이 연구 주제는 작물 생산성을 높이면서도 환경 부담을 줄일 수 있는 비료 관리와 생물비료 활용 기술에 초점을 둔다. 연구실의 핵심 키워드가 비료학과 생물비료인 점을 고려할 때, 토양-식물-미생물 상호작용을 이해하고 이를 바탕으로 양분 이용효율을 높이는 방향의 연구가 중심을 이룬다. 특히 화학비료의 과다 사용으로 발생하는 양분 유실, 토양 황폐화, 온실가스 배출 문제를 완화하기 위한 대안 기술 개발이 중요한 목표로 보인다. 구체적으로는 작물 생장을 촉진하는 유용 미생물의 선발과 특성 분석, 토양 내 질소·인·칼륨 순환 개선, 해조류 처리 토양이나 다양한 농업환경에서 유래한 식물생장촉진세균의 활용 가능성 평가가 포함된다. 이러한 접근은 단순히 비료 성분을 공급하는 수준을 넘어, 미생물군집을 조절하여 작물의 생육과 스트레스 저항성을 함께 향상시키는 방향으로 확장된다. 또한 비료 방출을 제어하는 친환경 코팅소재 및 하이브리드 공법과 연계해, 양분 손실을 줄이고 작물 흡수 효율을 극대화하는 기술 개발도 중요한 축으로 해석된다. 이 연구는 생산성 향상과 환경보전을 동시에 추구하는 지속가능 농업의 실용적 기반을 제공한다. 생물비료와 기능성 미생물, 코팅 비료 기술이 결합되면 탄소중립형 농업체계 구축, 농업 유래 아산화질소 배출 저감, 토양 건강 회복에 기여할 수 있다. 나아가 지역 농업 현장에 적용 가능한 맞춤형 비료 관리 체계를 제시함으로써 친환경 농업과 스마트 농업의 연결 고리를 만드는 데도 의미가 크다.

이 연구 주제는 금속 나노입자와 양자점 등 다양한 나노물질이 식물체에 흡수되고 이동하며 생리적 반응을 유도하는 과정을 규명하는 데 초점을 둔다. 애기장대와 포플러를 대상으로 한 논문들은 은 나노입자, 금 나노입자, 양자점의 식물체 내 유입, 잎과 줄기 등 기관별 분포, 독성 및 저농도 자극 효과를 정밀하게 분석하고 있다. 이는 나노소재의 환경 노출 증가에 대응해 식물 생태계에서의 안전성과 활용 가능성을 동시에 평가하는 중요한 연구 영역이다. 연구실은 나노입자의 크기, 표면 코팅, 전하 특성이 식물 흡수와 전이에 어떤 영향을 미치는지 비교하고, 나노물질이 증산작용, 뿌리 신장, 생체 내 유전자 발현에 미치는 효과를 해석하는 접근을 수행해 왔다. 특히 금 나노입자를 이용한 광열 반응 유도 연구는 식물 조직 내부에서 외부 광 자극으로 특정 생리 반응을 원격 제어할 수 있음을 보여주며, 식물 나노생명공학의 응용 가능성을 넓힌다. 또한 식물에서 곤충 초식자로의 나노물질 이동을 검증한 연구는 먹이망 수준의 환경 위해성 평가로까지 연구 범위를 확장시킨다. 이 분야는 환경독성학, 식물생리학, 나노기술이 융합된 대표적인 학제간 연구이다. 향후에는 나노물질의 정밀 전달체로서의 활용, 식물 내 물질수송 메커니즘 해석, 환경 중 나노오염물질의 장기적 영향 평가 등으로 발전할 가능성이 크다. 농업 분야에서는 나노기반 영양소 전달, 병해 방제, 작물 생육 조절 기술로 연결될 수 있어 기초와 응용 측면 모두에서 파급력이 높다.

이 연구 주제는 토마토를 비롯한 원예작물의 우수 형질을 정밀하게 개선하기 위한 유전자교정 기술 개발에 중점을 둔다. 특히 당도 증진 토마토 육종소재 개발, DNA free 유전자교정 모듈 및 전달 기술 개발 과제들은 연구실이 차세대 육종기술을 실용화 단계까지 연결하려는 방향성을 잘 보여준다. 전통 육종보다 빠르고 표적성이 높은 유전자교정은 기후변화와 소비자 요구에 대응하는 미래 농업의 핵심 수단으로 자리잡고 있다. 세부적으로는 원형질체 기반 교정, 리보핵단백질(RNP) 전달, 후성유전체 편집, DNA 메틸화 조절 등 고도화된 분자육종 기술이 연구 범주에 포함된다. 이러한 기술은 외래 DNA 잔존 가능성을 낮추면서 원하는 형질만 정밀하게 조절할 수 있다는 장점이 있다. 토마토의 당도 향상뿐 아니라 수량성, 저장성, 스트레스 저항성, 품질 관련 대사 조절에도 확장 적용할 수 있으며, 전달체와 세포 재분화 효율 개선 역시 핵심 연구 요소로 해석된다. 이 연구는 농업 현장에서 바로 활용 가능한 고부가가치 품종 개발로 이어질 가능성이 높다. 글로벌 종자 시장 경쟁력 확보, 소비자 맞춤형 기능성 작물 개발, 환경 적응형 품종 육성 측면에서 실용성이 매우 크다. 또한 비료·미생물·병해저항 연구와 연계될 경우, 유전적 형질 개선과 재배환경 최적화를 통합하는 정밀 농업 플랫폼으로 확장될 수 있다.

이 연구 주제는 작물과 산림식물의 병해를 줄이기 위해 식물 고유의 방어체계를 활성화하고 친환경적 방제기술을 개발하는 데 초점을 둔다. 연구실의 수행 과제와 논문을 보면 소나무재선충병, 시설채소 병해충, 뿌리혹선충 등 다양한 병해충 문제를 대상으로 저항성 유도물질과 생물학적 방제 전략을 탐색하고 있다. 이는 농약 의존도를 줄이면서도 안정적인 생산을 가능하게 하는 지속가능 식물보호 연구로 볼 수 있다. 대표적으로 methyl salicylate를 활용한 전신획득저항성 유도 연구는 식물 호르몬 신호를 조절해 병원체 및 선충에 대한 저항성을 높이는 접근이다. 또한 Aspergillus niger 유래 옥살산 등 미생물 유래 물질을 활용해 토마토의 선충 저항성을 유도하는 연구는 미생물 대사산물을 방제 소재로 활용하는 가능성을 보여준다. 시설채소 병해충 조기진단, 검역 대상 병원균의 분자분류, 천연물 및 유용 미생물 스크리닝 역시 질병 예방과 조기 대응 체계를 강화하는 핵심 요소다. 이 연구는 친환경 농업, 농산물 안전성, 산림생태계 보전 측면에서 큰 의미를 가진다. 앞으로는 면역유도제, 생물농약, 분자진단 기술을 통합한 정밀 병해관리 시스템으로 발전할 수 있으며, 작물별 맞춤형 방제 솔루션 구축에도 기여할 수 있다. 특히 기후변화로 병해충 발생 양상이 복잡해지는 상황에서, 화학농약 중심 방제의 한계를 보완하는 대안 기술로서 중요성이 더욱 커질 것이다.