병에 강한 식물에서 번성하는 미생물 ‘TRM1’
병에 강한 식물에서 번성하는 미생물 ‘TRM1’
  • 더케이뷰티사이언스 ( office@thekbs.co.kr)
  • 승인 2019.01.14 15:00
  • 매거진 : 2019년 01월호
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연세대 김지현 교수・동아대 이선우 교수 공동 연구팀이 병저항성 식물이 병원균에 대항하기 위해 토양 내의 미생물을 이용한다는 것을 최초로 확인했다. 병저항성과 관련된 식물 마이크로바이옴1의 구조와 기능을 처음으로 밝혀낸 것이다.

그동안 식물병리학에서는 병원균이 침입하면 식물 자체의 저항성 유전자에서 각종 저항 물질들이 만들어지는 것으로 알려져 왔다.

이 연구결과는 생명공학 분야에서 가장 권위 있는 학술지인 네이처 바이오테크놀로지Nature Biotechnology에 2018년 10월 8일자(한국시간 10월 9일 0시)로 온라인 게재(논문명:Rhizosphere microbiome structure alters to enable wilt-resistance in tomato)되었으며, 관련 국내외 특허 출원이 완료됐다.

연구진은 병저항성 토마토 품종인 하와이 7996과 병에 잘 걸리는 감수성 품종인 머니메이커를 실험포장에 재배하면서 뿌리 근처에 서식하는 미생물 종류와 빈도 등을 조사하고 이들이 갖고 있는 전체 DNA 서열을 분석했다.

그 결과 병저항성 품종인 하와이 7996의 뿌리 근처에 특정 미생물이 더 많이 서식하는 것을 발견하였고, 해당 미생물의 유전체 정보를 이용해 이를 분리해내어 TRM1 미생물로 명명한 후, 토양 속의 TRM1이 토마토 풋마름병을 감소시킨다는 것을 증명했다. 즉, 토마토 뿌리 근처 토양에서 번성하는 특정 미생물이 풋마름병의 발생과 진전을 억제함을 발견했다.

한편, 이 연구는 과학기술정보통신부, 농림축산식품부, 농촌진흥청 3개 기관이 지원한 R&D 과제인 ‘유전체 관련 기술개발 사업(과기정통부・농식품부 포스트게놈 다부처 유전체사업(2014~2021), 농진청 우장춘 프로젝트(2010~2019) 및 차세대바이오그린21사업(2011~2020))’으로 2011년부터 진행됐다.

TRM1세균이 플라보박테리아(Flavobacteriaceae)에 속하는 신종 미생물임을 보여주는 유전체 서열 기반의 진화계통도.
TRM1세균이 플라보박테리아(Flavobacteriaceae)에 속하는 신종 미생물임을 보여주는 유전체 서열 기반의 진화계통도.

 


1. 마이크로바이옴

(미생물체, microbiome = micro- + biome 또는 microbe + -ome)
한 환경에 서식하는 미생물군집(microbiota)과 이들이 갖고 있는 유전정보 전체, 즉 메타유전체(metagenome)를 포괄하는 개념. 차세대 DNA 서열 분석(NGS, next-generation sequencing) 기술의 발전과 함께 많은 주목을 받고 있다. 인체의 장내처럼 식물에서도 뿌리 주변 토양의 미생물이 식물의 영양, 생리, 생장, 발달과 환경 스트레스 내성뿐만 아니라 병해충 저항성 조절에도 깊게 관여한다는 것이 밝혀지고 있다.


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