경상국립대 곽연식 교수팀, 콩이 유익한 미생물을 종자에 전달하는 원리 규명

- 꽃에 들어온 미생물, 꼬투리에서 선별돼 종자로 전달

- 핵심 미생물 군집, 염류 스트레스 완화·콩 역병 억제

- 미생물생태학 국제학술지 《The ISME Journal》 게재

경상국립대학교(총장 권진회)는 농업생명과학대학 식물의학과 곽연식 교수 연구팀이 콩이 꽃에서 받아들인 미생물 가운데 유익한 미생물을 선별해 종자로 전달하는 원리를 규명했다고 밝혔다.

식물의 내부와 표면에는 식물의 성장을 돕고 병원균과 환경 스트레스로부터 식물을 보호하는 다양한 미생물이 산다. 이러한 미생물 군집을 ‘식물 마이크로바이옴’이라고 한다.

그동안 꽃에 들어온 미생물이 꼬투리와 종자를 거쳐 다음 세대로 어떻게 전달되는지는 명확하게 밝혀지지 않았다.

연구팀은 콩의 꽃눈과 개화 단계부터 꼬투리 형성, 종자 성숙까지 전 과정에서 미생물 군집의 변화를 추적했다.

분석 결과, 외부에 노출된 꽃에는 다양한 미생물이 들어오지만, 꼬투리가 형성되면 특정 미생물만 선택되는 현상이 강하게 나타났다. 이후 선택된 미생물 일부가 종자에 자리 잡아 다음 세대로 전달됐다.

특히 꼬투리 안쪽 벽인 ‘내과피’가 미생물을 종자로 전달하는 통로이자 저장 공간 역할을 하는 것으로 확인됐다. 연구팀은 꽃에서 꼬투리와 종자가 만들어지는 시기를 유익한 미생물이 다음 세대로 전달되는 핵심 구간으로 제시했다.

연구팀은 종자에서 발견된 핵심 미생물 균주를 분리해 하나의 미생물 군집으로 구성하고 기능도 검증했다.

이 미생물 군집을 처리한 콩은 염분이 높은 환경에서도 광합성 기능을 안정적으로 유지했다. 또한 콩 역병을 일으키는 병원균의 활동을 억제하고, 병원균 감염으로 성장이 둔화된 뿌리의 생장도 회복시켰다.

이는 여러 미생물이 함께 작용해 병원균을 막는 동시에 식물의 성장을 돕는다는 것을 보여준다. 이번 연구는 유익한 미생물을 종자에 안정적으로 정착시켜 병원균과 염류 스트레스에 강한 작물을 만드는 친환경 재배 기술 개발에 활용될 것으로 기대된다.

곽연식 교수는 “콩은 꽃에서 다양한 미생물을 받아들인 뒤 꼬투리 단계에서 필요한 미생물을 골라 종자로 전달한다”며 “이번 연구는 유익한 미생물을 활용해 환경 변화와 병원균에 강한 작물을 개발하는 데 도움이 될 것”이라고 말했다.

이번 연구 결과는 미생물생태학 분야 국제학술지 《The ISME Journal》에 7월 15일 온라인 게재됐다. 이 학술지는 2025년 Journal Citation Reports(JCR) 기준 영향력지수(Journal Impact Factor) 10.2로, 생태학 분야 205개 학술지 가운데 7위에 올라 있다. 연구는 한국연구재단이 지원하는 과학기술정보통신부 재원 사업과 농촌진흥청 사업의 지원을 받아 수행됐다.

논문 정보

논문명: Deterministic Recruitment Limitation during Soybean Pod Development Shapes Seed-Transmitted Microbiota Assembly

학술지: The ISME Journal

사진 설명

01. 연구 논문이 게재된 국제학술지 《The ISME Journal》 표지

02. 콩의 꽃에서 종자로 이어지는 미생물 군집의 형성과 기능을 나타낸 연구 모식도

03. 경상국립대학교 농업생명과학대학 식물의학과 곽연식 교수

내용 문의: 경상국립대학교 식물의학과 곽연식 교수 055-772-1992