농생명과학&신기술

'마이크로바이옴'으로 신품종 종자개발 가능성 키워

농기평, 벼의 야생종과 육성 품종 종자 마이크로바이옴 분석 통해 밝혀

식물에는 인간의 장내 미생물처럼 뿌리 주변과 식물 안에 다양한 미생물이 존재한다. 이처럼 식물을 둘러싼 미생물 군집 및 유전체 정보를 식물 마이크로바이옴이라 한다.

마이크로바이옴은 미생물(microbe) + 생태계(biome)의 합성어로 특정 환경에 존재하고 있는 미생물들의 총체적 유전정보이다.

 

식물과 상호작용을 하는 마이크로바이옴은 식물의 생장 촉진 및 병원성 미생물에 대한 저항성 부여 등 식물의 생리적 활성 및 발달에 중요하다. 

특히, 품종의 기원이 되는 야생형 종으로부터 유용한 마이크로바이옴을 도입하여 새로운 품종을 만들고자 하는 시도가 활발히 이루어지고 있다.

 

마이크로바이옴 관련 연구는 기존에 식물 뿌리 주변으로 이뤄졌는데, 이는 뿌리 주변의 환경 요인에 많은 영향을 받아 식물과 마이크로바이옴간의 상관관계를 유추하는 데는 한계가 있었다.

이에, 식물과 마이크로바이옴의 직접적인 상관관계를 규명하기 위하여 농림축산식품부(장관 김현수)와 농림식품기술기획평가원(원장 오병석, 이하 농기평)은 농식품 연구개발 과제로 2018년부터 ‘벼 마이크로바이옴 분석 및 상호작용 기능 연구(서울대학교 이용환 교수)’를 지원하였다.

 

이번 연구를 주관한 서울대 이용환 연구팀<사진>은 “본 연구는 기존에 뿌리 주변 마이크로바이옴을 분석한 연구들과 달리 종자 껍질 안에 있는 마이크로바이옴을 대상으로 연구를 진행하였으며, 기존 교배 방식이 유전 형질에만 집중했다면 본 연구는 그동안 주목되지 않았던 마이크로바이옴에 초점을 맞추어 연구를 진행하였다.”라고 말했다.

 

연구는 식물 중에서도 전세계 인구의 절반 이상이 주식으로 하는 벼를 이용해서 분석하였으며, 연구 결과, ‘벼의 진화*에 종자의 유전자 외에도 세균이나 곰팡이와 같은 마이크로바이옴이 큰 영향을 미친다.’는 결과를 세계 최초로 확인했다고 밝혔다.

 

이를 분석하면서 연구진은 ▲자연 교배된 종자(야생종)와 육종의 과정을 거친 육성 품종의 벼를 비교 분석하였고, ▲벼 종에 따른 종자의 마이크로바이옴(세균 및 곰팡이) 군집과 벼 진화와의 영향을 분석하였다. 그 결과, ▲야생종 벼의 핵심 미생물은 곰팡이지만, 육성 품종에서는 세균이라는 것과, ▲벼의 진화에 세균류 마이크로바이옴이 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

 

이 결과는, 식물의 진화 과정에 마이크로바이옴이 영향을 준다는 상관관계를 세계 최초로 밝혀 마이크로바이옴 분야에서 가장 권위 있는 학술지인 마이크로바이옴(Microbiome; 2018 JCR IF=10.465)에 2월 14일 자로 게재되었다.

 

야생종과 육성품종에 공통으로 존재하는 마이크로바이옴이 모계 유전으로 다음 세대로 전파될 수 있음을 확인함으로써 마이크로바이옴 기반의 육종 기술 개발 가능성을 보여주었으며, 이를 위해 배양 가능한 핵심 마이크로바이옴 미생물의 균주를 확보했다고 서울대학교 이용환 교수 연구팀은 덧붙였다.

 

연구팀은 “해당 마이크로바이옴은 스프레이 형식이나 종자 코팅 등의 방식으로 식물에 접종할 수 있으며, 마이크로바이옴이 식물에 붙어있도록 잡아주는 역할을 하는 유전 형질을 통해 신품종 개발이 가능하다는 것을 확인하였다.”라고 설명했다.         

