농진청, 토양 미생물 상호작용 모형 개발…병 억제균 탐색 활용

시간 흐름 따라 영향 주고받는 미생물 구분

고추 풋마름병 억제 유용균 후보 발굴 가능성

농촌진흥청 전경. ⓒ데일리안DB

농촌진흥청은 흙 속 미생물들이 서로 어떤 영향을 주고받는지 시간 흐름에 따라 분석할 수 있는 미생물 상호작용 모형을 개발했다고 23일 밝혔다.

식물의 생육 상태와 병 발생은 미생물과 밀접한 관련이 있다. 특히 토양에는 다양한 미생물이 존재하며 제한된 공간과 영양분을 차지하기 위해 경쟁한다. 이 과정에서 특정 미생물은 다른 미생물의 증식을 돕고 반대로 억제하기도 한다.

기존 분석 방식은 두 미생물 사이에 도움이나 억제 관계가 있는지 파악하는 데는 활용할 수 있었지만 시간에 따라 어떤 미생물이 먼저 영향을 미쳤는지까지는 구분하기 어려웠다. 이번에 개발한 모형은 시간 흐름에 따라 영향을 주는 미생물과 영향을 받는 미생물을 구분할 수 있다는 점이 특징이다.

연구진은 이 모형을 고추 뿌리 토양 미생물 데이터에 적용해 활용 가능성을 확인했다. 관찰 결과 고추 풋마름병원균 계통은 재배 3주 이후부터 나타나기 시작했고 이후 증감을 반복했다. 7주에서 10주 사이에는 일부에서 20~80% 수준까지 높아졌다.

이 데이터를 새 모형으로 분석한 결과 시간이 지나면서 TRA3-20과 브래디라이조비움, 브리오박터의 영향력이 약해지고 그에 따라 풋마름병원균 계통이 증가하는 것으로 파악됐다. 연구진은 이를 바탕으로 TRA3-20과 브래디라이조비움, 브리오박터가 풋마름병원균 억제에 활용될 가능성이 높은 미생물이라고 판단했다.

이번에 개발한 모형은 미생물 간 상호작용을 더 깊이 이해할 수 있게 했다는 점을 인정받아 국제학술지 'The Plant Pathology Journal'에 게재됐다.

연구진은 앞으로 이 모형을 콩에 적용해 역병 억제 미생물을 발굴하는 연구에 활용할 계획이다. 다른 작물과 식물병 방제 연구에서도 유용 미생물 후보군을 좁히는 데 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

한상현 국립농업과학원 농업미생물과 과장은 “이번에 개발한 모형을 활용하면 새로운 유용 미생물을 발굴할 때 후보군을 빠르게 간추려 미생물제 개발 기간을 단축할 수 있다”며 “다른 연구자들도 폭넓게 활용할 수 있도록 이 모형을 기반으로 미생물 간 상호작용을 분석하는 소프트웨어를 개발해 공개소스 형태로 배포하겠다”고 말했다.