자연의 물질인 곰팡이균을 연구하여 농약을 대체합니다.

May 25, 2023

2023년 3월 14일

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작성자: 덴마크 기술대학교 Lotte Krull

DTU는 대규모 국제 기업이 농작물에서 곰팡이 질병을 퇴치하기 위해 자연 고유의 물질을 찾는 데 도움을 주고 있습니다. 대학의 대규모 곰팡이 집단과 소수의 박테리아 집단은 프로젝트의 일부이며, 그 중 하나가 해결책을 갖고 있을 수도 있습니다. 3만 8,400개의 곰팡이 분리균이 대규모 연구 프로젝트인 "Smarter AgroBiological Screening"(SABS)에서 주도적인 역할을 담당합니다. 이 프로젝트에서 DTU는 농업용 살충제와 같은 식물 보호제를 생산하는 국제 기업 FMC와 협력합니다.

찾기 어려운 "주요 행위자"는 DTU 지하실의 정확히 9°C에서 빨간색 나사 캡이 달린 플라스틱 튜브에 보관되어 있으며, 최초의 분리물을 저장하기 시작한 대학 연구원에 의해 1988년에 시작된 국제적으로 인정받는 곰팡이 컬렉션을 형성합니다.

35년이 지난 지금, 그들은 소수의 박테리아 수집과 함께 주의 깊게 연구될 것입니다. 아마도 이러한 미생물은 곡물의 곰팡이 질병과 싸울 수 있는 천연 물질인 생물살균제를 생산하는 데 사용될 수 있습니다. 특히 곰팡이균에 대한 기대가 크다.

"생명공학적으로 말하면, 곰팡이는 정말 흥미로운 유기체입니다. 각 곰팡이에는 50~80개의 생합성 경로가 있기 때문입니다. 생합성 경로는 생물 활성 물질의 생성을 가능하게 하는 유기체 내부의 일련의 반응입니다. 이에 비해 일반 박테리아는 "효모 세포에는 전혀 없는 반면 6~7개의 생합성 경로가 있을 수 있습니다. 곰팡이를 풍부하게 만들지만 연구하기가 매우 복잡합니다. 따라서 곰팡이를 탐색하는 것은 큰 잠재력을 갖고 있으며 아마도 농업에서 질병 통제에 사용할 수 있는 물질을 찾을 수 있을 것입니다." DTU의 부교수이자 DTU의 프로젝트 참여 코디네이터인 Rasmus John Normand Frandsen은 말합니다.

그는 "대부분의 물질(아마도 최대 95%)에 대해 우리는 그 물질이 무엇을 위해 사용되는지, 미생물이 왜 물질을 생성하는지 전혀 모릅니다. 그러나 물질은 이유와 목적을 가지고 자연에서 만들어집니다. 우리는 혜택을 받을 수 있어요."

EU는 2030년까지 회원국의 사용을 절반으로 줄이고 민감한 지역에서의 완전한 금지를 제안하고 있으므로 화학 기반 살충제에 대한 대안을 찾는 것이 시급합니다.

그러나 나쁜 평판에도 불구하고 살충제는 식물 질병과 해충으로 인해 작물 수확량이 파괴되지 않도록 보장해 주었습니다. 오르후스 대학의 메모에 따르면 살충제를 단계적으로 폐지하면 상당한 생산 손실이 발생하고 전체 단계적 폐지로 인해 곡물 수확량이 평균 23% 감소하고 사탕무와 사탕무에서 최대 50%까지 큰 손실이 발생합니다. 감자생산.

전 세계적으로 식량 수요가 증가함에 따라 작물 재배를 위해 더 많은 토지를 포함할 필요가 없어 더 많은 CO2를 배출하지 않는 식물 육종의 녹색 전환을 실현하기 위해 좋은 작물 수확량을 확보할 수 있는 다른 방법을 찾아야 합니다.

그렇다면 38,400종의 곰팡이균 분리물을 어떻게 검사합니까? 현재로서는 느린 방법이 하나뿐입니다. 이 프로젝트의 프로젝트 관리자이자 FMC와의 연락 담당자인 Niels Bjerg Jensen은 휴대용 제품이라고 말합니다. 그러나 SABS 프로젝트의 핵심 부분으로 DTU의 전체 곰팡이 컬렉션이 "현대화"될 것이므로 앞으로는 휴대용 부분을 피하고 로봇을 사용하여 컬렉션을 선별할 수 있습니다.

현대화에는 두 명의 실험실 기술자가 현재 지하실에서 분리물을 회수하고 빨간색 뚜껑을 하나씩 풀어서 곰팡이에서 포자를 피펫으로 옮겨 실험실에서 자랄 수 있는 한천 플레이트로 옮기는 작업이 수반됩니다. 8~10일 후에 실험실 기술자는 신선한 포자를 수확하여 24개의 구멍(또는 실제로는 우물이라고 함)이 있는 플라스틱 트레이로 옮길 수 있으며, 각 우물에는 자체 곰팡이 분리물이 보관되어 있습니다.