토마토 식물은 특히 잎 질병에 취약하여 토마토를 죽이거나 수확량에 영향을 줄 수 있습니다.이러한 문제로 인해 기존 작물에는 여러 가지 살충제가 필요하며 유기농 생산이 특히 어려워집니다.
퍼듀 대학교(Purdue University)가 이끄는 과학자 팀은 토마토가 특정 토양 미생물에 의해 제공되는 보호 기능을 상실했기 때문에 이러한 유형의 질병에 더 민감할 수 있음을 입증했습니다.연구자들은 양성 토양 곰팡이와 더 관련이 있는 야생 친척과 야생형 토마토가 현대 식물보다 더 크게 자라며 질병 발병에 더 잘 저항한다는 것을 발견했습니다.
원예학 부교수인 Lori Hoagland는 "이 곰팡이는 야생형 토마토 식물에 서식하고 면역 체계를 강화합니다"라고 말했습니다.“시간이 지나면서 수확량과 맛을 높이기 위해 토마토를 재배해 왔지만, 이러한 토양 미생물의 혜택을 받는 능력을 본의 아니게 잃어버린 것 같습니다.”
Hoagland와 Purdue의 박사후 연구원인 Amit K. Jaiswal은 25개의 서로 다른 토마토 유전자형에 유익한 토양 곰팡이인 Trichoderma harzianum을 접종했습니다. 이는 야생형부터 더 오래되고 현대적인 가축화된 품종에 이르기까지 다양하며 악성 곰팡이 및 세균성 질병을 예방하는 데 종종 사용됩니다.
일부 야생형 토마토에서 연구자들은 처리되지 않은 식물과 비교하여 유익한 곰팡이로 처리된 식물의 뿌리 성장이 526% 더 높았고 식물 높이가 90% 더 높았다는 것을 발견했습니다.일부 현대 품종은 뿌리 성장이 최대 50%에 이르는 반면 다른 품종은 그렇지 않습니다.현대 품종의 키는 약 10~20% 증가했는데, 이는 야생형에 비해 훨씬 낮습니다.
그런 다음 연구자들은 식물에 두 가지 병원성 병원체, 즉 회색 곰팡이를 일으키는 괴사성 영양 박테리아인 Botrytis cinerea와 1840년대 아일랜드 감자 기근에서 질병을 일으킨 Phytophthora(질병을 일으키는 곰팡이)를 도입했습니다.
야생형의 Botrytis cinerea 및 Phytophthora에 대한 저항성은 각각 56% 및 94% 증가했습니다.그러나 트리코더마는 실제로 현대 식물에서 특정 유전형의 질병 수준을 증가시킵니다.
Jaiswal은 "우리는 야생형 식물이 유익한 곰팡이에 대해 상당한 반응을 보이며 성장과 질병 저항성이 향상되는 것을 확인했습니다."라고 말했습니다.“전 분야에 걸쳐 국산품종으로 전환하자 혜택이 줄어들었습니다.”
이번 연구는 유기농 토마토의 수확량과 질병 저항성을 높이는 것을 목표로 호글랜드가 주도한 토마토 유기농 관리 및 개선 프로젝트(TOMI)를 통해 진행됐다.TOMI 팀은 미국 농무부 산하 국립 식품 농업 연구소의 자금 지원을 받습니다.연구원들은 퍼듀 대학, 유기농 종자 동맹, 노스 캐롤라이나 주립 대학, 위스콘신-매디슨 대학, 노스 캐롤라이나 A&T 주립 대학 및 오레곤 주립 대학 출신입니다.
Hoagland는 그녀의 팀이 토양 미생물 상호작용을 담당하는 야생형 토마토 유전자를 식별하고 이를 현재 품종에 다시 도입하기를 희망한다고 말했습니다.희망은 재배자들이 수천 년 동안 선택한 특성을 유지하는 동시에 식물을 더 강하고 생산적으로 만드는 특성을 다시 포착하는 것입니다.
“식물과 토양 미생물은 다양한 방식으로 공존하고 서로 이익을 얻을 수 있지만, 특정 특성을 위해 번식하는 식물은 이러한 관계를 깨뜨리는 것을 보았습니다.어떤 경우에는 미생물을 추가하면 실제로 특정 재배 토마토 식물이 질병에 더 취약해진다는 것을 알 수 있습니다.”라고 Hoagland는 말했습니다."우리의 목표는 이 식물에 오래 전에 존재했던 자연 방어 및 성장 메커니즘을 제공할 수 있는 유전자를 찾아 복원하는 것입니다."
이 문서는 저작권으로 보호됩니다.사적인 학습이나 연구 목적을 위한 공정한 거래를 제외하고, 서면 허가 없이는 어떠한 콘텐츠도 복사할 수 없습니다.내용은 참고용입니다.
게시 시간: 2021년 1월 19일