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

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

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.

“이 자료는 농촌진흥청의 보도자료를 전재하여 제공함을 알려드립니다.”