농기평, 식물 “붉은곰팡이”병원균 생존 메카니즘 규명

농림수산식품기술기획평가원, 유전체 분야 세계적 학술지“플로스 제네틱스”게재

농림수산식품기술기획평가원(원장 이상길)는“포스트게놈 다부처 유전체사업의 부처 공동연구 성과로‘붉은곰팡이’의 유성생식 연구를 통해 월동 관련 생존 메카니즘을 세계 최초로 규명했다”고 발표했다. 순천향대학교 의료생명공학과 윤성환 교수 연구진은 붉은곰팡이의 생존력이 교배를 통한 자손생산능력에 의존함에 착안하여 교배형 단백질에 의해 조절되는 붉은곰팡이의 유성생식 전 과정을 세계 최초로 규명하였다. 이번 연구결과에 따르면 붉은곰팡이는 생존에 불리한 환경을 감지한 후 유성생식을 위해 4종의 교배형

단백질을 생산한다. 이 후 이들 단백질은 1,200 개 이상의 유전자 집단을 단계적으로 조절하는데, 이 과정에서 성페로몬에 의한 생식세포 융합, 다양한 전사조절인자(유전자의 발현을 조절하는 단백질)와 RNA 간섭 단백질 등에 의한 유성생식 특이 유전자 집단의 발현 등을 제어함이 밝혀졌다.

붉은곰팡이병은 전 세계적으로 맥류, 옥수수, 벼 등 작물에 발생하는 심각한 식물병으로서 매년 10억 달러 이상 경제적 피해를 초래할 뿐 아니라 곡물 내 곰팡이독소를 생성하여 사람과 가축에게도 심각한 중독증 피해를 일으킨다. 이와 같은 병해의 심각성에도 불구하고 작물재배 지역 내 붉은곰팡이의 뛰어난 생존력과 저항성 식물 자원의 부재로 그동안 붉은곰팡이병의 효율적인 방제에 어려움이 많았다.

2000년대 초반 미국에서 발생한 붉은곰팡이병은 밀 수확 감소와 품질 하락으로 27억불의 피해를 발생시켰으며, 1992년 이후 현재까지 곰팡이독소 오염으로 매년 50억불 이상의 경제적 피해를 유발하고 있다. 또한 우리나라는 1970년대 이후 지금까지 10년 주기로 대발생하여 보리 수확의 30% 감소 피해를 초래하고 있다.

이러한 연구 결과는 붉은곰팡이의 생존 메카니즘을 제어함으로써 식물병 발생 생태 예측 및 친환경 방제기술 개발 등 새로운 개념의 방제 전략에 중요 기반으로 활용될 수 있음은 물론 곰팡이 독소 오염 저감화로 국내 곡물 및 농식품 안전성을 확보할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

이번 연구는 ‘농림축산식품 미생물유전체전략연구사업단’과 농생물게놈활용연구사업단의 지원으로 이루어졌으며, 유전학분야의 세계적인 학술지인 “플로스 제네틱스(PLOS Genetics)” 온라인판에 지난 3일 게재되었다.

농림축산식품 미생물유전체사업단장은 “이번 연구를 통해 붉은곰팡이병의 발생기작을 명확히 규명함으로써 향후 붉은곰팡이병의 진단 및 제어법 개발 그리고 관련 제품 산업화에 청신호가 켜졌다”라고 밝혔다. 하은 kenews.co.kr