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[기고] 제2의 녹색혁명을 기대하며
글쓴이 서은정 (seji00@rda.go.kr)
2017-09-06, 11:27:53조회수 : 28
제2의 녹색혁명을 기대하며

미국의 식물학자인 노먼 블로그 박사는 연구자로서 1970년에 노벨평화상을 받은 인물로, 1960년대 밀 수확량을 2배이상 올려서 저개발국가의 식량 문제를 과학으로 해결한 녹색혁명을 일으킨 분으로 잘 알려져 있다. 최근에 일리노이주 대학의 롱박사팀은 앞으로 제2의 녹색혁명이 가능할 수도 있지 않을까 하는 기대를 일으키는 연구결과를 SCIENCE지에 발표했다. 주 연구내용은 식물의 햇빛 방어 시스템을 바꿈으로써 광합성 효율을 획기적으로 증대시키고자 하는 것이었다.
식물은 자체적으로 에너지를 생산할 수 있는 거의 완전한 독립적인 개체라고 할 수 있는데 태양에너지를 이용해 이산화탄소와 물로 영양분(탄수화물)을 만든다. 하지만 과다한 태양에너지가 공급될 경우 식물체의 잎은 사람처럼 화상을 입게 되는데, 이를 피하기 위해서 과다한 햇볕을 열로 바꾸어 발산하는 시스템을 갖추고 있다. 적정한 환경이 되면 다시 원상태의 광합성을 하게 되는데 문제는 방어시스템을 해제하는 속도가 느려 이 과정 동안에는 광합성을 할 수 없다는 점이다. 연구진들은 이 과정을 더 빨리 진행할 수 있게 만들었다. 담배에서 태양광을 열로 바꾸는 과정을 차단하는 단백질을 찾았고 유사한 단백질이 애기장대에도 존재한다는 사실을 밝혔다. 롱박사팀은 햇볕을 열로 바꾸는 것을 차단하는 애기장대 유전자 세 셋트를 담배에 추가로 넣는 시도를 하였다. 그 결과 과다한 햇볕을 방어하기 위한 시스템에서 광합성으로 복귀하는 속도가 빨라지면서 부작용 없이 담배의 무게가 기존보다 14-20% 늘어나는 것을 확인할 수 있었다. 연구결과를 좀 더 분석해 보자면, 무게가 늘어나기 위해 광합성효율도 15%이상 증가했고 식물의 성장률도 15%이상 늘어났다고 한다. 만약 이러한 연구를 우리가 먹는 벼나 옥수수 같은 주요 식량작물에 응용할 경우 생산량은 최대 50%까지도 향상될 수 있을 것이라고 연구팀은 조심스럽게 예측하고 있다. 작물의 생산량을 늘리고자 하는 연구는 육종의 가장 근본적인 목표중 하나이다. 그러나, 재배기술이나 육종방법 등의 발달에도 불구하고 미국 농가를 기준으로 일반적으로는 생산량이 해마다 약 2%정도 증가에 그친다고 한다.
이 연구 결과만 두고 본다면 가히 제 2의 녹색혁명을 가져올 만한 기술이라고 할 수 있다. 물론 현재로서는 유전자 변형작물이라는 가장 큰 난제가 있긴 하지만 기존의 식물의 유전자를 다시 식물에 도입해서 얻은 결과이고, 지금 가장 빠른 연구진행을 보이고 있는 유전자 가위기술 등의 응용으로 이 부분에 대한 문제점은 빠른 시일에 합의점을 찾을 수 있을 것으로 보인다. 만약 이러한 기술이 실제 응용이 된다면 현재 우리가 처한 농업의 현실에서 최소한의 농지, 인력, 에너지로 최대한의 생산물을 산출할 수 있는 제2의 녹색혁명이 진짜 가능하지 않을까 하는 기대를 가져본다.

국립농업과학원 유전자공학과 농업연구사 서은정

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