안녕하십니까? 농촌진흥청 국립원예특작과학원장 김명수입니다.

오는 길에 약간의 사고가 있어서 조금 시간이 지체됐습니다. 사과 말씀드리고요.

오늘 소개해 드릴 연구 내용은 대표적인 여름 과일인 복숭아 품종 개발 성과 그리고 품종을 효율적으로 개발할 수 있는 디지털 육종 기술에 대해서 말씀드리고자 합니다.

아시는 것처럼 복숭아는 우리나라 주요 과실 중의 하나인데요. 소비자 기호 변화와 시장 요구에 맞춰서 품종 개발이 활발히 이루어지고 있습니다.

1960년대부터 시작된 우리나라 복숭아 육종은 2000년대까지 수확량이 많거나 또는 수확 시기를 다양화하는 데 초점이 맞춰져 있었습니다. 2010년대 이후부터는 소비자 생활패턴이 변함에 따라서 간편하게 먹을 수 있고, 또 이색적인 품종 개발에 주력을 했습니다. 특히, 최근에는 이상 기상에 대응하기 위해서 일찍 수확하거나 또 노동력이 적게 드는 품종 개발에 중점을 두고 있습니다.

농촌진흥청이 최근에 개발한 옐로드림을 보면 출하 시기가 6월 말로 빠르고, 또 털이 없고 씻은 뒤에 바로 먹을 수 있고 신맛이 적고 당도가 높아서 생산자와 소비자 모두에게 좋은 반응을 얻고 있습니다.

그런데 옐로드림 같은 품종 하나를 개발하기 위해서는 수천 그루의 어린나무를 확보해서 여러 해 동안 재배하고, 또 성목이 되기까지 과일 하나하나를 평가해서 선발하는 과정을 반복해야 합니다. 이렇게 하기까지는 약 15년 이상이 걸리는 긴 개발 기간과 그에 따른 인력, 또 예산, 시험 재배면적 등 품종 개발을 하기 위해서 많은 자원들이 투자되는 것이 사실입니다.

이런 어려움을 해결하기 위해서 새로운 기술이 바로 디지털 육종 기술이 되겠습니다. 디지털 육종을 적용하면 열매가 열릴 때까지 기다리지 않고 어린나무 단계에서 과일 특성을 미리 예측해서 선발할 수 있습니다.

디지털 육종에 필요한 것은 유전정보와 표현정보입니다. 유전정보는 말 그대로 복숭아의 DNA를 읽은 데이터이고 표현정보는 모양과 털 유무 같은 실제 과일의 특성을 조사한 데이터가 되겠습니다.

우리 연구진은 2021년부터 2023년까지 3년에 걸쳐서 복숭아 유전자와 445점의 유전체 해독을 완료했고 94만 개 이상의 유전정보를 확보해서 150점의 복숭아에 대한 핵심 집단을 구축하게 되었습니다.

이와 더불어 유전체 해독으로 얻은 정보를 통합적으로 분석해서 과일 모양과 털 유무를 구분하는 분자표지 2개를 개발했습니다. 분자표지는 식물의 유전적 특징을 빠르고 정확하게 찾아주는 DNA 표시라고 할 수 있습니다.

이번에 개발한 분자표지를 활용하면 복숭아 모양이 납작한지 또는 둥근지, 털이 있는지 또는 없는지를 어린나무 단계에서 확인할 수 있습니다.

예를 들어 납작복숭아가 나올 확률이 50%인 경우에 전체 중의 절반만 골라 관리하게 되면 되고 여기에 또 털이 없는 천도복숭아 표지를 1개 적용하면 관리 대상은 더욱 줄어듭니다.

우리가 1,000개를 조사할 때 이렇게 분자표지를 활용하면 그 조사할 수 있는 개체를 반씩 계속 줄여나갈 수 있기 때문에 그만큼 효율적이라고 할 수 있겠습니다.

현재 농촌진흥청은 과일 모양 판별을 할 수 있는 분자표지를 특허출원 했고 털 관련 분자표지 출원을 준비 중입니다. 앞으로 신맛이나 열매 숙기 같은 다양한 분자표지를 개발할 계획입니다.

지금까지 복숭아 육종 효율을 높일 수 있는 디지털 육종 기술에 대해서 말씀드렸습니다. 앞으로도 우리 복숭아에 대한 많은 관심을 부탁드리고 미래를 준비하는 품종 육성 연구에도 많은 조언 부탁드리겠습니다.

고맙습니다.


[질문·답변]
※마이크 미사용으로 확인되지 않는 내용은 별표(***)로 표기하였으니 양해 바랍니다.

<질문> 유럽에서 인기 있는 납작복숭아를 국내산으로 먹을 수 있는 날이 언제가 있을까요?

