광주기·온도 바꾸면 개화시기 조절 가능

농촌진흥청, 아주대 송영훈 교수팀 연구 지원

농촌진흥청이 아주대학교 송영훈 교수팀에 맡겨 진행한 ‘광주기 및 온도에 의한 개화시기 조절’ 연구는 농업적으로 유용한 개화시기 조절 관련 핵심 인자를 찾아냄으로써 기후변화 적응력이 향상된 유용 작물 개발을 위한 원천기술 제공 효과가 큰 것으로 평가됐다.

이번 연구는 급격한 인구증가로 인한 식량부족 현상이 만연한 가운데, 기후변화로 인한 작물 생산성 감소를 타개하고, 식량 안보 및 주권 확보를 위해 추진됐다.

지구촌은 현재 약 10억명 이상이 정기적인 배고픔과 기아에 직면해 있고 기아로 인한 사망자가 에이즈, 말리리아와 같은 주요 질병 사망자를 합친 것보다 많은 실정이다.

이런 가운데 지구온난화와 같은 기후 변화로 작물생산성이 감소될 것으로 예상되며 대기온도 상승으로 인해 작물생산량에 결정적 영향을 미치는 개화시기가 빠르게 바뀌고 있다.

2040년에는 대기온도 상승으로 인해 우리나라의 작물생산량이 20% 이상 감소할 것으로 예측된다.

따라서 전략적이고 핵심적인 부분에 연구역량을 집중, 제2의 녹색혁명을 이룰 수 있는 식량 생산량 증대가 식량 안보 및 주권을 위해 꼭 필요한 실정이다.

이번 연구는 작물 생산량 증대에 필요한 유용 유전자원 확보와 광주기적 개화시기 관련 신호전달 네트워크 및 관련 유전자들의 발현 조절 기작 정보 확립, 육종 및 유전자가위 기술 이용을 위한 목표 유전자 확보에 중점을 뒀다.

종자개발 및 수입과 관련해 2012년부터 10년간 미국, 일본 등의 국가에 지급해야 할 금액이 약 8000억원인데, 이번 연구 성과를 활용한 기술 개발을 통해 일정 부분을 대체할 것으로 기대된다.

개화시기가 완전히 조절될 경우, 한정된 공간에서 약 10% 이상의 바이오메스 수확이 가능해져 효율적인 이윤 창출이 가능하고 경작지 이용율 상승 및 농가 소득 5% 이상 증가 효과도 기대할 수 있다.

송영훈 교수팀은 “미국 연구진과 공동으로 광수용체의 구조를 확보해 기능을 검증하고 있다”며 “식물 유래의 단백질을 활용해 새로운 생명공학적 기법을 개발함으로써 미래 성장동력 창출에 중요한 밑거름이 될 것으로 본다”고 밝혔다.

송 교수팀은 특히 “실험실의 식물 배양조건과 자연계의 환경조건(온도, 빛 스펙트럼 등)이 일치하지 않았기 때문에 실험실에서 발견된 중요 농업 형질이 야외에서 재현되지 않는 심각한 문제가 자주 발생하는데 이번 실험을 통해 발견된 농업 형질을 현장에서 직접 적용할 수 있기 때문에 매우 유용한 기법이 될 것으로 본다”며 “결과적으로 관련 연구에서 독보적인 지위를 확보, 국가 농업경쟁력 확보에 큰 도움이 될 것”이라고 밝혔다.