농촌진흥청(청장 조재호)은 배추과 작물에 큰 피해를 주는 뿌리혹병에 저항성을 가지는 배추 유래 유전자의 기능을 밝혔다.
뿌리혹병(Plasmodiophora brassicae)은 곰팡이가 침투해 뿌리에 생긴 혹이 서서히 양분의 이동 통로를 막아 뿌리를 썩게 하는 병으로, 전 세계적으로 발생해 배추과 작물의 생산량과 품질을 떨어뜨린다.
현재 예방 차원에서만 작물보호제가 사용되고 있으며, 약제 살포에 드는 인력과 비용이 많아 이를 해결하기 위해서는 뿌리혹병 저항성 배추 품종 개발이 필요하다.
농촌진흥청은 배추의 세포벽 성장과 관련되어 단단한 세포벽을 풀어주는 기능을 하는 53개의 ‘익스펜신(expansin) 유전자’가 환경 스트레스 저항성 등에 관여하므로, 병에도 저항성이 있을 수 있다는 가설을 세워 연구를 진행했다.
특히 식물 뿌리에서 주로 발현되는 ‘EXLB1(expansin-like B1)’ 유전자가 곰팡이병 저항성과 관계있다는 이전 연구를 바탕으로, 이 유전자가 배추에서 뿌리혹병 곰팡이 저항성에 미치는 영향과 기능을 밝혔다.
배추 EXLB1 유전자가 정상보다 강하게 발현된 배추와 약하게 발현된 배추에 뿌리혹병 곰팡이를 처리한 결과, 유전자가 약하게 발현된 배추가 일반 배추나 강하게 발현된 배추보다 뿌리혹병이 발병했을 때 강한 저항성을 가진다는 사실을 확인했다.
이를 통해 EXLB1 유전자 기능이 약해지면, 뿌리혹병 곰팡이의 균사 발달이 억제돼 뿌리혹병 저항성을 갖게 된다는 것을 알 수 있었다.
이 연구 결과는 뿌리혹병에 강한 배추 품종을 개발하는 데 있어, 기초 자료와 육종 소재로 활용될 것으로 기대된다.
농촌진흥청은 이번 연구 결과를 국제학술지 Agriculture(IF=3.4)에 게재했으며, EXLB1 유전자의 뿌리혹병 저항성 관련 특허 2건을 출원했다.
농촌진흥청 유전자공학과 김경환 과장은 “이번 연구 결과가 뿌리혹병 저항성 배추과 작물 개발에 도움이 될 것으로 기대된다.”고 말했다.