인삼 재배 예정지를 정하거나 계속 재배할 지 여부를 결정할 때 중요하게 작용하는 토양 내 ‘인삼 뿌리썩음병원균’의 밀도를 정확하게 진단하는 길이 열렸다.

농촌진흥청는 인삼 이어짓기 장해*의 주요 원인인 ‘인삼 뿌리썩음병원균’의 밀도를 토양에서 정확하게 검출하는 선택배지와 분자마커를 개발했다고 밝혔다.

* 같은 종류의 작물을 동일한 밭에 연속적으로 재배했을 때 작물의 생육이나 수량, 품질이 감소하는 것

인삼 뿌리썩음병에 의한 이어짓기 장해로 신규 재배 면적이 줄고 품질이 떨어지는 등 인삼 공급의 불균형과 생산 기반 위축이 우려되는 실정이다.

또한, 인삼을 재배하는 토양에 뿌리썩음병원균이 발생하면 최악의 경우 재배 중인 인삼을 모두 폐기해야 하는데, 이때 피해액은 1ha당 9,420만 원으로 추정된다.

이 같은 피해를 예방하고자 농촌진흥청은 2년간의 연구 결과를 발표했다.

인삼 뿌리썩음병은 ‘시린드로카폰 데스트럭턴스(Cylindrocarpon destructans)’라는 병원균에 의해 발생한다.

이 병원균은 생장이 느린 저온성 균으로 다른 병원균과의 생장속도 차이로 병원균 분리에 어려움이 있어 동아대학교와 공동 연구로 전용 선택배지를 개발했다.

이 선택배지는 시린드로카폰 데스트럭턴스가 생성하는 ‘라디시콜’이라는 이차대사산물을 이용한 것으로, 배지에 첨가하면 다른 균은 생장하지 못하고 ‘인삼 뿌리썩음병원균’만 배양되는 특징이 있다.

또한, 시린드로카폰 데스트럭턴스의 유전체를 해독해 이 병원균에만 있는 유전 부위를 이용해 특이적인 분자마커를 개발했다.

※ 지금까지 국내외 연구에서 약 5건 정도의 인삼 뿌리썩음병원균 검출마커가 개발돼 있으나 이들 마커는 항존유전자* 부분이 이용돼 다른 병원균과의 구분이 부정확하고 이로 인해 토양 내 밀도 검정이 불가능함

* 항존유전자(house keeping gene): 세포의 일반적인 기능에 필요한 유전자(구조 및 에너지대사관련 유전자 등)

이 개발한 선택배지와 분자마커를 이용하면 토양 내 ‘인삼 뿌리썩음병원균’의 밀도를 정확히 판별할 수 있다.

우선, 분석할 토양에 선택배지를 첨가해 병원균을 배양하는 전처리 과정(2일) 후 토양 DNA를 추출한다. 추출된 토양 DNA를 사용해 개발한 분자마커와 실시간 유전자 분석기(real time PCR)로 ‘인삼 뿌리썩음병원균’의 밀도를 판별한다. 이렇게 밀도를 검출한다면, 토양 1g당 병원균 포자 10개 내외로 밀도 판별이 가능해진다.

※ 기존 인삼 뿌리썩음병원균 판별 방법은 선택배지를 이용한 토양 전처리 과정이 없었기에 병원균의 밀도가 적을 경우 검출이 불가능했음. 즉, 토양 1g당 병원균 포자 1,000개 이하는 밀도 판별이 되지 않거나 재현성이 떨어졌음

개발한 방법은 기존 방법보다 선택배지에 따른 토양 전처리 과정으로 2일 정도 더 걸리지만 100배 이상 검출 정확도가 높아진다.

이 기술은 국내 특허출원*했으며, 라디시콜을 이용한 선택배지 연구 결과는 2014년 식물병리학회지에 게재됐다.

*라디시콜을 포함하는 실린드로카폰 데스트럭탄스의 선택배지 2건(10-2014-015737, 10-2014-0150749), 미세표식자를 이용한 인삼 뿌리썩음병원균 검출용 프라이머, 이를 포함한 키트와 이를 이용한 인삼 뿌리썩음병원균의 식별 방법 2건(10-2014-0146493, 10-2014-0146495)

농촌진흥청에서는 지역 인삼 연구기관과 각 도 농업기술원에서 활용하도록 기술이전을 준비하고 있다. 기술이전이 완료되면 농가에서는 가까운 농업기술센터나 농업기술원으로 문의하면 토양 내 ‘인삼 뿌리썩음병원균’의 밀도를 확인할 수 있다.

아울러, 이 기술은 앞으로 인삼 재배 농가의 이어짓기 피해를 예방하면서 인삼 재배 시 최적 예정지 선정이나 계속 재배할 수 있을지 결정하는 데 기여할 전망이라고 전했다.