대부분 1mm 미만의 현미경적 동물인 식물기생선충이, 그것도 곤충과는 달리 자신의 능력으로는 이동거리가 거의 없는, 최적의 조건인 사토에서도 고작 1년에 30cm의 거리 정도를 이동하는 선충이 기주식물을 탐색하여 넓은 면적에 걸쳐 피해를 주는 능력을 보면 그저 놀랄 뿐이다. 그래서 이번호에는 선충의 가해전략에 대하여 알아보고자 한다.

정기자: 식물기생선충은 식물 대사경로의 식물방어 전략을 어떻게 극복하나?

추박사: 식물기생선충은 식물의 몇몇 대사경로를 혼란케 함으로써 기주의 방어체계를 억제한다. 예를 들면 뿌리혹선충, 시스트선충, 이주성 내부기생성 선충이 만드는 코리스마테 무타제(산화, 환원 동시 촉매 효소)가 그러하다. 코리스마테 무타제는 살리실산 식물경로에 필요한 코리스마테 풀을 감소시키는 효소인데, 살리실산 경로는 기주의 방어활성에 있어 중요한 경로이다.

정기자: 다양한 전략으로 기주에 침입한 식물기생선충은 어떻게 영양을 섭취하는가?

추박사: 토양수를 따라 기주에 도달한 선충은 구침을 세포 속에 찔러 넣고는 기계적으로 영양분을 섭취한다. 식물의 세포는 바로 소화할 수 없기 때문에 선충의 먹이는 액체인 즙이 된다. 소화선 속에 저장된 강력한 소화효소를 기주의 세포 속에 주입하여 소화하기 쉽게 만들어 섭취한다. 취한 음식은 에너지와 새로운 조직의 형성에 이용된다. 단 몇 개의 알을 생산하기 위하여 한 마리의 암컷이 수백 개의 세포를 먹기도 하고, 정주성 내부기생선충 등은 몇 개의 세포로 영양세포를 만들어 수백 개의 알을 생산하기도 한다.

정기자: 선충의 소화효소가 가지고 있는 기능들은?

추박사: 소화효소는 액체 영양분을 섭취하기 전에 반고체 세포 내용물을 액체형태로 소화하기 쉽게 만드는 기능을 가지고 있다. 먹이를 액체로 만드는 것 외에도 끈적끈적한 점성 물질이나 입상의 물체가 구침을 막지 못하도록 하는 기능도 가지고 있다.

정기자: 식물기생선충의 먹이활동 지속시간은 어떻게 되나?

추박사: 선충의 종류와 기생형태에 따라 차이가 있다. 구침이 짧은 선충은 일반적으로 수분동안의 짧은 시간동안 가해하지만 긴 구침을 가진 선충은 한 장소에 머물며 오랜 시간 가해하는 경향이 있다. 예를 들면 이주성 외부기생선충인 참선충, 위축선충, 궁선충 등은 한 장소에서 수 초 동안 먹이활동을 하고, 검선충은 말단의 혹에 있는 한 장소에서 수분에서 수 시간 동안 먹이활동을 한다. 바늘선충은 한 장소에서 수 시간, 심지어 수일 동안 먹이활동을 한다. 정주성 외부기생선충인 호두나무선충과 레몬뿌리껍질선충, 정주성 내부기생선충인 뿌리혹선충과 시스트선충은 한 장소에서 일생동안 먹고 산다. 이주성 내부기생선충인 바나나굴선충은 세포벽을 분해하여 한 번에 여러 세포를 먹는다.

정기자: 선충이 한 곳에 머물며 기주를 가해할 때 생활사 완성에 영양분이 부족하지는 않나?

추박사: 지구상에 존재하는 모든 동식물은 생존을 최대한 높이는 방향으로 진화해 왔다. 정주성 내부기생선충인 뿌리혹선충을 예를 들면 2령 유충이 기주를 침입하여 세포사이로 중심조직에 도달한다. 그리고 고도로 특수화된 영양세포(거대세포)를 만들어 생활사를 완성할 때까지 필요한 영양분을 공급한다. 유충이 침입하여 거대세포를 만들지 못하면 굶어 죽거나 밖으로 나와 다시 침입을 시도한다. 거대세포가 만들어지면 물질대사가 변화하여 단백질 합성이 감염부위 쪽으로 증가한다. 거대세포에는 세포질, 골지체, 미토콘드리아, 리보솜, 폴리리보솜, 소포체 등이 풍부하다. 중앙 액포는 소멸되고 작은 액포가 세포질에 남아 있다. 벽내증식은 거대세포 세포질을 가로질러 원형질막의 표면적을 크게 증가시키고 주변조직으로부터 탄수화물을 거대세포로 원활하게 흐르게 한다. 그리하여 암컷 선충이 필요한 영양분을 취하게 한다.