농기평, 벼 키다리병 줄기마름 메카니즘 세계 최초로 규명

【안동=뉴시스】류상현 기자 =  지난 8월 안동의 벼 정부보급종 생산포장에서 무인헬기 병해충 119방제단이 벼 키다리병 방제작업을 하고 있다. 2017.08.08 (사진=경북도 제공)  [email protected]

【세종=뉴시스】우은식 기자 = 농림식품기술기획평가원은 7일 "미생물유전체 연구를 통해 세계적으로 벼 재배에 심각한 손실을 일으키는 벼 키다리병의 마름병 발생 메카니즘을 최초로 규명했다"고 발표했다.

농기평이 지원하는 미생물유전체전략연구사업단의 순천향대 윤성환 교수는 독일 뮌스터대 튜진스키 교수와 공동연구를 통해 이미 알려진 벼의 줄기를 웃자라게 하는 '키다리 증상'과 달리 벼의 줄기 생장을 위축시킨 후 말라 죽게 하는 '줄기마름 증상'을 일으키는 벼 키다리병균을 분리해 새로운 병원성 메카니즘을 세계 최초로 규명했다.

이번 연구는 국제공동연구를 통해 전 세계에 분포하는 벼 키다리병균 대표균주의 유전체를 해독해 지역별 병원균의 특징을 비교분석하려는 목적으로 시작됐다.

특히 우리나라 균주 집단 가운데 '키다리 증상' 외에 '줄기마름 증상'을 일으키는 병원형 균주의 존재를 확인해 '줄기마름 증상' 병원형 균주의 특징과 병 발생 메카니즘을 유전체 수준에서 규명하고자 했다.

두 병원형 균주 사이 유전체 구조와 발병 단계 유전자 발현 양상을 비교한 결과 '마름 증상' 병원형 균주는 ‘키다리 증상’ 병원형 균주와 달리 벼 식물체 감염 과정 중 지베렐린을 생산하지 못하는 반면 푸모니신(Fumonisin)과 푸사린산(Fusaric acid) 이라는 독성 이차대사산물을 생성한다는 것을 밝혀졌다.
 
한편 연구진은 우리나라 벼 재배 지역 내 존재하는 벼 키다리병균의 경우 예상과 달리 '마름 증상' 병원형의 분포 비율이 '키다리 증상' 병원형 보다 월등히 높은 것을 밝혀냈다.

또한 '마름 증상' 병원형 균주는 벼 식물체 내 증식 속도나 살균제 저항성이 '키다리 증상' 병원형 균주에 비해 20% 이상 높은 양상을 보였다.

우리나라에서 벼 키다리병의 발생은 2000년 대 이후 급격히 증가하는 추세다. 못자리에서는 2007년 28.1% 발생한 이후 2012년 4.1% 로 발병률이 감소했으나 2013년, 2014년 13% 이상 크게 증가했다.

또한 본답 발병률은 2006년 29% 이후 2012년 20%로 소폭 감소하다 2013년 31%로 다시 증가하면서 많은 피해가 발생하고 있다.

지금까지 전 세계적으로 벼 키다리병의 방제 전략은 ‘키다리 증상’ 병원형 균주에만 집중됐으며, ‘마름 증상’ 병원형 균주의 실체와 병 발생 메카니즘 생태 등에 대한 이해는 전무한 실정이었다.

이번 연구 결과는 기초 분야에서 글로벌 수준의 벼 키다리병균 병원성 메카니즘과 균주 집단 진화 등의 이해에 중요한 기여를 할 뿐 아니라 응용 분야에서 우리나라 벼 키다리병의 발생 예방과 포장 내 방제 전략 수립에 중요 기반으로 활용될 것으로 기대된다.

이번 연구는 미생물학 분야의 세계적 학술지인 플로스 병원체(PLOS Pathogens) 온라인판에 오는 8일 게재될 예정이다.

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