국립안동대학교 식물의학과 전용호 교수 연구팀이 미생물제제 공정에서 '미생물의 변이에 의해 생물학적 활성이 저하되는 원인'을 세계 최초로 구명했다.

국내·외적으로 친환경 생물농약 시장이 증가되고 있는 상황이지만 유용미생물의 대량 생산 과정에서 병원균의 활성이 저하되는 현상이 종종 발생했다. 이에 대량배양 과정에서 유용미생물의 변이발생을 상용화 실패의 원인으로 주목하고 첨단 연구기법을 이용해 항균활성이 저하되는 기작을 밝혔다.

패니바실러스 폴리믹사(Paenibacillus polymyxa)균은 병원균에 대한 항균활성 뿐만 아니라 식물의 생장촉진을 유도하고 병 저항성을 증진시키는 유용한 미생물임에도 불구하고 생물농약 개발에 어려움이 있었다.

해당 세균은 환경에 안정한 내생포자(endospore) 형태로 제형 돼야 함에도 대량배양 시 세균 대부분이 내생포자를 형성하지 못하는 형태로 변이를 발생시켰으며 연구팀은 내생포자 형성의 초기 단계에서 spo0A 유전자가 관여하고 있음을 밝혔다.

또한 변이균주는 운동기구인 편모(flagella) 관련 유전자 발현 증가로 인해 운동성이 증가하는 등의 특성을 전사체 분석 및 생물학 기법으로 증명했다. 생물학적 변이 억제를 위해서는 관련 유전자의 발현을 근거로 유전자 변이가 발생하지 않는 균주 선발과 변이발생 요인인 온도를 조절해 배양할 것을 제시했다.

유용미생물의 변이에 관한 이번 연구결과는 우수한 활성을 가진 균주임에도 배양에 어려움이 있는 유용미생물을 친환경 생물농약으로 개발하는 데 중요한 토대를 마련한 것으로 평가받고 있다.

이번 연구는 10월 6일 세계적 학술지인 네이처 자매지 사이언티픽 리포트(Scientific Reports)에 게재됐으며 농림식품기술기획평가원 '포스트게놈 다부처 유전체사업'과 한국연구재단 '기본 연구 과제'의 지원으로 이뤄졌다.

전 교수는 "이번 기술은 기존 미생물 살균제의 변이에 대한 문제를 해결하고, 다양한 유용미생물에 적용해 자연환경에서 안정적으로 사용할 수 있는 친환경 미생물제제의 경쟁력을 높일 수 있을 것."이라고 말했다.

한편 연구팀은 현재 국내 사과 및 고추 탄저병 방제에 우수한 균주 발굴과 살균 메카니즘에 대한 심도 있는 연구를 수행하며 향후 글로벌 시장을 공략할 수 있는 경쟁력 있는 제품을 개발할 것으로 기대된다.

2020-10-12 11:14:57 / 피현진 기자(mycart@ugn.kr)

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