듀럼 밀의 주요 곰팡이 병 퇴치 방안

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2015-01-22

파괴적인 곰팡이 병에 저항성인 밀 품종이 특수하고 방어적인 세포벽 구조를 가지고 있다는 연구 결과가 학술지 BMC Plant Biology에 실렸다. 이 발견은 파스타 생산 개선을 위해 더 강하고, 질병저항성의 듀럼 밀(durum wheat) 품종 생산에 도움이 될 수 있다. 푸사리움이삭마름병 (Fusarium Head Blight, FHB)은 전 세계적으로 밀 생산량의 극적인 감소를 초래하고, 수확물이 소비에 부적합하게 만드는 독소로 인해 곡물의 품질을 저하시키는 곰팡이 병이다. 일반 밀에서 FHB 병 저항성을 확인한 몇몇 연구는 있지만, 듀럼 밀에 대해 알려진 것은 거의 없다. 듀럼 밀은 이 감염에 가장 취약한 곡물 중 하나이고 파스타와 쿠스쿠스(couscous)의 핵심 성분이다. 이탈리아는 세계 주요 듀럼 밀 생산국 중 하나이고, 19995년 이래 FHB가 지속적으로 존재해온 곳이다. 이태리의 사피엔자대학교 (Sapienza Università di Roma)의 벨린캄피 (Daniela Bellincampi)는 이번 논문의 선임 저자인데, 그에 따르면, 이 침략적이고 파괴적인 질병에 대한 가장 경제적이고 생태적인 전략은 질병 저항성인 듀럼 밀을 육종하는 것이다. 불행히도, 육종 프로그램에 이용될 수 있는 고도로 질병 저항성인 변이체가 없는 것이 가장 큰 어려움이라고 한다. 그런데 공동 저자인 가달이타(Agata Gadaleta)에 따르면, 이번 연구로 일반 밀 변이체를 FHB에 저항성이게 만드는 세포벽의 특성이 확인되었고, 이 특성을 취약한 듀럼 밀에 옮기는 작업을 시작할 수 있게 되었다고 한다. 저항성 특성을 가지게 된 듀럼 밀은 이탈리아와 다른 나라에서 재배되어 곰팡이 감염이 줄어들고, 식량 비축물에 위험한 독소의 양이 줄어든, 더 안전한 식품의 생산에 도움이 될 수 있다고 한다. 연구자들은 병 저항성 일반 밀과 감수성 듀럼 밀을 비교했다. 이를 위해 두 가지 밀을 FHB로 감염시킨 다음, 이들의 세포 벽에 대한 세부 특성을 비교했다. FHB 저항성 밀의 세포 벽에는 특정 성분의 리그닌(lignin)이 있었고, 펙틴과 헤미셀룰로오스를 비롯한 다른 구조적 요소들로 이루어진 특이한 조성을 보였다. 리그닌은 세포벽의 강화에 있어 핵심적 역할을 하는 구조적 요소이다. 이 연구자들은 새로운 유전자 WheatPME1를 확인했는데, 이는 식물 세포벽의 점착성 요소인 펙틴의 화학적 구조 변화에 관여한다. 그리고, 감염 동안 FHB 저항성 밀과 감수성 밀에서 이 유전자의 활성 수준이 다른 것이 발견되었다. 이 연구자들의 기대는 FHB 저항성인 보통 밀에서의 특이한 세포벽 형질에 대한 확인이 곰팡이 감염에 대한 식물의 자체적 방어와 식품에서의 곰팡이 독소를 줄일 수 있는 듀럼 밀의 육종에 도움이 되는 것이다. 제1저자인 리오네티 (Vincenzo Lionetti)에 따르면, 감염 동안, 식물 세포벽 조성과 구조의 역동성에 대한 이해는 식물과 병원균이 그들의 상호작용 동안 번성을 위해 이용하는 전략을 이해하는데 중요하다. http://www.eurekalert.org/pub_releases/2015-01/bc-nhf011415.php