 

농기평 오병석 원장은 “이번 연구는 식물의 진화과정과 식물 마이크로바이옴의 구조와 기능에 대한 상관관계를 최초로 밝힌 데 큰 의의가 있으며, 야생종의 유용한 마이크로바이옴을 활용한 신품종의 개발 가능성을 제시함으로써 지속가능한 농생명산업 발전에 기여할 것으로 기대된다.”라고 말했다. 나하은 kenews.co.kr


관련기사

배너
배너



배너

포토뉴스 파노라마


건강&치유여행

더보기
‘우리 농산물 과채류 매력 알리기 콘텐츠 공모’... 9월 30일까지
농협(회장 강호동) 경제지주(농업경제대표이사 박서홍)는 7월 10일부터 9월 30일까지 국산 과채류의 우수성을 알리고 소비를 확대하기 위해 ‘2025 우리 농산물 과채류 매력 알리기 콘텐츠 공모전’을 개최한다. ‘국산 과채류의 가치를 발견하고 함께 공유하는 즐거움’을 주제로 하는 이번 공모전은 ▲사진 ▲영상(UCC) ▲카드뉴스 등 3개 부문으로 나누어 진행되며, ▲과채류의 기능성과 효능 ▲생활 속 과채 소비 실천 유도 방법 ▲기타 소비문화 확산 등에 대해 자유롭게 표현하면 된다. 공모전 소재는 오이, 토마토, 애호박, 가지, 풋고추, 파프리카, 참외, 딸기, 멜론, 상추 10개 품목이다. 특히 올해는‘우수농산물관리(GAP)’또는‘친환경(유기농·무농약)’인증 제도에 대한 설명 추가 시 가점을 부여한다. 심사는 ▲작품의도 ▲창의력 ▲표현력 ▲재미와 감동 ▲노력도 ▲작품성 등을 기준으로 진행되며, 대상 수상자에게는 농림축산식품부 장관상이 수여되는 등 총 1,350만원 상당의 상금과 상장이 주어진다. 공모전 공식 홈페이지 또는 구글폼을 통해 응모가 가능하며, 자세한 내용은 공식 홈페이지와 인스타그램을 통해 확인할 수 있다. 또한, 이번 달 31일까지 본인이 접수한

귀농·귀촌소식

더보기
‘가축 폭염피해’ 최소화에 정부역량 총동원
농림축산식품부(장관 송미령)는 최근 폭염으로 인한 가축 피해가 크게 증가하고 있고, 향후에도 폭염이 지속될 가능성이 높아 과거와 다른 정부·지자체·유관기관 간 체계적 대응이 중요하다고 판단, 식량정책실장 주재로 축산분야 폭염 대비 추진 상황 긴급 점검 회의를 개최하고 ‘축산분야 폭염 피해 대책’을 발표하였다. 현재 가축폐사는 7월 10일 기준 약 53만 마리로, 돼지 사육마릿수 중 0.17%, 산란계 0.02% 등 수준이다. 회의 참석자들은 현 상황에서 국민들이 축산물 가격상승을 우려할 수준은 아니라는 의견이었으나, 유례없는 폭염으로 가축 폐사가 빠르게 증가하는 상황인 만큼 농식품부는 정부, 지자체, 농협, 생산자단체 등 주체별로 다음과 같이 대응하기로 하였다. 우선, 농식품부는 기존 축산재해대응반을 격상하여 농식품부·축평원·농협·지자체 등으로 ‘폭염 대응 가축 피해 최소화 TF’를 구성·운영(7~8월)한다. 이를 통해 피해상황을 신속히 파악하고 유관기관에 협조 요청사항을 전파하는 한편, 실제 현장 수요를 매일 점검한다. 구체적으로, 농가 피해·애로사항 지자체별 접수 담당자를 지정하는 한편, 지자체 가용 차량(약 300대), 지역 농축협 가용 차량(공동방제단

배너