식물 방어체계 무력화 작용…연간 수십억달러 피해 방제에 도움
(서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = 감자와 콩 등 600여 종의 광엽 작물에 흰색 곰팡이 줄기썩음병을 유발하는 진균(곰팡이)이 식물의 방어 체계를 뚫고 감염시킬 수 있게 도와주는 단백질이 50년 만에 규명됐다.
이 단백질은 심할 때 연간 수십억 달러의 피해를 유발하는 균핵균(Sclerotinia sclerotiorum)을 새롭고, 정확하게 통제할 수 있는 방제 체계를 구축하는 데 도움이 될 것으로 기대되고 있다.
미국 농무부 '농업연구서비스'(ARS)와 워싱턴주립대학 연구진은 균핵균 분비물에서 'SsPINE1'이라는 단백질을 찾아낸 결과를 과학 저널 '네이처 커뮤니케이션스'(Nature Communications)에 발표했다.
균핵균은 식물의 세포벽을 와해하는 '폴리갈락투로나아제'(polygalacturonases·PG)라는 화학물질을 분비해 식물을 썩게 만드는데, 식물은 균핵균의 PG를 차단하는 단백질인 PGIP를 만들어 자신을 보호한다.
이런 공격과 방어 시스템은 1971년 처음 확인됐으며, 이후 일부 병원성 진균이 식물의 PGIP를 무력화하는 것으로 알려졌지만, 정확히 규명되지는 못했다.
논문 제1 저자인 ARS 콩과작물 유전생리학 연구팀의 식물병리학자 천웨이둥 박사는 "기본적으로 진균과 숙주 식물이 서로 방어체계나 공격을 무력화하기 위해 화학 전략을 지속해서 개발하고 바꾸는 군비경쟁 속에서 공격과 반격, 재공격이 이어져 왔다"고 설명했다.
연구팀은 균핵균 본체가 아닌 밖의 분비물에서 식물 방어체계 무력화를 돕는 SsPINE1 단백질을 찾아냈다.
연구팀이 SsPINE1 작용 과정을 입증하기 위해 균핵균에서 이 단백질을 제거한 결과, 줄기썩음병을 유발하는 정도가 극적으로 줄어드는 것으로 나타났다.
논문 공동 저자인 워싱턴주립대학 식물병리학 부교수 다나카 기와무 박사는 "이 단백질을 발견했을 때 닭살이 돋을 정도였다"면서 "이는 균핵균이 어떻게 늘 식물 방어체계를 뚫는지, 어떻게 광범위한 숙주 식물을 성공적으로 공격할 수 있는지 등 지난 50년간 과학자들이 가져온 의문에 대한 모든 답을 제공해 줬다"고 했다.
SsPINE1 단백질 발견은 흰색 곰팡이 줄기썩음병 방제를 연구할 수 있는 새로운 장을 여는 것으로, 특정 식물이 균핵병에 자연적으로 더 강한 내성을 갖도록 효율적으로 재배하는 방안의 개발로 이어질 수 있다고 연구팀은 밝혔다.
이와 함께 다른 관련 병원성 진균도 같은 전략을 이용하고 있다는 점을 보여줌으로써 더 중요한 의미를 갖는 것으로 지적됐다.
이번 연구는 세계적으로 막대한 피해를 유발하는 균핵균에 대처하기 위해 농무부 내 최고 연구기관인 ARS가 여러 기관이 참여한 가운데 추진해온 '흰곰팡이 퇴치 구상'(National Sclerotinia Initiative)의 일환으로 진행됐다.
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