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취리히연방공과大, 모무늬병 내성 콩 번식법 개발
등록일 : 2019-09-17 14:40 | 최종 승인 : 2019-09-17 14:40
심현영

[리서치페이퍼=심현영 기자]
 

콩은 건강한 식단의 추천 식품이다(사진=123RF)

한 연구팀이 사람의 생계와 식량 보안을 돕기 위해 질병에 내성이 있는 콩을 개발했다.

스위스취리히연방공과대학(ETH)의 연구팀은 질병 내성 콩 번식법을 개발했고, 이 방법으로 콩 수확량이 심각하게 줄어든 지역의 생계를 도울 수 있게 됐다.

콩 재배는 질병을 포함한 여러 문제점이 있다(사진=123RF)

질병에 내성 있는 교배 육종법 개발

콩 재배에는 질병을 포함해 여러 가지 어려움이 있다. 콩 생산량을 위협하는 질병 중 하나로 모무늬병이 있다. 

이는 균류성 감염증으로 생산량 중 최대 80%의 손실을 유발할 수 있다. 특히 아프리카 지역 콩 농가에 빈번하게 발생하는 질병이다. 아프리카에서는 콩 작물을 보호하기 위해 화학물질을 사용할 정도로 여유가 없여 균류성 감염증이 발생하면 생계와 잠재적인 식량원이 크게 타격을 받게 된다.

ETH 연구팀은 이 같은 문제에 관심을 갖고 여러 콩 품종의 모무늬병 내성을 조사했다. 그리고 감염증에 취약한 콩 품종에 내성을 길러줄 수 있는 방법을 개발했다. 이 방법은 번식 속도를 높일 수 있도록 고안돼 콩 생산 지역에 실용적인 도구가 될 것으로 보인다.

연구팀은 콩의 게놈 분석법을 사용해 방법을 개발할 수 있었다. 분석을 통해 얻은 유전자 프로파일로 내성이 있는 콩을 생산할 수 있는 교배 육종법을 개발한 것이다.

콩 품종 수집 및 재배

이번 연구의 선임 저자인 미셸 네이 박사는 국제열대농업센터(CIAT)로부터 가능한 한 다양한 콩 씨앗을 수집했다. 약 316종을 수집한 후 각 품종마다 번식 내성 특징이 있다는 것을 확인했다. 이후, 연구팀은 콜롬비아와 우간다의 밭과 온실에서 콩을 재배하기 시작했다.

콩 재배 목적은 품종별로 각 지역에서 다른 병원성 생물에 반응하는 방법을 확인하기 위해서였다. 그 후, 연구팀은 모무늬병에 대한 내성을 분석했다. 네이 박사는 유전자 지표를 사용해 316종의 고해상도 유전자 프로파일을 만들었다. 이 유전자 지표는 이후 질병에 대한 내성을 가진 파생 계통을 예측하는 데에도 적용했다.

이 고급 번식 프로세스는 여전히 진행 중에 있으며, 프로세스의 설계로 내성 품종 탐색을 앞당기고 있다.

유전자 테스트 결과가 최종 단계에 이르면, 이 유전자 프로파일로 콩 농가를 도울 수 있을 것으로 전망되고 있다. 가령 농가는 균류 감염증에 효과적으로 대처하고 살진균제 및 살충제 사용을 최소화해 토양과 미생물 다양성을 훼손하지 않을 수 있다.

콩재배 목적은 품종별로 각 지역에서 다른 병원성 생물에 반응하는 방법을 확인하기 위해서였다(사진=123RF)

모무늬병에 관해

모무늬병이란 곰팡이균에 의한 감염증으로써 콩 농가에서는 심각한 문제가 되고 있다.

2000년 온타리오에서 모무늬병이 발생하자 수확량의 최대 80%가 피해를 입었다. 브라질에서는 처음에 이 질병을 사소한 것으로 간주했지만 지금은 나라 브라질 콩 경제의 주요 위협 원인이 됐다. 

세계적으로 멕시코와 미국을 포함한 70개국 이상에서 이 질병을 보고했다. 그리고 모무늬병은 리마콩과 강낭콩, 완두콩을 포함해 여러 종류의 콩에서 유발될 수 있다.

이 곰팡이는 콩의 광합성 면적을 줄이기 때문에 생산량에 영향을 미치는 것이다. 침습성 미생물이 잎을 잠식하면, 식물은 생산량을 위해 필요로 한 광합성을 극대화하지 못한다. 

곰팡이는 잎 외에도 작물 전체로 퍼져 품질을 낮춘다. 모무늬병이 완전히 진행되면 미국 북부에서는 10 ~50% 생산량이 소실되는 반면 열대 및 아열대 지역에서는 최대 80%를 잃게 된다.

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