살충제 내성 벼멸구 왜?, 비밀 풀렸다…전남대, 원인규명

[광주=뉴시스]맹대환 기자 = 전남대학교는 분자생명공학과 김돈규 교수 연구팀이 벼의 대표적 해충인 벼멸구가 살충제에 저항성을 갖게 되는 핵심 분자 메커니즘을 규명했다고 22일 밝혔다.

이번 연구는 살충제 저항성의 결정적 조절 유전자를 밝혀냄으로써 기존 살충제 내성 문제를 극복할 수 있는 새로운 방제 전략을 제시했다.

벼멸구는 벼의 수액을 흡즙해 생육을 저해하고 수확량과 품질을 크게 떨어뜨리는 주요 해충이다. 전 세계적으로 살충제 저항성이 빠르게 확산되며 방제에 어려움을 겪어왔다.

그러나 그동안 저항성을 유발하는 핵심 유전자와 조절 메커니즘을 명확히 규명하는 데에 한계가 있었다.

김 교수 연구팀은 살충제 이미다클로프리드(imidacloprid)에 저항성을 보이는 벼멸구 집단에서 핵 호르몬 수용체인 'ERR(Estrogen-related receptor)' 유전자의 발현이 현저히 증가한다는 점에 주목했다.

연구 결과 ERR 유전자가 살충제 해독 대사에 관여하는 사이토크롬 P450 효소 유전자(CYP4CE1, CYP6CW1)의 전사 조절 부위에 직접 결합해 이들 효소의 발현을 촉진한다는 사실을 규명했다.

연구팀은 살충제 저항성 벼멸구에서 ERR 유전자의 발현을 인위적으로 억제한 결과 해독 효소의 발현이 감소하고 살충제 처리 시 벼멸구의 사망률이 크게 증가해 저항성이 사실상 사라지는 현상을 확인했다. ERR 유전자가 살충제 저항성을 좌우하는 핵심 조절자임을 실험적으로 입증한 것이다.

김 교수는 "이번 연구는 벼멸구가 살충제에 생존하기 위해 사용하는 방어 체계의 핵심 조절자를 규명한 데 의의가 있다"며 "앞으로 ERR의 활성을 선택적으로 조절하는 저분자 물질을 개발한다면 기존 살충제 내성 문제를 극복할 수 있는 차세대 방제 기술로 이어질 수 있을 것"이라고 말했다.

이번 연구에는 박우람 박사와 최병윤 박사가 공동 제1저자로 참여했다. 연구 성과는 곤충학 분야의 국제학술지 Insect Biochemistry and Molecular Biology(JCR 상위 6.8%) 올해 2월호에 게재됐다.

이번 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업과 선도연구센터, 4단계 BK21 융합식품바이오공학 미래인재 교육연구단의 지원을 받아 수행했다.


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