식물 가뭄 내성을 키우는 담수미생물 소재 발견

식물 가뭄 내성을 키우는 담수미생물 소재 발견

2022.12.11 환경부

식물 가뭄 내성을 키우는 담수미생물 소재 발견

- 리시니바실러스 속 미생물 7일 단수에도 배추의 수분함량 90% 유지 -

 

□ 환경부 산하 국립낙동강생물자원관(관장 유호)은 기후변화에 따른 가뭄 피해에 경감 효과가 있는 담수미생물 소재를 발견하고 그 효과를 최근 확인했다고 밝혔다.

 

○ 국립낙동강생물자원관 연구진은 2021년부터 수행 중인 ‘식물 환경스트레스(가뭄, 한파 등) 경감 유용 미생물 소재 개발’ 연구를 통해 이번 미생물 소재를 찾아냈다.

 

○ 최근 전 세계 곳곳에서 기후변화로 인해 기습적인 물 부족 현상으로 단기간에 토양을 메마르게 만드는 돌발 가뭄(Flash Drought)이 늘어나고 가뭄이 장기화하는 등 식물의 생육환경이 변해 작물의 생산량 감소로 이어지고 있다.

 

□ 연구진은 식물의 가뭄 피해 경감 소재로 경상북도 예천군 효갈저수지에서 리시니바실러스 속(Genus) 미생물(Lysinibacillus sp. TT41)을 찾았다.

 

○ 이 미생물은 두꺼운 세포벽을 가진 막대 모양의 간균으로 건조와 열에 강한 내생포자를 생성하여 장기적으로 생존이 가능하다.

 

○ 현재 리시니바실러스 속은 발효식품, 토양 등 다양한 환경으로부터 분리된 30개의 종을 포함하고 있으나, 식물의 가뭄 피해 경감 효능은 보고된 바 없다.

 

 

□ 연구진은 가뭄에 취약한 배추를 대상으로 이번 리시니바실러스 속 미생물을 처리하여, 효능을 확인하는 실험을 실시했다.

 

○ 실험 결과, 7일간 물을 주지 않았을 때 상대 수분함량이 40.9%였던 배추가 리시니바실러스 속 미생물을 처리할 경우 76.8%로 상승하는 것으로 나타났다. 이는 정상배추의 상대 수분함량(85%)의 90%에 해당하는 수치다.

 

○ 연구진은 리시니바실러스 속 미생물이 식물의 환경스트레스 지표 물질인 말론 디알데하이드*의 생성량을 28% 감소시켜 배추의 가뭄 스트레스를 낮춘 것으로 보고 있다.

* 활성산소에 의한 지질 과산화물로 스트레스 수준을 보여주는 지표

 

○ 이외에도 배추의 무게, 잎 수 및 크기, 총 엽록소 함량에서도 개선된 효과를 보였다.

 

□ 국립낙동강생물자원관은 식물이 기후변화에 내성을 키울 수 있도록 담수 미생물 활용 연구를 가뭄에서 침수, 냉해, 열해 등으로 확대하고, 관련 산업계와 협력하여 미생물농약 제품 개발로 이어질 수 있도록 후속 연구를 진행할 계획이다.

 

□ 정상철 국립낙동강생물자원관 미생물연구실장은“이번 연구 결과가 기후변화 때문에 점차 빈번해지는 가뭄으로 인한 국민의 피해를 줄일 수 있는데 도움이 되길 바란다”라며, “담수 생물자원을 활용해 전 세계적인 기후변화 대응에 기여할 수 있도록 노력하겠다”라고 말했다.

 

붙임 1. 주요 연구결과.

2. 전문용어 설명. 끝.

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붙임 1

주요 연구결과

 

□ 리시니바실러스 TT41에 의한 가뭄 피해 경감 효능

 

<가뭄 스트레스 후 배추의 생육모습>

 

○ 리시니바실러스 TT41 미생물이 처리된 실험구의 배추 생육모습에서 가뭄 피해가 경감됨을 확인함

 

<미생물 처리에 따른 가뭄 스트레스 경감 수치들>

 

○ 리시니바실러스 TT41 미생물 처리 시 상대수분함량과 지상부 생중량이 증가되었으며, 식물스트레스 지표인 말론디알데하이드(MDA) 함량은 28% 감소됨

 

○ 이외에도 잎 크기 및 수, 총 엽록소 함량에서 개선 효과를 보임

 

 

 

붙임 2

전문용어 설명

 

□ 리시니바실러스(Lysinibacillus sp.)

 

○ 리시니바실러스 속은 두꺼운 세포벽을 가지는 그람 양성의 간균으로 운동성이 있으며 내생포자를 생성함. 2007년 리시니바실러스에 속하는 일부 종은 바실러스 속(Bacilllus sp.)에서 리시니바실러스 속(Lysinibacillus sp.)으로 재분류됨

 

□ 상대 수분함량

 

○ 동일한 면적으로 자른 식물체의 무게와 수분을 포화시킨 무게, 완전히 건조한 무게의 비례에 따라 얻어진 백분율을 나타냄

 

□ 말론디알데하이드(malondialdehyde, MDA)

 

○ 외부 환경에 의한 스트레스는 식물체 내의 활성산소의 양을 증가시킴. 증가된 활성산소에 의하여 식물체를 노화시키는 식물호르몬인 에틸렌의 생성량이 증가함

 

○ 카르보닐 화합물의 일종으로 활성산소에 의해 지질이 산화되어 생산되는 지질대사산물로, 활성산소에 의한 산화를 측정하는 기준 물질로 활용됨

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[출처] 대한민국 정책브리핑(www.korea.kr)