바이오인

1960년대 후반에 멕시코의 국제 옥수수·밀 연구소와 필리핀의 국제 벼 연구소를 주축으로 개발된 새로운
쌀과 밀의 신품종은 그 이전에 재배되었던 품종들보다 배 이상의 수확을 거두었다.

이 품종들의 보급을 통해 아시아 여러 나라에서는 비약적인 농업증산을 가져와 식량의 자급이 가능하게 됐
으며 이 신품종에 의한 급속한 식량증산을 녹색혁명이라 부른다.

최근에는 이전에 작물에 없던 새로운 유전자를 다른 종류의 생물 또는 다른 작물에서 분리한 유전자를 도입
해 새로운 기능을 갖는 작물을 만들 수 있는 생명공학기술이 개발됐다.

제초제 내성 콩, 곤충의 피해를 막을 수 있는 옥수수 등 생명공학기술로 개발된 이들 작물은 미국을 위시
한 여러 나라의 넓은 면적에서 재배되고 있으며, 이렇게 만들어진 형질전환 작물들의 대부분은 과학적으로
는 안전성이 입증되어 있음에도 불구하고 많은 소비자들은 불안해하고 있다.

이와 달리 원하는 형질을 가진 작물들을 교배해 더 좋은 형질을 갖는 새로운 품종을 개발해 내는 방법이 대
표적인 전통육종기술이며, 이러한 기술로 만든 작물은 생명공학기술로 새로운 유전자를 도입해 만든 작물과
는 달리 소비자의 거부감도 없다.

생명공학기술은 형질전환에 의한 새로운 작물개발 뿐 아니라 전통육종기술을 더욱 효율적으로 이용하는데
도움이 될 수 있다.

예를 들면 1960년대 녹색혁명을 가져오게 했던 주요 유전자는 키를 작게 해 잘 쓰러지지 않게 함으로써 비
료를 효율적으로 이용할 수 있게 하고 수확량도 많게 하는 유전자이었다.

생명공학기술의 발달로 이 유전자가 식물의 키를 작게 하는 반왜화성유전자(semi-dwarfing gene)임과 유전
자의 염색체상의 위치가 밝혀졌다.

또한 이 유전자 염기서열을 이용해 식물체내에 이 유전자가 있는지의 여부를 쉽게 확인할 수 있는 DNA 표지
도 개발됐다.

과거에는 이러한 유전자를 갖고있는 개체를 선발하기 위해서는 벼가 성숙될 때까지 기다려야 했으나 이제
는 실험실에서 작은 식물체를 분석하면 이 유전자를 갖고 있는지는 알 수 있으므로 육종에 소요되는 시간이
나 비용을 크게 절감할 수 있게 됐다.

비슷한 예로 콩 재배 시에 문제가 되는 주요 병해 중 하나인 모자이크바이러스병에 대한 저항성 유전자를
갖고 있는 품종들이 있다.

과거에는 이러한 저항성 유전자를 확인하기 위해 콩을 재배, 모자이크바이러스 병원균을 접종하고 병징이
나타나는 것을 확인한 후에야 저항성 유전자를 갖고 있는지를 알 수 있었다.

하지만 이제는 저항성과 연관(함께 유전되는)된 DNA 분자표지를 이용하면 그 품종이 저항성 유전자를 갖고
있는지를 접종을 해 보지 않고도 쉽게 알 수 있다.

또 전통 육종방법으로 저항성 유전자를 가진 콩과 교배해서 얻은 자손들이 그 유전자를 갖고 있는지의 여부
를 DNA 표지를 이용하며 신속히 알 수 있기 때문에 육종기간을 단축하고 경비도 절감할 수 있다.

범인을 확인하고 병을 진단하는데 DNA 표지가 유용하게 이용되고 있는 것처럼 전통육종기술에 이와 같은 생
명공학기술을 접목하면 육종기간을 단축하고 육종효율을 높일 수 있다.

전통육종기술로 새로운 품종을 개발하는 데에는 짧게는 5∼6년, 길게는 10년 이상 걸리던 것을 3∼4년 이내
로 단축이 가능하게 될 것이다.

아직은 10여 년간에 걸친 노력에도 불구하고 개발된 DNA 표지가 많지 않지만 여러 가지 유전자를 대상으로
많은 연구가 이루어지고 있다. 앞에서 언급한 바와 같은 일부 유전자 표지는 이미 육종에 활용되고 있다.

이와 같이 생명공학기술은 유전자 전환에 의한 새로운 작물을 만드는데 이용될 뿐 아니라 전통육종기술을
보완하고 육종효율을 높이는데 이용될 수 있다. 멀지 않은 장래에 생명공학기술이 접목된 전통육종기술로
과거에는 만들기 어려웠던 우수한 형질을 갖는 작물이 개발될 것을 기대한다.

(작물시험장 환경생명공학과 이장용 연구관)