농촌진흥청(청장 김경규)은 토마토, 감자, 고추 등 가지과 작물에 심각한 피해를 주는 세균성 풋마름병균의 유전체를 분석하여 감염 핵심 인자를 발견하였다.

세균성 풋마름병균에 감염된 작물은 식물체 전체가 말라 죽어 농가에 피해가 크다. 또한 한 번 풋마름병이 발병한 포장에서는 연작 피해가 심해 다른 가지과 작물도 재배할 수 없고, 특히 토마토는 풋마름병에 매우 취약하다.

이 병의 감염 원인균인 풋마름병균은 작물과 품종에 따라 병원성과 감염 범위가 달라서 병원균의 특성 파악이 어려워 농약이 과다 사용될 여지가 있다.

연구 팀은 우선 다양한 작물에 감염된 풋마름병균을 수집하고 주요 작물에 대한 병원성 검정을 통해 작물마다 특이점이 있는 균주 집단을 선별했다.

집단별 대표 균주들의 유전체를 해독하고 이들 유전체 정보를 상호 비교 분석하여 RIP S3 (Ralstonia-injected protein S3)가 토마토 감염 균주들에 특이적으로 존재하는 것을 발견했다.

이 유전자에 의해 발현된 단백질 RIP S3는 효과(effector) 단백질 중 하나로, 토마토 식물 세포에 직접 작용할 것으로 예측된다. 일반적으로 병원균의 효과 단백질은 주요한 병원성 인자로서 기주 식물의 정상 시스템을 방해하여 병을 일으키는 것으로 알려져 있다.

이번 연구로 RIP S3 유전자가 토마토 감염 풋마름병균에 특이적으로 존재하는 것으로 밝혀져 향후 진단 마커 개발 등에 활용이 가능하다.

농촌진흥청은 이 연구 결과를 올해 3월 국제 저널인 <프론티어 인 마이크로바이올로지(Frontiers in Microbiology)>에 <풋마름병균 유전체 비교 분석을 통한 기주 특이적인 병원성 유전자 예측(Prediction of host-specific genes by pan-genome analyses of the Korean Rasltonia solanacearum species complex)>이라는 논문으로 게재해 학술적으로 인정받았다.

농촌진흥청 국립농업과학원 안병옥 유전체 과장은 “풋마름병원균의 유전체 해독과 비교 분석으로 작물 특이 감염 인자를 발굴할 수 있었다.”라며, “앞으로 지속적인 연구를 통해 토마토 감염 풋마름병균의 특이 유전자를 활용한 진단 마커를 개발해 현장에 적용한다면 풋마름병으로 인한 농가의 어려움이 해결될 수 있을 것으로 기대된다.”라고 말했다.

이광조 기자  lgj@youngnong.co.kr

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