1. 대표적인 길항균: Agrobacterium radiobacter K84 (또는 Rhizobium rhizogenes K84)
근두암종병의 생물적 방제에 있어 전 세계적으로 가장 성공적이고 유명한 사례입니다.
- 생산 박테리오신: 아그로신 84 (Agrocin 84)
- 작용 기전:
- 아그로신 84는 병원균인 A. tumefaciens가 식물로부터 영양분(Opine)을 흡수하는 통로를 통해 병원균 세포 내로 침투합니다.
- 일종의 '트로이 목마' 전략을 사용하는데, 아그로신 84의 구조가 병원균이 좋아하는 영양분인 '아그로시노핀(Agrocinopine)'과 매우 유사하여 병원균이 이를 영양분으로 착각하고 스스로 흡수하게 만듭니다.
- 세포 내로 들어온 아그로신 84는 DNA 복제와 단백질 합성을 방해하여 병원균을 선택적으로 사멸시킵니다.
- 특이사항: 병을 일으키는 Ti 플라스미드를 가진 균주에만 특이적으로 작용하며, 유익한 다른 미생물에는 영향을 주지 않습니다.
2. 개량된 길항균: Agrobacterium radiobacter K1026
K84 균주의 유전적 단점을 보완하기 위해 만들어진 세계 최초의 상업적 유전자 변형 미생물 방제제입니다.
- 배경: K84 균주는 아그로신 84를 생산하는 유전자가 담긴 플라스미드(pAgK84)를 병원균에게 전달(접합)할 위험이 있었습니다. 병원균이 이 유전자를 받게 되면 아그로신 84에 대한 내성을 갖게 됩니다.
- 특징: K1026은 K84의 플라스미드에서 접합(Transfer)에 관여하는 유전자 부위만을 제거한 것입니다. 따라서 아그로신 84는 똑같이 생산하면서도, 병원균에게 내성 유전자를 전달할 위험이 없어 방제 효과가 훨씬 안정적입니다.
3. 포도 근두암종병 길항균: Agrobacterium vitis VAR03-1 및 F2/5
포도나무에 발생하는 근두암종병은 K84 균주로 방제가 잘 되지 않는 경우가 많아 별도의 길항균이 연구되었습니다.
- 생산 박테리오신: 아그로신 434 (Agrocin 434) 등
- 특징: A. vitis 계열의 길항균들은 주로 포도나무 병원균에 특이적인 박테리오신을 생산하여 병 발생을 억제합니다.
요약 및 메커니즘의 핵심
- 선택적 사멸: 이 길항균들이 생산하는 박테리오신(Agrocin)은 모든 세균이 아니라, 특정 수용체(Ti 플라스미드 관련)를 가진 병원성 아그로박테리움만을 골라서 공격합니다.
- 영양분 경쟁 및 차단: 병원균이 식물 암종 조직에서 나오는 영양분(Opine)을 먹으려고 할 때, 길항균이 그 영양분 구조를 모방한 박테리오신을 내보내 병원균을 죽입니다.
- 예방 위주: 주로 묘목을 심기 전 뿌리를 길항균 현탁액에 담가서(침지) 처리함으로써, 병원균이 뿌리에 달라붙기 전에 미리 길항균이 점유하게 하는 방식으로 사용됩니다.
이 기술은 화학 농약을 줄이고 미생물을 이용해 병을 막는 생물적 방제(Biological Control)의 아주 모범적인 사례로 꼽힙니다.