Brian Behnken

덩굴강낭콩 위에서 두 종의 말벌이 열대거세미나방 애벌레를 공격하는 모습.

 

애벌레가 식물의 잎을 갉아먹으면 잎 속 단백질의 일부가 잘려 인셉틴이라는 단백질 조각이 만들어져요. 애벌레의 침에 섞인 인셉틴이 식물의 상처 부위에 묻으면, 식물은 자신이 애벌레에게 갉아먹히고 있다는 걸 알 수 있어요. 식물의 세포 표면에 인셉틴을 감지하는 INR 수용체가 있기 때문이에요.

지금까지 INR 수용체가 인셉틴을 감지한다는 사실은 알려져 있었지만, 실제 자연에서 어떤 역할을 하는지는 밝혀지지 않았어요. 5월 27일 미국 워싱턴대학교 생물학과 연구팀은 INR 수용체가 애벌레의 천적인 말벌을 불러들인다는 연구 결과를 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스’에 발표했어요.

연구팀은 중남미에서 자라는 덩굴강낭콩 두 품종을 비교했어요. 한 품종은 INR 수용체를 만드는 유전자가 정상이었고, 다른 품종은 이 유전자의 일부가 없었지요. 연구팀은 두 품종을 교배해, 유전자가 거의 같고 INR 수용체를 만드는 유전자의 존재 여부만 다른 식물들을 키웠어요. 그리고 이 식물들을 멕시코 오악사카의 농경지에 나란히 심은 뒤, 잎에 2cm 정도 상처를 내고 인셉틴을 뿌렸어요. 그다음 말벌을 유인할 미끼로, 죽은 열대거세미나방 애벌레를 잎에 고정하고 90분 동안 관찰했지요.

그 결과, 두 식물 모두에 말벌이 날아와 애벌레를 공격했어요. 하지만 INR 수용체를 만드는 유전자에 이상이 있는 식물은, 정상인 식물보다 말벌이 날아오는 빈도가 약 40% 낮았어요. INR 수용체가 인셉틴을 감지하면 덩굴강낭콩은 말벌이 좋아하는 휘발성 물질을 내보내요. 말벌은 이를 따라와 잎을 먹고 있는 애벌레를 공격해요. 그러면 덩굴강낭콩은 애벌레로부터 잎을 보호할 수 있지요. 연구팀은 “이런 자연의 방어 체계를 농업에 활용하면 작물을 건강하게 기를 수 있을 것”이라고 기대했어요.