빅데이터·인공지능(AI)으로 농작물 품종을 개량하는 디지털 육종이 한층 탄력을 받을 것으로 보인다. 농촌진흥청(청장 조재호)은 원예작물 디지털 육종 기술 개발에 필요한 표현체 연구를 위해 국립원예특작과학원(전북 완주) 안에 ‘원예작물 표현체 연구 온실’을 짓고 9일 준공식과 함께 학술대회를 연다.
표현체 기술은 작물의 생육 특성을 영상 장치로 수치화, 정량화해 겉으로 드러나는 특성(표현형)과 유전형 사이의 연관성을 분석하는 디지털 육종의 핵심이다. 수많은 식물 영상을 학술 기술(딥러닝)을 통해 수치화하면 자람상태와 스트레스를 더 쉽게 평가하고 병도 진단할 수 있다.
새로 지은 원예작물 표현체 연구 온실은 1,216m2 규모로 △빛의 양과 온도․습도 등 다양한 환경을 조성할 수 있는 인공환경 조절실(3실) △환경 조절 온실(6실) △다분광·초분광·열화상·엽록소 형광* 영상 촬영실(3실)을 갖췄다.
*△다분광 영상: 전자기 스펙트럼의 여러 특정 밴드 내의 반사 에너지를 측정하는 센서에 의해 생성. 형태적 특성, 색도 정량화 분석 및 식생지수 산출 △초분광 영상: 공간 정보에 분광 기술을 더해 전자기파의 스펙트럼 밴드에 따른 2차원적 영상정보를 초분광 큐브로 구성. 대상체의 상태, 특징, 변이 등의 정보를 제공 △열화상 영상: 피사체가 발산하는 적외선을 가시화시켜 화상을 구성. 잎 온도 측정 및 수분 스트레스 지수 산출 △엽록소 형광 영상: 잎의 색소를 구성하는 성분 중 엽록소가 내는 고유한 빛을 이미지화. 광합성 연관 지표 분석 및 스트레스 반응 탐색
특히, 회전형 장치(3ARM 모듈)를 활용하면 식물체당 잎 36장을 4분 정도에 촬영, 기존보다 촬영 시간을 3분의 1가량 줄일 수 있다. 또, 어린 모종에서부터 키 큰 원예작물까지 다양한 크기의 영상을 얻을 수 있다.
농촌진흥청은 앞으로 딸기의 생육 특성, 배추와 고추의 건조 스트레스에 대한 반응 등 다양한 원예작물 관련 영상자료를 수집, 분석함으로써 표현체 연구와 품종육성에 활용할 계획이다.
한편, 농촌진흥청은 온실 준공을 기념해 9일과 10일, 한국영상식물학연구회와 함께 ‘스마트 농업을 위한 영상식물학* 최신 연구 동향과 발전 방향’을 주제로 학술대회를 연다.
* 영상식물학은 식물 영상을 획득, 분석해 생리적 반응, 형태적 특징, 생장 반응 등을 연구하는 최신 학문
1부에서는 ‘미래 농업에 있어 영상식물학의 역할과 발전 방향’, ‘원예작물 표현체 연구시설 소개와 향후 연구 방향’에 대해, 2부에서는 ‘최근 식물 표현체 연구 동향’ 등 영상 식물학 최신동향을 다룬다. 3부에서는 관련 연구기관과 산업체가 정보를 교환하는 소통의 장을 마련할 예정이다.
농촌진흥청 국립원예특작과학원 채소과 이우문 과장은 “원예작물 표현체 연구 온실 준공과 학술대회 개최를 통해 영상 기반 표현체 연구 정보를 공유하고 연구 협력 기반을 구축할 계획이다.”라고 말했다.
“이 자료는 농촌진흥청의 보도자료를 전재하여 제공함을 알려드립니다.”
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