낙동강 녹조 유전자정보 확보로 분자 수준 연구 활성화 기대

환경부 소속 국립환경과학원(원장 박진원)은 낙동강에서 녹조현상을 일으키는 유해 남조류의 일종인 아파니조메논의 유전정보를 분석하여 미국 생물공학정보센터(NCBI)에 7월 초 등재했다고 밝혔는데요, 아파니조메논은 환경부에서 유해 남조류로 지정한 4종(마이크로시스티스, 아나베나, 오실라토리아, 아파니조메논) 중 하나로 상대적으로 넓은 범위의 수온 조건에서 증식하며 겨울철 낙동강에서 녹조현상을 일으키고 있습니다.

최근에는 미국과 유럽에서도 아파니조메논의 증식으로 인한 녹조현상이 문제가 되고 있으며 이들의 발생원인, 생태특성을 밝히기 위한 다양한 연구가 진행되고 있습니다.

< 낙동강 출현 아파니조메논(Aphanizomenon flos-aquae) 균주목록 >

국립환경과학원 낙동강물환경연구소 연구진은 지난해 11월, 낙동강 강정고령보와 창녕함안보 수역에서 아파니조메논을 채집하여 유전자(DNA)를 추출하고, 유전자 마커^*를 이용하여 유전자 염기서열을 분석·비교했습니다.

* 유전자 마커: 생물종이나 기능 발현에 관련된 유전자를 쉽게 검출하기 위해 이용하는 유전자 서열

연구진은 16S 리보 핵산을 분석한 결과 낙동강에서 채집한 아파니조메논이 프랑스, 영국, 핀란드의 출현종과는 99%, 독일, 리투아니아, 태국의 출현종과는 98%의 확률로 유연한 관계임을 확인했는데요, 낙동강에서 채집한 아파니조메논의 비전사영역(ITS)을 추가로 분석한 결과, 유전자 크기가 다른 두 종류의 고유한 타입(타입-1: 266 bp, 타입-2: 495 bp)을 확인하여 낙동강 지역 아파니조메논의 특이적 유전자 정보를 최초로 밝혀냈습니다.

* ITS(Internal transcribed spacer): 두 종류의 리보솜 RNA(16S rRNA와 23S rRNA) 사이에 위치하고 있는 염기서열

 

또한 타입-1의 염기서열을 분석한 결과, 프랑스, 핀란드 등 유럽의 출현종과는 89~97%, 미국의 출현종과는 89%의 유연관계를 보이는 등 지역적으로 유전적 특이성이 높아, 녹조 발생 근원지 규명에 활용될 전망인데요, 연구진은 낙동강 출현 아파니조메논의 유전 정보를 유해 남조류 조기 검출을 위한 유전자 검출법 구축에 활용할 예정이며, 녹조의 발생원인, 냄새·맛 여부, 독소발현 등 국내외 분자생태학적 첨단 연구에도 활용될 수 있을 것으로 기대했습니다.

박혜경 국립환경과학원 낙동강물환경연구소 연구관은 "아파니조메논을 시작으로 마이크로시스티스, 아나베나, 오실라토리아 등 유해 남조류로 지정된 나머지 3종에 대해서도 지속적인 유전자 정보를 분석하여 공개할 예정"이라고 전했습니다.