환경부 소속 국립환경과학원(원장 김동진)은 열대성 유해남조류를 선제적으로 대응하기 위해 유전자 정보를 이용한 검출방법을 개발하는 등 분자생태적 관측(모니터링) 시스템을 최근 구축했다고 밝혔다.

이번에 구축한 분자생태적 관측 시스템은 그간 국내에서 열대성 유해남조류를 정밀하게 검출하는 검사방법이 정립되어 있지 않아 조사할 수 없던 부분을 해결할 수 있을 것으로 기대된다.

열대성 유해남조류는 염주말목(Order Nostocales)에 속하는 사상성 남조류로 실린드로스퍼몹시스, 쿠스피도쓰릭스, 스페로스퍼몹시스 등이 있으며, 지구온난화 등의 기후변화로 낙동강 등 국내 수계에 출현 가능성이 점점 높아지고 있다.

국립환경과학원 낙동강물환경연구소는 열대성 유해남조류의 출현 가능성이 높아지고 있는 점을 감안하여 2019년부터 분자생태적 검사방법론 연구를 추진해왔다.

먼저 낙동강에서 열대성 유해남조류 4종 27주를 분리하고 각각의 유전정보를 분석하여 2019∼2021년 미국 생물공학정보센터(NCBI)에 등재했다. 

유전정보를 이용하여 속 특이적(genus-specific) 유전자 마커*와 관련된 독소 유전자 마커 총 8세트를 세계 최초로 개발했다. 

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

또한 첨단 유전자 정량분석장치(ddPCR)를 이용하여 하천과 호수에서 열대성 유해남조류를 밀리리터당 1세포까지 정밀하게 검출 가능한 정량분석 시스템을 2020년에 구축했다.

아울러, 낙동강 8개 보 구간*을 대상으로 2020년에 3월에서 11월까지 분자생태적 관측 시스템을 적용하여 열대성 유해남조류 및 독소 유전자를 조사했다. 

* 상주보, 낙단보, 구미보, 칠곡보, 강정고령보, 달성보, 합천창녕보, 창녕함안보

조사 결과, 낙동강에서 열대성 유해남조류 4종*의 출현은 확인됐으나 그 출현량은 매우 낮으며, 특히 쿠스피도쓰릭스 등의 독소 유전자 보유 남조류는 140cells/mL 이하로 현재까지 낙동강에서 열대성 유해남조류에 의한 독소 발생 가능성은 낮은 것으로 나타났다.

* 실린드로스퍼몹시스, 쿠스피도쓰릭스, 스페로스퍼몹시스 2종

연구진은 이와 관련된 연구 결과를 2020년 10월, 지난해 3월과 올해 5월 등 3회에 걸쳐 국제학술지에 게재하여 분석방법의 유효성을 확인했다.

* 국제학술지 '하암플 알지(Harmful Algae, 2020년 10월)', '인터내셔널 저널 오브 인바이러메를 리서치 앤드 퍼블릭 헬스(International Journal of Environmental Research and Public Health, 2021년 3월)', '톡신스(Toxins, 2022년 5월)' 논문 게재

박주현 국립환경과학원 낙동강물환경연구소장은 "유전자 정보를 이용한 분자생태적 관측 시스템 구축으로 우리나라 수계에서 열대성 유해남조류의 발생을 조기에 감지할 수 있을 것"이라며, "이는 상수원 관리에 유용하게 활용될 것으로 기대한다"라고 말했다. 

붙임  1. 열대성 유해남조류 종류 및 현미경 사진.

        2. 열대성 유해남조류 분리주의 유전자 정보.

        3. 열대성 유해남조류 및 독소 검출용 유전자 마커 정보.

        4. 분자생태적 모니터링 시스템 개요.

        5. 전문용어 설명.  끝.