인체는 항생제 등 특정 약을 너무 많이 사용하면 내성이 생겨, 정작 필요할 때 약효가 나타나지 않아서 위험하다.

식물도 마찬가지다. 최근 기후 변화로 식물병이 증가 중이지만 화학농약에 대한 내성균 출현으로 방제에 어려움이 있다.

우리나라 연구진이 고추 등 농작물에 많이 발생하는 ‘식물 탄저병’을 방제하는 새로운 세균을 찾아서 친환경 미생물 농약으로 개발 중이다.

환경부 산하 국립낙동강생물자원관은 농가에서 살균제로 사용하는 스트로빌루빈(Strobilurin)계 약제 내성이 있는 식물 탄저병균을 효과적으로 방제하는 담수 세균을 찾았다고 최근 밝혔다.

국립낙동강생물자원관 연구진은 국립안동대학교 식물의학과 전용호 교수 연구팀과 함께 2021년부터 ‘다부처 국가생명연구자원 선진화사업’을 수행하고 있다.

이 사업의 일환으로 담수 세균의 기능성 정보를 확보하는 과정에서 ‘브레비바실러스 할로톨러런스(Brevibacillus halotolerans) FBCC-B4359’ 균주가 탄저병 발병률을 낮추고, 식물 생장을 촉진한다는 사실을 확인했다.

이 균주는 연구진이 2020년 5월 포항시 소재 저수지인 마장지의 토양에서 발견해 분리했다. 특히 그동안 생물농약으로 이용되지 않았던 박테리아(진정세균)계 담수 세균이 탄저병 방제에 효과적이라는 것을 처음으로 밝혔다.

연구진은 이번 연구 결과를 곧 특허 등록할 예정이며, 친환경 미생물 농약으로 개발하기 위해 후속 연구를 진행 중이다.

▶“식물 탄저병 60% 예방 효과”

이번에 발견한 식물병 방제 유용 세균 ‘브레비바실러스 할로톨러런스 FBCC-B4359’는 박테리아(진정세균)계, 브레비바실러스 속에 속하는 종이다.

형태적 특성은 연한 갈색에 광택이 있는 균체를 형성하며 △폭 0.84∼1.49μm △길이 2.08∼4.10μm의 막대 모양이다. 포자를 만들고, 편모를 갖고 있다.

특히 이 균주는 우수한 고추 탄저병 방제 효과를 보였다. FBCC-B4359 균주와 탄저병균(Colletotrichum. acutatum)을 대치 배양해서 균사 생장 억제 활성을 확인했다. 고추 열매의 상처에 FBCC-B4359 균주를 처리하고, 탄저병균을 감염시켰다.

그 결과 탄저병 발생률이 FBCC-B4359 균주 무처리구 대비 60% 이상 감소하는 우수한 예방 효과를 나타냈다.

또 고추 노지재배 포장시험에서 기존 약제인 스트로빌루빈계 피라클로스트로빈 처리 시 무처리구와 비슷한 수준인 64%에서 탄저병이 발병했다. 탄저병균이 기존 스트로빌리루빈계 약제에 높은 저항성을 보이는 것이다.

반면 FBCC-B4359 균주 처리 시 탄저병 발생률이 50% 이하로 낮아서 친환경 미생물 농약 소재로의 개발 가능성이 높았다.

▶작물에 심각한 피해 입히는 ‘식물 탄저병’

식물 탄저병은 콜레토트리쿰 속(Colletotrichum spp.) 곰팡이에 감염되면 발생하는 식물병이다.

감염된 식물은 잎‧줄기‧종자 등 다양한 부위에 수분이 스며든 것 같은 수침상 원형 반점이 나타난다. 또 병반 윗부분에 담황색‧핑크색‧오렌지색 포자 덩어리가 관찰된다.

식물 탄저병은 고추뿐만 아니라 각종 작물에 발생해서 심각한 피해를 부르는 중요한 병해다. 특히 온‧습도가 높거나 비가 자주 오면 증가한다.

고추 탄저병을 일으키는 우점종은 콜레토트리쿰 아쿠타툼(C. acutatum)으로 알려졌다. 이를 방제하기 위해 스트로빌루빈계 농약을 사용하지만, 약제 내성으로 방제 효과가 미미한 것이 문제다.

스트로빌루빈계 약제는 다양한 식물 병원성 곰팡이의 에너지 생성 과정과 신진대사를 억제해서 사멸을 유도하는 대표적인 살균성 작물 보호제다.

천연 물질인 스트로빌루린은 곰팡이(Strobilurus tenacellus)에서 분리됐으며 △피라클로스트로빈(pyraclostrobin) △크레속심-메틸(kresoxim-methyl) △아조시스트로빈(azoxystrobin) △피코시스트로빈(picoxystrobin) 등 관련 유도체들이 사업화됐다.

이경호 기자 다른기사 보기