한국 고유종 '구상나무' 자생지 복원 실마리 찾아…외생균근이 해답

국립생물자원관, 미생물 군집 유전체 분석 통해 생육에 유리한 외생균근 발견

▲한라산의 건강한 구상나무 자생지 모습 (사진제공=국립생물자원관)

국내 연구진이 최근 사라져가고 있는 한국 고유종 구상나무의 자생지 복원에 대한 실마리를 찾았다.

환경부 소속 국립생물자원관(이하 자원관)은 미생물 군집 유전체 분석 연구를 통해 구상나무 자생지 복원에 적용할 수 있는 방안을 발견했다고 3일 밝혔다.

크리스마스트리로 잘 알려진 구상나무는 우리나라에만 있는 나무로 한라산, 지리산, 덕유산 등의 높은 산에서 살아가는 상록교목이다. 20m까지 자라고, 잎의 뒷면이 하얀색이다. 태양을 보고 전진하는 기상과 안정된 모습의 아름다운 자태가 흠잡을 데 없는 나무로 88올림픽 때는 심벌 나무로 지정되기도 했다.

그러나 최근 기온 상승으로 인한 병해충과 꽃가루 수분 교란 등의 원인과 주변 수종과 경쟁에 밀려 사라져 가고 있어 생물다양성 보전을 위해 지속적인 관리와 복원이 필요한 상황이다.

이에 자원관은 구상나무 뿌리가 곰팡이와 공생하는 것에 착안, 2021년부터 구상나무 생장에 도움을 줄 수 있는 미생물을 찾는 연구를 수행했다.

연구는 한라산 등에서 자생하는 구상나무 중 건강한 나무와 고사 중인 나무 토양의 마이크로바이옴을 비교·분석하는 방식으로 진행했다.

마이크로바이옴(microbiome)은 미생물군집(microbiota)과 유전체(genome)의 합성어로 주어진 환경에서 서식하거나 다른 생물과 공존하는 모든 미생물의 총체적인 유전정보 또는 미생물군 자체를 의미한다. 미생물 전체의 유전정보를 분석해 낸다는 점에서 미생물을 직접 분리·배양하는 기존의 방법보다 유용한 미생물 발굴 가능성이 높은 장점을 가지고 있어 최근 식품, 의약 분야 등에서 많이 활용되고 있다.

연구 결과, 건강한 구상나무의 뿌리 표면과 그 주변 토양에서는 비우베리아(Beauveria)속, 클라불리나(Clavulina)속, 토멘텔라(Tomentella)속의 외생균근이 많이 나타난 반면, 고사 중인 구상나무 뿌리에는 외생균근이 없거나 상대적으로 적었다.

외생균근은 나무의 생장에 필수적인 영양분과 수분을 토양에서 흡수해 뿌리에 공급하고, 대신 탄수화물 같은 영양분을 얻어 뿌리를 보호하며 양분을 흡수하는 뿌리털 역할을 한다. 따라서 고사하는 구상나무 뿌리에 외생균근을 직접 주입하거나, 주변 토양에 뿌리는 방법으로 고사 속도를 늦추거나 막을 수 있으리라는 것이 자원관의 설명이다.

서민환 국립생물자원관장은 "이번 연구를 통해 찾아낸 외생균근의 최적 배양조건을 탐색하고 대량증식 기반과 연계해 구상나무 자생지 복원에 활용하는 방안을 마련하겠다"라고 말했다.