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.

▲ 열대성 유해 남조류 종류 및 현미경 사진  © 환경안전포커스

A) 실린드로스퍼몹시스(Cylindrospermopsis raciborskii), B) 쿠스피도쓰릭스(Cuspidothrix), C), D) 스페로스퍼몹시스(Sphaerospermopsis, C : S. aphanizomenoides, D : S. reniformis)

※ H: 이형세포(Heterocyte), A: 휴면포자(Akinete), TC: 정단세포(Teminal cell)

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 마커와 관련된 독소 유전자 마커 총 8세트를 세계 최초로 개발했다.

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(상주보, 낙단보, 구미보, 칠곡보, 강정고령보, 달성보, 합천창녕보, 창녕함안보)을 대상으로 2020년에 3월에서 11월까지 분자생태적 관측 시스템을 적용하여 열대성 유해남조류 및 독소 유전자를 조사했다.

조사 결과, 낙동강에서 열대성 유해남조류 4종(실린드로스퍼몹시스, 쿠스피도쓰릭스, 스페로스퍼몹시스 2종)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.

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

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.