탄저병균 감염 부위에서 감염되지 않은 부위까지 고추 전체저항성 신호전달 경로 밝혀

탄저병 저항성 증진 약제, 유전자 기반 표지 개발 등 탄저병 저항성 고추 품종 육성에 활용 계획

농촌진흥청(청장 이승돈)은 탄저병 저항성 고추 품종(캡시쿰 바카툼, Capsicum baccatum)을 이용해 병원균이 침입한 부위뿐만 아니라 감염되지 않은 다른 조직에도 탄저병 저항성을 갖도록 유도하는 살리실산(SA)* 기반의 신호조절 경로를 세계 최초로 밝혔다.

* 살리실산(Salicylic Acid): 스트레스에 대한 다중 반응의 활성화 및 조절에 필수적인 역할을 하는 식물호르몬. 주 기능은 병 저항성임. 아스피린 등 의약품 원료로 사용됨.

고추 탄저병은 국내외에서 고추 농가에 가장 큰 피해*를 주는 병으로 국내에서는 주로 콜레토트리쿰 아쿠타툼(Colletotrichum acutatum)이라는 곰팡이 병원균에 의해 발생한다.

* 연평균 20∼30% 수확량 감소, 연간 1,000억 원 이상 손실 발생

연구진은 2022년 탄저병 저항성 품종과 감수성 품종의 유전체, 유전자 발현 분석 연구로 탄저병 저항성에 관여하는 유전자 CbAR9을 발굴해 보고했다.

이후 CbAR9와 상호 작용하는 단백질 ‘CbSAHH’을 분리해 탄저병 저항성 기능을 검정했다. 그 결과 둘의 상호작용으로 병원균 침입 부위에서 이동성 면역 신호물질(메틸살리실산, MeSA)이 합성돼 다른 부위로 이동하는 것을 확인했다.

* 전체저항성(Systemic Acquired Resistance): 식물체 한 부위에 병원균이 침입했을 때, 이 정보를 식물체 전체 조직에 전달하여 미감염 조직까지 저항성을 가지는 현상

이를 통해 고추 식물체 전체가 저항성*을 가지도록 유도해 고추 탄저병 면역 반응이 일어나는 것을 밝혔다.

이번 연구 결과는 식물 분야 국제 학술지인 Plant Physiology(IF 6.9)에 게재됐으며, 생물학연구정보센터(BRIC) ‘한국을 빛내는 사람들(한빛사)*’에도 선정됐다.

*생물과학 분야에서 피인용 지수(IF) 10 이상 또는 분야별 상위 3%에 속하는 세계적 학술지에 게재된 논문을 발표한 국내 과학자를 대상으로 선정해 소개함.

농촌진흥청은 이번 연구 결과가 메틸살리실산 유사물질 등을 합성해 식물체 내 탄저병 저항성을 증진하는 약제나 신호조절 유전자 정보로 저항성 자원을 정확도 높게 선발할 수 있는 표지를 개발하는 등 저항성 고추 신품종 육성에 활용될 것이라고 기대했다.

농촌진흥청 디지털육종지원과 권수진 과장은 “이상기상으로 고추 탄저병 피해가 더 심해질 것으로 예상돼 새로운 저항성 품종 개발에 필요한 저항성 유전자 발굴과 기능검정 연구가 매우 중요하다.”라며, “앞으로도 관련 연구를 활발히 수행해 기후 적응형 품종 개발에 이바지하겠다.”라고 말했다.