살리실산 처리로 바이러스 극복하고 식물 면역력 키우자
살리실산 처리로 바이러스 극복하고 식물 면역력 키우자
  • 원예산업신문
  • 승인 2017.11.20 12:36
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최근 기후가 급격히 변화해서 예측불가한 자연재해로 농작물 재배에 곤란을 겪고 있으며 때 아닌 병, 해충, 바이러스의 발생에 의한 2차, 3차 피해로 인해 농민들의 한숨이 이만저만이 아니다. 식물은 이러한 다양한 환경에 적응하기 위해 여러 가지 신호전달 기작을 활용하는데 여기에 식물호르몬이 중요한 역할을 한다. 대표적인 식물호르몬으로는 살리실산(Salicylic acid, SA), 자스몬산(Jasmonic acid, JA), 에틸렌(ethylene), 앱시스산(Abscisic acid, ABA), 지베렐린(Gebberellic acid, GA) 등이 있다.

그 중 살리실산은 병원균이 침입했을 때 방어하는 식물 내재 호르몬으로 잘 알려져 있다. 살리실산은 기원전 5세기경 히포크라테스에 의해 버드나무 껍질이 해열, 진통에 효과가 좋았다고 기록한 이후 1828년 프랑스의 약학자 Henri Leroux에 의해 처음으로 살리신을 추출했다. 살리실산은 우리가 알고 있는 두통 해열제인 아스피린(아세틸살리실산)의 활성물질이기도 하다.

병원균이 식물을 침입하면 식물은 살리실산 생합성이 촉진되고 살리실산(SA) 신호전달과정에 의해 병원균에 의해 공격받은 부위에 초과민 반응(HR 반응)을 유도시켜 병균이 식물 전체로 이동하지 못하게 감염 세포조직의 자살을 유도하고 감염되지 않은 부위는 저항성이 지속되어 1차 감염 이후 2차 감염이 발생하더라도 병원균에 의한 피해가 적게 나타나게 한다. 이때 살리실산은 병원균 방어에 중요한 역할을 한다. 마치 우리가 독감바이러스 백신을 미리 병원에서 맞는 것처럼 식물에게 면역작용을 자극시켜 병원균이 침입하더라도 식물자체 저항성을 갖게 하는 것이며 이를 전신획득저항성(SAR)이라고 한다. 이러한 면역력은 수확기까지 유지된다. 특히 살리실산을 처리한 고추에서 CMV와 세균병인 고추궤양병을 접종했을 때 무처리구에 비해 병징이 줄어들었으며 수확량이 증가했다는 보고가 있다(Choi 등, 2014; Song and Ryu, 2013).

살리실산을 처리한 식물의 성장과 발달에 영향을 주기도 한다. 살리실산을 관주한 콩(Gutierrez-Coronado et al., 1998), 밀 (Shakirova et al., 2003) 및 옥수수(Gunes et al., 2007)에서 무처리에 비해 신장은 약 20%, 뿌리 발달은 약 45%가 증가했다. 특히 카모마일(Kovacik et al., 2009)에 50uM의 살리실산을 처리했더니 잎과 뿌리에서 각각 32% 및 65%의 빠른 생장이 관찰되었다. 고추 유묘에 1mM의 살리실산을 3회 스프레이 후 관찰한 결과 10일 후 약 30%의 신장이 빠르게 생장되고 약 5~7일 방아다리와 개화가 더 빠르게 나타났다.

위의 결과를 볼 때 살리실산은 길이 생장에 중요한 역할을 하는 옥신-신호전달과정과 밀접하게 관련되어 있는 듯하다. 현재까지 정확한 메커니즘이 밝혀지지 않았지만 살리실산을 처리하면 옥신에만 반응하는 전사체들도 함께 발현되는 것이 확인하였으며 살리실산 처리에 의해 밀의 세포분열이 촉진되는 것을 확인하였다는 보고가 있었다. 이러한 연구로 광합성과 성장에 살리실산이 유기적으로 연관되어 있음을 추측할 수 있다.

살리실산은 식물에 약해가 발생되어 그동안 사용을 꺼려왔다. 살리실산을 pH 6.0~7.0으로 맞추고 처리농도는 0.5~1mM로 사용하며 유묘시기 하루에 1번씩 최대 3회 처리만 하면 식물이 충분히 면역력도 갖고 식물 생육도 좋아진다. 다양한 접근으로 식물 면역-생장 촉진제로 사용이 가능하다는 것이 밝혀지고 있어 앞으로 농업에 적용할 가능성이 높아 보이며 앞으로 적정한 농도의 올바른 사용법으로 사용된다면 앞으로 건강한 유묘관리를 통해 안전한 농산물 생산할 수 있는 새로운 적용기술로 주목받을 것으로 생각된다.

■윤주연<농진청 원예원 원예특작환경과 농업연구사>