박테리아의 세포외다당류란 무엇인가요?

다양한 식물병원성 박테리아는 다량의 세포외다당류(엑소다당류)를 분비하여 박테리아 세포를 밀접하게 둘러싸는 캡슐 또는 점액층을 형성합니다. 세포외 다당류는 다양한 기능을 가지고 있으며 식물 조직의 박테리아를 독성 물질로부터 보호하고 부생 단계에서도 박테리아를 환경 스트레스 요인으로부터 보호할 수 있습니다. 세포외 다당류는 박테리아에 의한 물, 미네랄 및 영양분의 흡수를 촉진하고, 조직 내 박테리아의 집락화 및 확장을 촉진하며, 물에 젖거나 시들해지는 증상의 발생에 도움이 됩니다(Denny, 1995).

라우렐라 솔라나세아룸(Laurella solanacearum)은 식물에서 끈적끈적한 고분자 물질, 즉 산성 엑소폴리사카라이드를 다량 생성합니다. 관다발 조직에 박테리아 다당류가 축적되면 병든 식물에 물과 영양분이 전달되는 것을 차단하여 줄기와 잎이 시들고 죽게 됩니다. 세포외 다당류 합성 유전자 EPS1에 돌연변이가 있는 균주를 접종하면 시들음 증상이 크게 감소했습니다(Denny et al., 1991). 동시에, 돌연변이 균주는 야생형 균주보다 병원성이 낮기 때문에 숙주 뿌리 내에서의 식민지화 및 확장이 방해됩니다.

Erwinia amylovora는 아밀로보란과 같은 세포외 다당류를 생산합니다. 화재 마름병 다당류는 또한 주로 갈락토오스와 글루쿠론산을 함유하는 점성 산성 다당류입니다. 이 다당류가 부족한 돌연변이 균주는 숙주에서 잘 자라지 않으며 질병이 감소합니다. 화재 마름병 다당류는 숙주 식물의 병원성 박테리아 인식을 억제하여 독성을 증가시키고, 감염을 촉진하고, 물에 젖은 증상을 일으키고, 조직 붕괴를 일으킬 수 있다는 증거가 있습니다(Eastgate, 2000).

Xanthomonas campestris는 유명한 잔탄검(xanthangum)을 생산합니다. 잔탄검은 셀룰로오스 골격에 연결된 삼당류 측쇄로 구성된 고분자량 다당류입니다. 잔탄검은 박테리아가 식물 표면에 부착하고 식물 조직에 정착하는 데 도움을 주며 박테리아 집합체와 생물막을 형성하여 박테리아가 항균 물질에 의해 손상되는 것을 방지합니다. 뿐만 아니라 Yun 등(2006)은 잔탄검이 식물 세포벽의 칼로스 침착을 억제하고 숙주 식물의 저항성을 약화시킬 수 있음을 발견했습니다.

Pseudomonas syringae가 생산하는 주요 세포외다당류는 알지네이트입니다. 이 다당류는 또한 식물에서 병원성 박테리아의 집락화와 확산을 촉진하고 잎 표면에서 박테리아의 착생 적합성을 향상시킬 수 있습니다(Yu et al., 1999).