<답변> 현재 저희가 품종을 육성하는 단계에서 지역 적응이라는 단계가 있습니다. 최종 단계인데 저희가 납작복숭아에 대해서 지역 적응 중에 있고 조만간 저희들이 품종화할 계획을 가지고 있습니다.

<질문> ***

<답변> 2년 이내? 예, 2년 이내라고 합니다.

<질문> 자료를 읽어보니까 이게 분자표지를 이용해서 육종을 한다고 하는데요. 이게 디지털 육종이라는 개념하고 맞는 겁니까? 분자표지를 이용할 때 일반 육종에서도 그 분자표지가 있는 걸 골라서 심으면 그렇게 가능한 거 아닙니까? 분자표지하고 디지털하고 어떻게 연관이 되는 겁니까?

<답변> 디지털 육종과 분자, 그러니까 디지털 육종의 단계를 세분을 해보면 최종적으로는 우리가 어떤 부모를 교배해서 어떤 형질이 나올지를 예측할 수 있는 게 최종 단계가 되고요. 그 단계까지 가는 과정 중에 우리가 다양한 요소, 기술들을 개발하는데 그게 생명 정보 데이터를 활용하는 거거든요. 그중의 하나가 분자표지입니다. 그래서 최종적으로 우리가 예측 기술까지 가는 그 중간 단계라고 표현할 수 있을 것 같습니다.

<질문> 그런데 일반 육종에서도 그 단계를 해서 이게 유전자원을 골라내면 되는 거 아닙니까?

<답변> 그러니까 지금 관행 육종에서도 이 분자표지는 부분적으로 저희들이 활용을 합니다. 그런데 그거는 개별 표지를 개발한 거고요. 저희가 여기에서 의미를 두는 거는 복숭아 핵심 집단 150개체에 대한 유전체 전체를 저희가 해독을 했고 거기에서 유전자의, 94만 개 이상의 유전자의 기능을 분석했다는 이 빅데이터가 가장 큰 의미가 있고 그런 데이터를 활용해서 분자표지를 만들었다는 게 의미가 있다고 표현을 할 수 있을 것 같고요.

그리고 더 중요한 거는 이미 우리가 이렇게 많은 유전체 정보와 표현형 정보를 가지고 있기 때문에 지금처럼 단편, 단편의 분자표지를 개발하는 거에서 벗어나서 보다 다양한 분자표지를 빠르게 우리가 개발할 수 있다, 이렇게 표현을 드릴 수 있을 것 같습니다.

<질문> ***

<답변> 지금 가장 디지털 육종에 필요한 전체 핵심 집단에 대한 유전체 정보 그리고 표현형 정보를 확보하고 있는 건 복숭아가 가장 빠르고요. 그리고 사과, 배, 포도에 있어서도 현재 진행 중에 있습니다.

그런데 아시는 것처럼 유전체 정보라는 게 염기, 그러니까 유전체... 게놈 사이즈가 크게 되면 정보량이 많잖아요. 그런데 복숭아가 다른 과실에 비해서 게놈 사이즈가 좀 작습니다. 그래서 저희들이 그거를 유전체 전체를 해독하는 데 조금 신속하게 할 수 있었고 사과, 배, 포도에 대해서도 현재 그 과정을 진행하고 있습니다.

<질문> 자료에 보면요, 15년 이상이 전통적인 육종에 걸리는 방식인데요. 그런데 2쪽에서 납작복숭아를 예를 들면 연간 2,000만 원 정도가 들고 그렇게 따지면 이게 전통 육종으로 만약에 납작복숭아를 한다고 치면 3억 정도가 들고 15년이 걸리는데 디지털 육종으로 만약에 납작복숭아를 육종하게 되면 그거의 절반, 모든 거의 절반 정도, 그러니까 7~8년에 1억 5,000 이 정도만 든다, 이렇게 보면 되는 걸까요?

<답변> 과장님이.

<답변> (윤수현 과수기초기반과장) 아까 예시에 있는 2,000만 원, 1,000만 원은 우리가 반도복숭아를 연구했을 때 1,000점을 갖고 했던 예고, 우리가 1,000점이 아니고 몇만 점을 하고 있어서 그 비용의 절감은 더욱 아주 커지게 되고, 지금 이렇게 이해하면 좋을 것 같습니다.

우리가 한정된 토지가 있는데 한 가지 형질을 하는 데 10분의 1의 면적이 필요하고 열 가지 형질을 하면 100이라는 면적이 필요한데 이걸 자꾸 줄이다 보면 우리는 열 가지가 아니고 백 가지의 형질을 동시에 같은 포장에서 효율적으로 육종 프로그램을 진행할 수 있다, 이렇게 생각하시면 되겠습니다.

<답변> (사회자) 추가 질문이 없으시면 브리핑은 이것으로 마치도록 하겠습니다. 좋은 질문과 관심에 감사드립니다. 브리핑은 이것으로 마치겠습니다. 감사합니다.

<답변> 고맙습니다.

<끝>

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