농진청, 국제축산연구소와 공동 연구

농촌진흥청(청장 김경규)은 국제축산연구소(ILRI)와 공동으로 온도, 고도 등이 다른 환경에서 자란 닭의 맹장 내 미생물 군집을 비교하고, 해당 미생물군의 생물학적 기능을 밝혀냈다.

연구팀은 환경적 다양성이 높은 국가인 에티오피아에서 이번 연구를 수행했으며, 환경 차이가 큰 두 지역 암하라(Amhara)와 아파르(Afar) 닭의 장내 미생물 군집에 대한 메타게놈 연구를 했다.

암하라는 해발고도 3300m의 고지대로 땅이 비옥하고 국가 강수량의 80%를 차지할 만큼 강수량이 많은 지역이며, 아파르는 해발고도 730m로 상대적으로 강수량이 적은 화산지대다.

두 지역에 서식하는 닭의 맹장 내 미생물 군집에 대한 메타게놈 조립 분석을 수행한 결과, 각각 7110개(저지대)와 5679개(고지대)의 미생물 유래 유전자를 발굴했으며, 이 가운데 2210개 유전자만 공통적으로 나타났다.

속(屬) 기준으로 저지대 닭에서는 고프로박터, 지오박터, 크로노박터가, 고지대 닭에서는 프리보텔라, 피칼리박테리움 등이 많이 관찰됐다.

고지대 닭에서는 주로 DNA 복제, 재조합, 복원 기능에 관여하는 미생물이, 저지대 닭은 신호 전달, 아미노산, 지방, 이온 물질의 수송 및 대사에 관여하는 미생물이 많았다.

연구팀은 “이는 고도, 기후 등의 환경에 따라 장내 미생물의 특징적 역할이 다르게 나타남을 보여주며, 저지대에서는 물의 병원균을 없애는 항생제에 내성이 있는 유전자가 많이 관찰돼 아파르 지역에서 수질관리를 위해 항생제를 사용하고 있음을 추정할 수 있었다”고 밝혔다.

농진청 국립축산과학원 김태헌 동물유전체과장은 “온도, 고도 등 환경에 따라 특이적으로 나타나는 장내 미생물군의 종류와 역할을 이해하면 닭의 환경 적응 상태와 사육환경 평가에 활용할 수 있을 것”이라며,  “앞으로 정부혁신의 하나로 닭 장내 미생물 조성에 영향을 주는 기후, 사양, 숙주 등 원인들 사이의 상호작용을 밝혀, 미생물을 활용해 닭의 생산성을 높이는 데 기여하겠다”고 말했다.

- 붉은색은 저지대, 녹색은 고지대 닭의 맹 장내 미생물의 생물학적 기능, LDA score의 절대값이 클수록 해당 기능들과 많이 관련돼 있음을 뜻함.
- 고지대 닭은 DNA 복제, 재조합, 복원 기능을 가진 미생물이 많았음.
- 저지대 닭은 신호 전달, 아미노산, 지방, 이온 물질의 수송 및 대사에 관여하는 미생물이 많음.
- 맹장 내 미생물군의 항생제 내성 유전자 분석에서는 tetracycline 저항성 유전자를 공통적으로 많이 포함하며, 저지대에는(AF) cephalosporin, 고지대(AM)에는 LSM(lincosamide-streptogramin-macrolide) 저항성 유전자들이 많이 존재함.

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