농촌진흥청-대구가톨릭대, 세계 최초 '작물 생육 증진+건조내성 유도'의 신규 단백질 분리 성공

[비즈월드] 정부 기관과 대학이 협력해 세계 최초로 신규 단백질을 분리해 내는데 성공했습니다. 특히 이 단백질은 농작물 등이 잘 자라도록 돕고 건조 내성을 유도하는 것으로 나타나 작물의 수량 증대를 통한 농촌 소득 확대에 기여할 것으로 기대되고 있습니다.

농촌진흥청(청장 라승용)은 12일 대구가톨릭대학교와 함께 미생물에서 작물이 잘 자라도록 돕고 건조 내성을 유도하는 신규 단백질을 분리하고 그 기능을 세계 최초로 구명(究明)했다고 밝혔습니다.

신규 단백질 ‘YxaL’은 작물의 주요 병원균을 길항하고 생육을 돕는 복합기능 세균 ‘바실러스 벨레젠시스(Bacillus velezensis) GH1-13’에서 분리한 것이라고 합니다.

‘길항’이란 생물체 간에 두 개의 요인이 동시에 작용할 때 서로 그 효과를 상쇄해 항상성을 유지하는 현상으로 여기에서는 유용한 미생물이 다른 미생물 즉, 식물병원균의 생육을 억제함을 말합니다.

이 단백질은 작물의 생육과 밀접한 관련이 있는 호르몬 오옥신과 에틸렌, 앱시스산의 합성 유전자들과 상호작용해 식물 곁뿌리를 발달시키고 건조 내성을 유도해 생육을 돕는 것으로 확인됐습니다.

‘YxaL’은 식물뿌리 성장세포에서 에틸렌 합성유전자(ACS11) 발현양을 현저히 증가시키는 반면 오옥신 및 앱시스산과 반응하는 유전자들(IAA1, GH3.3, AFB4)의 발현양은 감소시키는 복합적인 식물성장 호르몬 반응경로로 곁뿌리와 뿌리털의 발달과 성장을 촉진하는 세계 최초의 단백질 호르몬입니다.

이 신규 단백질 1ppm 농도의 수용액에 고추 종자를 2시간 동안 1회 담갔다가 파종해 재배한 결과, 작물의 생체중은 26% 늘고 건조 피해는 50% 정도 줄어드는 효과가 나타났습니다.

농촌진흥청은 이번에 구명한 신규 단백질에 대해 대량 생산 방법을 개발해 특허 출원(‘YxaL 단백질 또는 이의 상동 단백질을 포함하는 식물 성장 촉진용 조성물 및 YxaL 단백질의 대량생산 방법’ , 10-2018-0120736호)을 마쳤으며, 실용화될 수 있도록 2019년에 국제특허 출원과 산업체 기술 이전을 추진할 예정이라고 합니다.

김남정 농촌진흥청 국립농업과학원 농업미생물과 과장은 “친환경 안전 농산물의 수요가 늘고 지속가능한 농업이 중요해짐에 따라 농업 생물제 시장이 한 해 평균 14.5%씩 커지고 있다”며 “신규 단백질은 산업체 기술이전과 국제특허 출원을 통해 세계 시장에서도 큰 호응을 얻을 수 있을 것으로 기대된다”라고 말했습니다.