농업 선진국이 진정한 경제 선진국이라 생각하는 사람이 많다. 미국이나 유럽에서는 사과나 포도를 껍질째 먹는 것이 일상 관행이다. 그런데 우리는 포도껍질은 벗겨 내고 먹고, 사과도 반드시 깎아서 먹어야 안전한 것으로 생각할 정도로 화학농약의 위협성을 직면하고 있다. 사과는 다른 작물에 비해 농약을 여러 차례, 특히 인체에 유해한 화학농약을 다량 살포한다고 알려져 왔다.
그런데 사과나무뿐 아니라 농작물에 자생 방선균을 활용해 식물 균핵병 유발 곰팡이를 제거하면 작물이 잘 죽지 않고 작물 생육까지 도와준다는 연구결과가 나왔다.
국립생물자원관, 식물의 고질적 질병인 균핵병 곰팡이를 사멸시키는 자생 방선균을 발견하고 특허 출원을 해, 친환경 생물농약과 영양제로 활용할 가능성이 확인되었다. 그러한 귀중한 연구성과를 이룬 국립생물자원관 연구원들이다. 이들이 식물의 고질적인 질병인 균핵병 유발 곰팡이를 사멸시키는 자생 방선균을 최근 발견했다.
방선균은 토양에 주로 서식하며, 유기물을 분해하여 흙냄새를 유발하는 미생물이다. 현재까지 사용되는 항생제의 약 60% 정도가 방선균에서 추출한 것으로 식·의약 분야에서 가장 중요한 균이다. 유기물 분해능이 높아 토양의 비옥도를 높이고 토양 병원균의 방제에 널리 사용되는 등 농·축산분야에서도 중요한 역할을 담당하고 있는 유용 미생물이다.
균핵병은 스클레로티니아 속 곰팡이가 원인균으로 알려져 있다. 주로 식물체의 조직 및 토양 내에서 균핵 또는 균사 상태로 월동한다. 이른 봄에 흙에 접촉한 식물의 줄기 부위를 감염시키고 잎자루와 뿌리 아래쪽으로 병증을 확대하여 식물을 물러 썩게 만든다. 감염부위에 하얀색의 솜털 같은 균사가 나타나고 검은색의 쥐똥 같은 균핵을 형성한다.
미생물 농약 국내외 등록 사례
균핵병 방제를 이용한 미생물농약 국내외 사례를 보면, 곰팡이 3종 Trichoderma harziamum(미국, 에스파니아), Trichoderma spp.(덴마크), Coniothyrium minitans(미국, 독일, 캐나다, 일본)과 세균 3종 Pseudomonas chloroaphis 및 Bacillus amyloliquefaciens(캐나다), Bacillus subtilis FZB24(미국, 독일)가 미생물농약으로 등록되어 있고, 국내의 경우 세균 1종 Bacillus amyloliquefaciens M27이 등록되어 있다. 우리나라에 비해 미국과 독일 등 농업 선진국들은 미생물농약 등록이 활성화되어 있다.
연구과정과 성과
국립생물자원관 박숙영 순천대 교수 연구진과 2020년부터 최근까지 방선균의 강한 항균활성에 주목하여 국내 토양에서 100균주 이상의 방선균을 분리 배양하는 실험을 통해 식물 균핵병을 일으키는 곰팡이의 사멸능력이 우수한 방선균(스트렙토마이세스 뮤리누스 JS029) 1종을 찾았다.
균핵병을 일으키는 스클레로티니아 속 곰팡이는 은방울꽃, 벚나무 등 400 여종의 야생식물뿐만 아니라 배추, 상추 등 재배식물에도 피해를 일으키는 대표적인 토양 병원균이다. 그간 균핵병 방제를 위해 화학농약이 주로 사용됐다.
방선균(JS029)은 식물병원균의 사전 발병 예방뿐만 아니라 질병 확산 억제 효능이 있는 것도 확인했다. 배추 씨앗을 심어 발아시킨 화분에 균핵병균을 접종하면 발아된 배추가 모두 죽는 반면, 방선균과 함께 접종한 발아된 배추는 모두 건강하게 자랐다.
이 방선균은 식물의 대표적 병원균인 모잘록병균, 사과나무 흰날개무늬병균, 뿌리썩음병균 등 총 13종의 병원균 생장도 억제했다. 이 외에도 이 방선균은 식물의 생장을 촉진하는 효과도 보였다. 방선균을 배추* 유묘를 심은 화분에 처리하면, 유묘의 잎과 뿌리의 생장이 촉진되어 생중량이 약 2.4배 증가한 것으로 나타났다.
스트렙토마이세스 뮤리누스 JS029의 식물 생장 촉진 효능.
출처: 국립생물자원관
특허 등록
이번 방선균의 식물병 방제 효능에 대한 특허 1건을 최근 출원하고, 화학농약을 대체하는 친환경 생물농약 활용 가능성 등을 연구할 예정이다. 특허 출원 명칭은 식물 병원성 곰팡이에 대한 항진균 활성을 갖는 신규 스트렙토마이세스 뮤리누스 JS029 균주다(특허번호 10-2021-0135452호, 2021년 10월 13일) 특허 출원된 방선균은 식물병 방제뿐만 아니라 식물 생장 촉진 효과도 가지고 있어 친환경 생물농약 및 영양제로 활용 가치가 높을 것으로 기대된다.
