식물병원성 진균

식물병원성 진균; 식물병원성 곰팡이 (국문) Plant pathogenic fungus; Fungal pathogen; Phytopathogenic fungus (영문)

진균 즉 곰팡이는 지구 생태계 내에서 다양한 생물들과 상호작용하며 많은 역할을 수행한다. 대표적인 예로 분해자의 역할이며 유기물을 분해하여 무기물로 만든다. 어떤 곰팡이는 식물과 상호작용하면서 병을 일으킬 수 있는데 이들을 식물병원성 진균이라고 부른다. 

목차

생태계 내의 유기체는 서로 다른 방법으로 상호작용한다. 곰팡이도 다양한 생물들과 무수히 많은 상호작용을 통해 생태계를 구성한다. 그런 상호작용의 영향이 유무와 유익한지 해로운지에 따라서 관계를 정립하며 아래의 표와 같다. 상호작용은 공생으로 대체할 수 있다.

식물병원성 진균은 ‘식물’에 대해 ‘기생(parasitism)’의 관계를 맺고 있는 진균을 가리킨다. 즉, 식물 내부 또는 표면에 정착하여 식물의 영양분을 빼앗아 소비하고 성장하고 번식하는 진균을 말한다. 이때 식물은 기주(host)가 되고 진균은 ‘기생체(parasite)’가 된다. 

보리잎을 감염하는 흰가루병균 (출처: GettyImages-81780492)

부생성 진균(saprotrophic fungi)은 부생균(saprobe)이라고 불리며 죽은 유기물을 처리하는 진균을 가리킨다. 만일 식물체를 토양에서 뽑아서 버린다면 얼마 지나지 않아 부생균이 부생성 세균과 함께 죽은 식물을 분해하고 있는 것을 볼 수 있다. 일반적으로 썩는다고 표현하는 이 과정은 상호작용이 아니다. 왜냐하면 이미 식물체가 죽은 상태이기 때문이다. 이와 반대로 식물병원성 진균은 살아있는 식물체 내에서 성장 또는 번식한다. 그러기 위해서 식물의 지속적인 방어 작용을 극복하는 기작을 가지고 있다. 식물이 죽게 되면 오히려 잠복상태로 전환한다.  

진균류와 식물의 상리공생 관계의 예로 균근(mycorrhizae)을 들 수 있다. 식물은 광합성을 한 유기물을 균류에 제공하고 균류는 물과 무기영양분을 식물에 제공하여 양쪽의 영양 상태가 모두 호전된다. 균근은 균류 균사가 식물 세포벽을 뚫고 들어가는지 여부에 따라 외생균근(ectomycorrhizae)과 내생균근(endomycorrhizae)으로 나뉜다. 내생균근 중 수지상균근(arbuscular mycorrhizae)의 경우 식물병원성 진균과 유사하게 식물세포 내에서 자라면 나뭇가지 모양의 균사를 형성한다. 이것은 활물기생성 식물병원성 진균의 흡기와 매우 유사하다. 두 경우 모두 실제로 세포막을 뚫고 들어가는 것이 아니며 식물의 세포막을 밀고 들어간 상태로서 식물과 균류의 세포막이 공존하며 물질교환이 일어난다. 그러나 식물병원성 진균은 일방적으로 식물의 영양분을 빼앗고 식물에게 되돌려 주는 것이 없다.

식물의 뿌리털 세포내에서 자라고 있는 수지상 균근 – 세포 가운데 검정색 선이 수지상균근의 모습이다. 나뭇가지 모양으로 갈라진 균사는 물질 교환을 용이하게 한다. (출처: SPL C001 5043)

난균류(Oomycetes)는 물곰팡이라고도 불렸으며 오랜 기간동안 곰팡이의 한 종류로 알려져 왔다. 그러나 최근 부등편모조류에 속하는 것으로 재분류되었다. 생리적으로도 곰팡이와 달리 격벽(septum)이 없는 균사를 갖고 세포벽의 구성성분도 일반적인 곰팡이는 키틴(chitin)을 갖지만 난균류는 식물처럼 셀룰로오스(cellulose)로 구성되어 있다. 식물병리학의 시작점이라고 할 수 있는 아일랜드 대기근의 원인균인 감자역병균(Phythophthora infestans)이 바로 난균류에 속한다.   

과거 식물병에 의한 심각한 피해사례를 봤을 때, 33개의 주요 병 중에 17개가 균류에 의한 병으로 나타났다¹⁾. 자세한 병명은 다음과 같다. 화곡류 녹병, 화곡류 깜부기병, 밀과 호밀의 맥각병, 감자 역병, 벼 깨씨무늬병, 옥수수 깨씨무늬병, 포도나무 흰가루병, 포도나무 노균병, 담배 노균병, 밤나무 줄기마름병, 느릅나무 시들음병, 소나무 줄기녹병, 겨우살이, 커피나무 녹병, 바나나나무 점무늬병, 고무나무 잎마름병, 밀 붉은곰팡이병. 앞으로도 대발생 위험이 큰 병 27개 중 9개가 균류에 의한 것으로 예측된다. 감자와 토마토 역병, 옥수수와 수수의 노균병, 밀 비린깜부기병, 콩 녹병, 코코아나무 꼬투리썩음병, 국화 흰녹병, 사탕수수 녹병, 귤나무 검은점무늬병, 오렌지 더뎅이병이 후보에 올라 있다. 이들은 인류의 식량을 위협할 뿐 아니라 생태계의 균형을 깨뜨릴 수 있는 위험 요인이 되고 있다.  

식물병원성 진균의 위험요인은 크게 다섯 가지로 정리할 수 있다.²⁾

이러한 특징은 꾸준한 방제 노력에도 불구하고 식물병원성 진균이 지구상에서 성공적으로 생존하고 있는 이유이다. 

깜부기병, 진균, 부생균(saprobe), 균근(mycorrhizae), 활물기생, 흡기, 식물병리학, 녹병, 공생 

최재혁/인천대학교

조장천/인하대학교

1. Agrios, G.N. 2005. Plant pathology. 5th. Elsevier Academic Press. Burlington. MA, USA, pp 66-67.
2. Strange, R.N. and Scott, P.R. 2005. Plant disease: a threat to global food security. Annu. Rev. Phytopathol. 43, 83-116.