벼 잘 자라는 논에 지오모빌리박터 풍부…핵심 미생물군 확인

전국 논 토양 60곳 유전체 분석

고생산량 토양서 지오모빌리박터 풍부

벼 생산량이 높은 토양 내 미생물 군집 특성 분석 이미지. ⓒ농촌진흥청

벼 생산량이 높은 논 토양에서 상대적으로 풍부하게 나타나는 핵심 미생물군이 확인됐다. 토양 건강을 평가하는 지표와 벼 생산성을 높이는 친환경 미생물제 개발에 활용될 가능성이 커졌다.

농촌진흥청은 전국 논 토양 60곳에서 시료를 채취해 유전체 기반 기술로 분석한 결과, 벼 생산량과 밀접하게 연관된 핵심 미생물군을 확인했다고 밝혔다.

토양 1g에는 수천에서 수만 종의 미생물이 살고 있지만 현재 실험실에서 배양할 수 있는 미생물은 전체의 약 5%에 불과하다. 나머지 미생물은 존재가 알려졌더라도 배양이 어려워 구체적인 기능을 밝히는 데 한계가 있었다.

연구진은 유전체 기반 기술을 활용해 실험실에서 배양되지 않는 미생물까지 조사 범위를 넓혔다. 분석 결과 벼 생산량이 높은 토양에서는 지오모빌리박터가 생산량이 낮은 토양보다 상대적으로 풍부하게 나타났다.

콘텐도박터는 벼 생산량과 직접 연결된 미생물 연결망의 핵심 구성원으로 확인됐다. 기존 연구에서 지오모빌리박터는 철 환원과 질소 순환에 관여하고 작물의 질소 고정을 촉진하는 미생물로 알려졌다. 콘텐도박터도 질소 순환 관련 유전자를 보유하고 있다.

이번 연구는 두 미생물군이 벼 생육과 생산량에 영향을 줄 가능성이 높다는 점을 유전체 수준에서 확인했다는 데 의미가 있다. 농진청은 연구 결과를 토양 미생물의 기능을 정밀하게 규명하고 지속적으로 관찰하는 데 활용할 예정이다.

핵심 미생물군을 실제로 분리·배양하는 후속 연구가 이뤄지면 친환경 미생물제 개발로 이어질 가능성도 있다. 농진청은 이번 연구가 토양 건강을 평가하는 새로운 지표를 제시하고 차세대 농업 미생물 개발의 기반이 될 것으로 기대하고 있다.

연구 결과는 국제학술지 Applied Soil Ecology(IF 5.0)에 게재됐다.

한상현 농진청 농업미생물과장은 “이번에 확인된 핵심 미생물들을 실제로 분리·배양해 미생물제로 개발한다면 친환경적으로 벼 생산성을 높이는 지속 가능한 농업기술이 될 것”이라며 “기후변화 시대에 다양한 작물에 적용할 차세대 농업 미생물 개발에도 적극 활용하겠다”고 말했다.