살충제 대신 생물다양성을 활용하면 곤충으로 인한 피해를 줄일 수 있습니다.

인간과 마찬가지로 식물도 주변 개체와 상호작용을 합니다. 주변 사람들이 감염에 취약하다면, 자신의 감염 위험도 높아지고, 그 반대의 경우도 마찬가지이며, 식물도 마찬가지입니다. 같은 식물 종의 서로 다른 유전자를 섞어서 함께 재배하면, 어떤 조합은 해충과 질병에 대한 저항력이 더 강해집니다. 이러한 긍정적인 생물다양성 효과를 연관 저항성이라고 합니다.

현대 사회가 직면한 가장 큰 과제 중 하나는 식량 안보와 환경 보호, 그리고 생물 다양성을 조화시키는 것입니다. 해충은 작물에 심각한 위협을 가하므로 살충제와 같은 화학 물질은 농업 생산에 중요합니다. 그러나 살충제는 곤충의 생물다양성을 감소시킬 수 있습니다.

따라서 문제는 해충과 질병에 효과적으로 저항하려면 어떤 식물 유전자형의 조합을 함께 재배해야 하는가입니다. 총 199개의 유전자형에서 2개의 유전자형을 선택하면 생성될 수 있는 조합의 수는 19,701개가 됩니다. 취리히 대학의 연구자들은 이제 물리적 모델을 사용하여 유전자 수준에서 개인 간의 상호 작용을 분석하는 새로운 게놈 예측 방법을 개발했습니다.

지금까지 이웃 식물 개체 간의 저항성 연계와 같은 상호작용을 뒷받침하는 유전체 영역을 분석하는 방법은 없었습니다. 이에 연구팀은 Neighbor GWAS라는 새로운 분석 방법을 개발했습니다.

이 방법은 물리학에서 사용하는 모델을 적용하여 이웃 식물 개체 간의 상호작용을 분석하고, 현장 실험 결과를 바탕으로 특정 유전적 DNA 서열을 가진 개체가 서로 인접해 있을 때 초식동물에 의해 발생하는 피해를 평가합니다.

새로운 방법을 사용한 분석 결과, 많은 유전자가 주변 개체와의 상호작용에 관여한다는 사실이 밝혀졌습니다. 연구진은 머신 러닝을 사용하여 초식동물의 피해를 예측하고 저항성이 예측되는 유익한 유전자형 조합을 식별할 수 있었습니다.

연구팀은 2년에 걸쳐 대규모 현장 실험을 수행하여 세 가지 다른 예측 수준의 내성을 가진 유전자형 쌍으로 약 2,000개의 개별 식물을 재배했습니다. 이 실험의 결과는 단일 유전자형을 키우는 것에 비해 두 가지 유전자형을 혼합하면 가장 높은 저항성과 두 번째로 높은 저항성의 경우 초식성 피해가 각각 24.8%와 22.7% 감소하는 것으로 나타났습니다.

출처: https://www.mard.gov.vn/Pages/su-dung-da-dang-bi-hoc-thay-vi-thuoc-tru-sau-co-the-lam-thiet-hai-tu-con-trung--.aspx