과학·환경

식물도 ‘조기 건강검진’…잎에 찌르는 진단용 주사기 개발

입력 2025.03.30 09:00

수정 2025.03.30 09:03

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이정호 기자

미 아이오와주립대 연구진 발표

바늘로 찔러 ‘과산화수소’ 검출

잎에 찌르도록 고안된 식물 건강검진용 주사기. 작은 바늘 100여개가 박힌 반창고 형태다. 아이오와주립대 제공

작물의 건강 상태를 손쉽게 알아낼 수 있는 기술이 개발됐다. 작은 바늘 100여개가 박힌 반창고 형태의 주사기로 잎을 찌르면 1분 안에 농부의 스마트폰으로 검진 결과가 통보된다. 식물이 아플 때 나오는 물질인 ‘과산화수소’를 감지하는 원리다.

미국 아이오와주립대 연구진은 지난주 국제학술지 ‘ACS 센서스’를 통해 독특한 형태의 주사기로 작물의 건강 상태를 파악하는 기술을 개발했다고 밝혔다.

연구진은 육안으로는 잘 보이지도 않는 초소형 플라스틱 바늘 100여개를 엄지 크기의 얇은 반창고에 촘촘하게 붙여 신개념 주사기를 만들었다. 주사기 사용법은 간단하다. 작물 잎에 대고 지그시 누르면 된다. 그러면 바늘이 잎 표면을 뚫고 들어간다. 바늘에는 잎 속에서 과산화수소를 잡아내는 센서가 달렸다. 과산화수소는 병에 감염된 식물이 방출하는 고유의 화학 물질이다.

연구진은 살아 있는 콩과 담배를 대상으로 주사기 성능을 실험해 실제로 과산화수소를 검출하는 데 성공했다. 확인 결과 잎에서는 유해 세균인 ‘슈노모나스 시링게’가 검출됐다.

슈도모나스 시링게 균은 식물 잎에 갈색 반점을 만들고 수확량을 떨어뜨린다. 특히 전염성이 큰 것이 문제다. 이 병균에 감염된 식물을 놔두면 농장 전체에 해를 끼친다. 연구진이 개발한 기술을 쓰면 겉으로 분명한 이상징후가 나타나지는 않았지만, 자신의 몸 안에 병균을 품은 작물을 조기에 선별할 수 있다. 병든 작물을 바로 뽑아내 농장 전체로 피해가 번지지 않게 할 수 있다는 뜻이다.

연구진은 “과산화수소는 식물에 물이 부족할 때나 해충 피해가 있을 때에도 방출된다”고 설명했다. 이번 주사기는 식물의 전반적인 건강 여부를 알아내는 역할을 하는 것이다.

주사기 가격은 1달러(약 1400원)이며 9번 재사용할 수 있다. 주사기로 잎을 찌르면 1분 안에 농부의 스마트폰이나 개인 컴퓨터로 검사 결과가 전송된다. 비교적 낮은 비용으로 작물의 건강 상태를 빠르게 챙길 수 있다.

연구진은 “향후 주시기 재사용 횟수를 늘리는 데 더욱 노력할 것”이라고 밝혔다.