농진청 “고추 탄저병 저항성 유도하는 신호체계 세계 첫 규명”

국제 학술지 ‘Plant Physiology’ 게재

탄저병에 걸린 고추, 농민신문DB

농촌진흥청은 탄저병 저항성 고추 품종 ‘캡시쿰 바카툼’을 이용해 병원균이 침입한 부위뿐만 아니라 감염되지 않은 다른 조직에도 탄저병 저항성을 갖도록 유도하는 신호조절 경로를 세계 최초로 발견했다고 1일 밝혔다.

고추 탄저병은 국내외에서 고추 농가에 가장 큰 피해를 주는 병이다. 농진청에 따르면 탄저병에 의해 고추 수확량이 연평균 20~30% 감소하고 있고 연간 손실액이 1000억원에 달한다. 탄저병은 국내에서 주로 ‘콜레토트리쿰 아쿠타툼’이라는 곰팡이 병원균으로 인해 발생한다. 

탄저병 저항성 고추 내부에서 CbAR9과 CbSAHH에 의한 전체저항성 신호조절 경로 모델. 농촌진흥청

농진청 연구진은 2022년 탄저병 저항성 품종과 감수성 품종의 유전체·유전자 발현 분석 연구를 진행했다. 그 결과 탄저병 저항성에 관여하는 유전자 ‘CbAR9’을 발굴했다.

연구진은 ‘CbAR9’와 상호 작용하는 단백질 ‘CbSAHH’을 분리해 탄저병 저항성을 검정했다. 이를 통해 이들 유전자와 단백질의 상호작용으로 병원균 침입 부위에서 이동성 면역 신호물질(메틸살리실산)이 합성돼 다른 부위로 이동하는 것을 확인했다. 연구진에 따르면 메틸살리실산의 이동은 고추 식물체 전체가 저항성을 가지도록 유도하고 고추 탄저병 면역 반응에서 중심 역할을 수행한다. 

농진청 관계자는 “탄저병 저항성 증진 우수 고유 유전자 ‘CbSAHH’의 지적 재산권을 확보했다”면서 “식물체 내 탄저병 저항성을 증진하는 약제 개발에 활용할 수 있을 것”이라고 내다봤다.

농촌진흥청 연구진은 탄저병 저항성 유도 과정을 밝히고 이를 국제 학술지 ‘Plant Physiology’에 게재했다. 농촌진흥청

해당 연구 결과는 식물 분야 국제 학술지 '플랜트 피지올로지(Plant Physiology)’에 게재됐고 생물학연구정보센터(BRIC)의 ‘한국을 빛내는 사람들(한빛사)’에도 선정됐다.

권수진 농진청 국립농업과학원 디지털육종지원과장은 “이번 연구 결과를 통해 메틸살리실산 유사물질 등을 합성하고 식물체 내 탄저병 저항성 증진 약제를 개발할 수 있을 것”이라며 “신호조절 유전자 정보로 저항성 자원을 정확도 높게 선발할 수 있는 표지를 개발하는 등 저항성 고추 신품종 육성에 활용될 것”이라고 기대했다. 

권 과장은 “향후 이상기상이 더 잦아지면 고추 탄저병 피해가 심해질 것”이라며 “새로운 탄저병 저항성 품종 개발과 저항성 유전자 발굴·기능검정 연구가 중요하다” 덧붙였다.