있을 수도 있어요. 식물에서 풍기는 이러한 향기는 사실 식물이 방출하는 휘발성 유기 화합물(Volatile Organic Compounds, VOCs)의 일종으로 식물이 자신의 보호 및 외부 환경 소통을 위해 사용하는 화학적 언어랍니다. 오늘은 이 VOCs가 구체적으로 어떤 역할을 하며, 우리가 농업과 정원 관리 분야에서 어떻게 효과적으로 응용할 수 있는지 세부적으로 살펴보도록 할게요.
식물 휘발성 유기 화합물(VOCs)의 종류
식물에서 방출되는 VOCs는 크게 테르펜류(terpenes), 녹색잎 휘발성물질(Green leaf volatiles, GLVs), 벤젠 유도체(benzene derivatives), 질소 및 황을 포함한 화합물 등으로 구분됩니다. 이 물질들은 멀리서도 감지될 만큼 휘발성이 강하며, 계절이나 식물 종, 스트레스 상태에 따라서 종류와 방출량이 다르게 나타나는 특징이 있어요.[1]
대표적인 식물 VOCs 종류와 방출 조건
| VOCs 범주 | 화합물 예시 | 주요 방출 조건 |
|---|---|---|
| 테르펜류 (Terpenes) | 모노테르펜(limonene, linalool), 세스퀴테르펜 | 곤충 유인 및 방어, 온도 스트레스 대응 |
| 녹색잎 휘발성물질 (GLVs) | 헥세날(Hexenal), 헥세놀(Hexenol) | 상처, 초식동물 침입 시 신속 반응 |
| 벤젠류 유도체 | 메틸살리실레이트(Methyl salicylate) | 병원균 침입 시 방어 반응 실행 |
티트리와 염증완화에 효과가 있어 여드름 원인균을 제거하는 티트리오일 [이미지출처: Shutterstock]
식물 VOCs의 주요 기능
- 해충 방어 및 천적 유인: 식물은 초식곤충으로부터 피해를 입었을 때 VOCs를 합성하여 해충의 천적을 유인하거나 직접 해충이 접근하지 못하도록 방지
- 환경 스트레스 대처: 열 스트레스, 건조 등 환경적 스트레스 상황에서도 식물은 특정 VOCs를 방출하며 스트레스에 대응하는 시스템을 가동[2]
- 식물 간 소통: VOCs는 주변 식물에게 위험 신호를 보내어 주변 식물들의 면역 반응을 촉발시키는 역할도 수행
농업 및 정원 관리에서의 VOCs 활용 가능성 및 응용 기술
최근 연구에 따르면, VOCs를 효율적으로 활용할 경우 살충제나 화학 물질 사용량을 크게 줄이고 친환경적이며 지속 가능한 농업 체계를 구축할 수 있다고 평가받고 있어요.[3]
- 천적 유도 기술: 일부 VOCs 복합체(예: 메틸자스모네이트)를 농업 환경에서 살포하여 천적을 효과적으로 유도 가능.
- 식물 면역 활성화: 살리실산 유도체의 사용으로 식물의 자연 면역 시스템을 미리 활성화시켜 보다 효과적인 병해충 예방 가능.
- 환경 친화적 농법: 합성 VOCs 대신 TARGET VOCs를 방출하는 식물을 간작함으로써 병해충 관리 효율성을 높일 수 있는 ‘VOCs 기반 복합재배 시스템’ 개발과 응용 가능성.
식물 VOCs 관련 최신 연구 사례
최근 환경 연구 논문에서는 메틸살리실레이트와 같은 벤젠 유도체가 식물의 질병 저항성을 높이는 데 큰 효과가 있다고 보고되어, 현재 농업 현장에서도 적용 가능성을 시험하고 있어요.[4]
정리하며
식물 VOCs는 더이상 단순한 ‘향기’가 아닌, 식물과 환경을 이어주는 필수 매개체입니다. 우리가 정원을 가꾸거나 농장을 운영할 때 VOCs의 특성과 기능을 충분히 이해하고 적극적으로 활용하면 보다 건강하고 생태친화적인 환경에서 식물을 관리할 수 있을 것입니다.
[1] Plant Physiol.(2019)
[2] Journal of Experimental Botany(2018)
[3], [4] MDPI Plants(2021)
