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[기고] 생명현상 연구로 기후변화대응 작물 개발
글쓴이 이연희 (yhlee@rda.go.kr)
2017-06-13, 09:52:10조회수 : 127
생명현상 연구로 기후변화대응 작물 개발

현대를 살아가는 우리는 해가 갈수록 예측과는 다르게 자주 일어나는 기후변화를 경험하고 있으며 이에 대응할 수 있도록 여러 분야의 기술 개발이 시급하다는 것을 인식하고 있다.
기후변화와 더불어 지구의 생태계 파괴, 식량 위기 등의 과제는 정치가, 과학자에게만 중요한 문제가 아닌 시기가 도래하고 있다. 우리가 흥미롭게 접하는 공상과학 영화는 현재의 상황과 발전 양상 등을 기반으로 미래에 일어날 수 있는 이야기를 상상하여 제작된다. 2004년에 개봉된 ‘투모로우’라는 영화는 기후변화로 인하여 지구전체가 빙하로 덮일 수 있는 재앙이 일어날 수 있다는 내용을 담고 있다. ‘인터스텔라’ (2016) 영화에서는 환경이 완전히 파괴되어 모래바람이 부는 지구에서 유일하게 남아 있는 작물로 옥수수를 보여주고 있다. 실제로 이러한 재앙이 일어나든 안 일어나든 상관없이 우리는 해마다 빙하가 녹아내리고 있다는 뉴스를 접하고 있다. 한국의 경우 평균 기온이 서서히 올라가고 있는데 지난 100년 동안 세계 평균기온은 0.7 ℃인데 반해 우리나라는 1.5 ℃ 상승한 것으로 나타났다. 특히 2016년의 경우 평년보다 1.1도 상승하면서 1973년 이후 가장 높았다. 이와 함께 가뭄에 대한 걱정을 더 자주 하고 있으며 재배지도 예전과는 다르게 사과의 경우 서서히 북상하여 사과 재배 면적이 줄어들고 감귤은 지속적으로 증가할 것으로 예측되고 있다. 이러한 작물 환경에 적응할 수 있는 새로운 작물 도입 육성과 우리나라 주요작물의 기후변화 대응 신품종 개발로 안정적인 식량 확보를 하는 것은 미래 안정적인 경제 사회 보장을 위해 다른 어떤 분야보다도 필수적이라고 할 수 있다. 최근에 들어 선진국에서는 급격히 발전하고 있는 유전체 해독, 생물정보 빅 데이터, 대량 자동화 정밀 측정 기술을 활용한 새로운 농업기술을 개발하여 미래 농업에 대응할 수 있는 신품종 개발을 하는데 전력을 쏟고 있다. 실제로 미국에서는 세계 최초로 유전자를 이용하여 개발된 가뭄 저항성 옥수수를 2013년에 5만 헥타르 재배하였고 2014년에는 5.5배 증가한 27만 5천 헥타르에서 재배하였다. 이러한 불량 환경에 적응하거나 저항성을 갖는 작물 개발을 하기 위해서는 어느 유전자가 저항성과 연관이 있는지를 규명하는 유전자 기능 및 기작연구가 기반이 되어 있어야만 안정적인 저항성 품종 선발 및 유전자 발현조절을 이용한 새로운 품종 개발이 이루어질 수 있다. 주식으로 주로 사용되고 있는 벼, 밀, 옥수수 등이 포함되어 있는 곡류 생명공학 연구는 유전체 해독이 제일 먼저 이루어진 벼를 중심으로 해서 환경 스트레스와 관련된 유전자 연구가 가장 많이 진행되고 있다. 그러나 연구가 진행되면서 작물 역시 생명체이므로 스트레스와 관련된 생리 현상은 몇 개의 유전자가 아니고 상당수의 유전자들의 발현과 이차 대사산물 등 여러 가지가 상당히 복잡하게 네트워크처럼 연결되어 있는 것으로 나타나고 있다.
따라서 이들의 역할과 기능을 규명하는 기초적인 연구가 필수적으로 되어야만 열악한 환경에서 적응하여 재배될 수 있는 작물 품종 개량에 성공할 수 있을 것이다.

농촌진흥청 국립농업과학원 농업생명자원부 유전자공학과 이연희

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