농촌진흥청(청장 김경규)은 차세대염기서열분석(NGS)으로 전국 23개 시설재배지에서 토마토 식물체 뿌리 내부(내권)와 뿌리 주변 토양(근권)에 서식하는 다양한 마이크로바이옴을 분석했다.
식물 마이크로바이옴은 식물과 더불어 사는 미생물과 유전체 전체를 일컫는 말로, 식물과 긴밀하게 상호작용하면서 생육을 촉진하고 병원균, 가뭄, 저온·고온 등 외부 스트레스 저항성을 키운다.
분석 결과, 마이크로바이옴은 내권, 근권, 토양에 따라 뚜렷하게 구분됐다. 이는 식물체 부위별로 공생 미생물의 종이 다르고 식물 생육에 미치는 영향도 다름을 의미한다. 뿌리에 존재하는 마이크로바이옴은 뿌리 주변 미생물 중 일부가 선택적으로 뿌리 안으로 들어가 공생하므로 뿌리 주변보다 종 다양성은 상당히 낮은 것으로 확인됐다.
토마토 뿌리 안에는 엔테로박터, 스트렙토마이세스, 슈도모나스, 배리오보랙스 등 식물 생육 촉진 호르몬 분비, 식물체 내 산화물질과 식물 스트레스 물질 분해, 항생물질 생성 등 유익한 작용을 한다고 알려진 균이 높은 비율로 서식하고 있었다.
이번 연구는 대규모 시설재배지의 토마토 뿌리에 서식하는 세균, 고균, 진균을 포함하여 광범위하게 마이크로바이옴을 분석한 세계 최초의 연구이다. 연구 결과는 올해 6월 학술지인 Scientific Reports에 게재돼 학술적으로도 인정받았다.
농촌진흥청 국립농업과학원 김남정 농업미생물과장은 “현재 작물 마이크로바이옴 연구는 초기 단계이나 앞으로 식물-미생물 상호작용을 이용해 작물 생육 최적화에 활용할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.
김완수 기자
