근류균 (Rhizobium)
쉽게 풀면
콩 뿌리에 혹처럼 붙어살면서 공기 중 질소를 식물에게 나눠주는 세균이다. 콩이나 알팔파 뿌리를 캐 보면 작은 혹들이 붙어 있는 것을 볼 수 있는데, 이것이 리조비움이 만든 뿌리혹이다.
왜 중요한가
근류균은 콩과 작물의 질소 자급을 가능하게 하여, 접종제 개발, 토양 질소 수지 평가, 녹비작물의 질소 공급량 산정 연구에서 중심 대상이 됩니다. 화학비료 저감과 지속가능 농업 논의에서 생물학적 질소고정의 대표 사례로 다뤄집니다. 콩과작물을 이용한 윤작이나 간작은 리조비움의 질소고정 효과를 후작물에도 전달해 화학 질소비료 사용량을 줄이는 지속가능 농업 전략으로 활용된다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
근류균 접종이 콩과작물의 자연적인 질소 공급 능력을 높여 질소비료 의존도를 낮출 수 있음을 보여주는 결과이다.
이 문장은 콩과 식물 뿌리에 넣어주는 세균 종류에 따라 공기 중 질소를 얼마나 잘 붙잡아 식물에 공급하는지, 그리고 수확량이 얼마나 달라지는지 살펴봤다는 뜻입니다.
조금 더 깊게 보면
근류균은 기주 특이성이 있어 어떤 균주든 아무 콩과 작물에 붙는 것이 아니며, 접종해도 토착 균주와 경쟁에서 밀리면 효과가 없습니다. 토양에 질산태 질소가 많으면 근류 형성과 고정이 억제되므로 질소 시비와 접종 효과는 상충할 수 있고, 산성 토양이나 고온 건조 조건에서는 고정 능력이 크게 떨어집니다. 리조비움은 콩과식물 뿌리털에 침입한 뒤 뿌리 겉면에 혹(뿌리혹)을 형성하고, 그 안에서 니트로게나아제 효소를 이용해 대기 중 질소를 암모니아 형태로 고정하며, 그 대가로 식물로부터 광합성 산물을 공급받는 공생 관계를 맺는다. 리조비움은 숙주 특이성이 있어서 한 종류의 콩과식물에만 감염되는 균주가 있는가 하면 여러 종에 두루 감염되는 균주도 있어, 콩 종자를 파종하기 전에 그 작물에 맞는 균주를 접종하는 근류균 접종 기술이 쓰인다.
주의할 점
근류균은 특정 콩과작물 종에 특이적으로 공생하는 경우가 많아, 모든 콩과작물에 동일한 근류균 균주가 효과적인 것은 아니다.
니트로게나아제는 산소에 매우 약하기 때문에 뿌리혹 내부에는 산소 농도를 낮게 유지하는 레그헤모글로빈이라는 색소 단백질이 있어야 정상적으로 질소고정이 이루어진다.