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고염분 토양에서 식물의 생존을 돕는 박테리아


(Credit: BYU)


 염분이 높은 환경은 육지 식물의 생존에 매우 불리한 환경입니다. 아예 바닷물에서 사는 해조류라면 모를까 담수 환경에 최적화된 일반 작물을 염분이 높은 토양에서 재배한다는 것은 극히 어렵습니다. 하지만 지하수를 포함한 관계 농업의 결과로 염분이 높은 토양이 많아지면서 높은 염도에서 견딜 수 있는 작물 품종 개량 역시 꾸준히 계속되고 있습니다. 심지어 바닷물에서도 자랄 수 있는 품종 개량이 이뤄지기도 합니다. 




 브리검 영 대학의 브랜트 닐슨 교수 (Brent Nielsen, professor of microbiology and molecular biology at Brigham Young University)가 이끄는 연구팀은 염분에 대한 내성이 큰 알팔파 (alfalfa)의 비결을 밝히기 위해 이 식물의 뿌리에 공생하는 미생물을 조사했습니다. 식물 뿌리에 공생하는 미생물은 식물의 생활에 매우 큰 영향을 미치기 때문에 종종 이 미생물 없이는 식물이 제대로 자라지 못하거나 죽을 수도 있습니다. 


 연구팀은 40종의 미생물을 분리한 후 염분 농도가 1%까지 높은 상황에서도 살아남는 미생물을 확인했습니다. Halomonas와 Bacillus는 이런 극단적인 환경에서도 죽지 않고 식물에 필요한 영양소를 공급하고식물의 성장을 촉진할 수 있습니다 .연구팀은 그 비결에 대해서 연구하는 한편 다른 식물에도 적용할 수 있는지 연구를 진행하고 있습니다. 알팔파가 약초로도 인기가 있지만, 쌀이나 콩 같은 주곡 작물은 아니기 때문이죠. 


 만약 좀 더 인기 있는 작물의 성장을 염분 내성 미생물이 도울 수 있다면 상당한 경제적 가치가 있을 것입니다. 하지만 지나친 관계 농업 및 지하수 사용처럼 지속 불가능한 농업을 자제하는 노력도 필요합니다. 흐르는 물이야 약간의 염분은 흘러내려가지만, 흐르지 않는 농업 용수의 경우 증발 후 염분이 축적되 문제를 일으킬 수 있습니다. 여러 가지 요소를 고려해 토양 염분 농도를 관리하는 지혜도 필요할 것입니다. 


 참고 


 Jennifer Kearl et al, Salt-Tolerant Halophyte Rhizosphere Bacteria Stimulate Growth of Alfalfa in Salty Soil, Frontiers in Microbiology (2019). DOI: 10.3389/fmicb.2019.01849
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