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[IF] 年 8조원 피해 입히는 잎마름역병… 스마트폰으로 조기 진단 가능해져

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19세기 중반 아일랜드는 잎마름역병으로 사실상 주식이던 감자 농사를 망치면서 인구 800만명 중 100만명이 죽는 대기근을 겪었다. 그로부터 150여년이 지난 지금도 매년 전 세계에서 토마토와 감자가 잎마름역병에 걸려 8조원 이상 피해가 발생한다.

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토마토 잎에서 나온 휘발 성분을 현장에서 분석해 스마트폰으로 확인하는 모습. /미 노스캐롤라이나주립대

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미국 노스캐롤라이나주립대의 칭산 웨이 교수 연구진은 지난달 30일 국제학술지 '네이처 식물'에 "스마트폰으로 잎마름역병을 현장에서 조기 진단할 수 있는 기술을 개발했다"고 밝혔다. 웨이 교수는 "모든 식물은 잎에서 '휘발성 유기 분자(VOC)'를 방출하는데 병에 걸리면 분자의 종류와 농도가 달라진다"며 "스마트폰에 연결해서 잎마름역병에 걸린 잎에서 나오는 분자를 포착할 수 있는 판독 장비를 개발했다"고 말했다.

먼저 작물의 잎을 따서 시험관에 넣는다. 시험관 마개를 막고 15분간 둬 공기 중에 화학 분자가 쌓이도록 한다. 이후 시험관을 판독 장치에 연결하면 스마트폰 화면에 감염 여부가 색으로 표시된다. 판독 장치에는 잎마름역병에 걸린 잎에서 나오는 특정 분자와 접촉하면 색이 변하는 시약 종이가 들어있다. 연구진은 이 방법으로 식물이 내뿜는 휘발성 분자 10가지를 100만분의 1 농도까지 판별해냈다. 잎마름역병균은 토마토에 접종한 지 이틀 뒤부터 95% 정확도로 검출할 수 있었다. 이 정도면 증세가 눈에 잘 드러나지 않는 시점이다.

현재 식물 질병 진단은 분석에만 몇 시간씩 걸린다. 특히 시료를 가져와 실험실에서만 분석할 수 있어 사정에 따라 분석 과정이 수일 또는 수주씩 지연될 수 있다. 연구진은 앞으로 작물마다 고유한 병원균을 검출하는 맞춤형 시약 종이도 개발하겠다고 밝혔다.

이영완 과학전문기자(ywlee@chosun.com)

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