‘살충제 다이아지논 분해 미생물’ 최적 배양 조건 찾았다

농진청, PH55-1 산업적 활용 기반 마련
상용 배지보다 최대 54배 배양 효율 높아

농진청 전경 ⓒ배군득 기자

농촌진흥청(청장 조재호)은 작물 해충 방제를 위해 사용되고는 있지만 토양 잔류가 우려되는 살충제 ‘다이아지논’을 분해하는 미생물 최적 배양 조건을 찾았다고 2일 밝혔다.

다이아지논은 유기인계 살충제 중 하나다. 광범위한 농업 해충에 효과가 있어 국내에서는 배추, 겨자채, 고추 등 다양한 작물에 쓰인다.다이아지논의 토양 내 반감기는 약 14일 내외다. 그렇지만 90% 분해되기까지 200일 이상 소요된다고 알려져 미생물을 이용한 분해 촉진 연구가 필요하다.

농진청은 2020년 국내 시설재배지 60여 곳에서 수집한 토양 중 살충제 다이아지논 분해 능력이 가장 우수한 미생물 ‘페니바실러스 트리티시(Paenibacillus tritici) PH55-1(KACC 92326P) 균주’를 발굴했다. 이 미생물은 액체배지에서 배양 5일 이내 최대 99% 다이아지논을 분해했다. 또 유전체 분석 결과 유기인계 농약 분해와 관련된 효소를 합성하는 유전자를 보유하고 있음이 확인됐다.

농진청은 PH55-1 균주 생산량을 늘려 산업적으로 활용할 수 있는 기반을 마련하기 위해 반응표면분석법을 이용해 최적 배지 조성과 조건을 확립했다.

PH55-1 균주 생장량과 다이아지논 분해력 증진에 영향을 주는 탄소원 ‘D-만니톨’과 질소원 ‘탈지 대두 분말’ 생장량 증진에 영향을 끼치는 미량원소 ‘몰리브덴’과 ‘온도’를 선발해 실험한 결과 D-만니톨은 3.7%, 탈지 대두 분말은 5.5%, 몰리브덴은 2.2mM, 온도는 33.8℃일 때 PH55-1 균주 생장량은 상용 배지보다 54배 늘었다.

미생물을 이용한 농약 분해는 높은 효율과 낮은 비용, 친환경적인 지속가능성 등 장점이 있다. 하지만 산성도, 온도에 대한 낮은 안정성 등 미생물 내 효소 특성상 산업적 응용이 제한되고 있다.

농진청은 이번 최적 배지 조성과 조건 확립으로 PH55-1 산업적 응용과 실용화 기반이 마련됐다고 보고 있다. 이번 연구 결과는 지난해와 올해 한국미생물학회지에 게재됐다. PH55-1에 대해서는 특허 출원을 마쳤다.

김남정 농촌진흥청 농업미생물과장은 “미생물을 이용해 토양 잔류농약을 분해함으로써 농업 생태계를 보존하고, 안전 농산물 생산을 도울 수 있을 것으로 기대한다”며 “앞으로도 지속적인 연구로 잔류농약을 친환경적으로 분해하는 미생물 소재 개발에 최선을 다하겠다”고 말했다.