새전북신문

(미래 농업을 말하다)박과채소 대량 분자표지 개발로 품종육성 기간 단축

대량 분자표지 세트 활용...민간종자기업 디지털 육종 지원
품종 개발 소요비용 절감...국내 종자회사 국제경쟁력 강화에 기여
농촌진흥청 국립원예특작과학원 이은수 농업연구사

기사 작성: 박상래 - 2025년 01월 23일 13시18분

농촌진흥청 국립원예특작과학원이 박과채소(오이·수박·호박) 대량 분자표지 세트 개발에 성공, 품종 육성 기간을 단축하는 성과를 이뤘다. 그 중심에 이은수 농업연구사가 있다. 그는 6~8년 걸리던 품종개발 기간을 절반 이하로 단축, 대량 분자표지 세트 활용으로 민간종자기업의 디지털 육종 기술을 지원하고 있다. 게다가 품종 개발에 소요되는 비용 절감은 물론이고, 국내 종자회사 국제경쟁력 강화에도 기여하고 있다는 평가를 받고 있다.

박과채소는 식물분류학상 박과(Cucurbitaceae family)에 속하는 채소들을 일컫는다. 우리에게 잘 알려져 있는 오이, 수박, 호박, 참외, 멜론, 박 등이 모두 박과채소이다. 박과채소는 주로 덩굴손이 있는 덩굴 식물이므로 넓은 재배면적이 필요한데, 고추와 토마토 등 타 작목 대비 면적이 약 3~5배 이상 소요되는 것으로 알려져 있다.

우리나라 박과채소 육종은 주요 병 저항성이고 과실 품질이 우수한 품종을 개발하는 방향으로 이뤄지고 있다. 이 과정에서 한두 가지 단점을 개량하면서 기존 품종의 우수한 특성을 유지하기 위해 ‘여교배’ 방법을 사용한다.

농촌진흥청이 국내 종자회사와 지속적으로 컨설팅을 수행한 결과(26건, ’20~’22) 종자회사에서는 한정된 포장 시설과 노동력, 예산으로 품종 개발 과정의 효율성을 높이는 방법을 지속적으로 요구해왔다. 농림축산식품부와 농촌진흥청, 산림청이 공동으로 작성한 ‘2021년도 종자산업 육성 시행계획’에서도 최신육종기술을 활용한 신품종 개발을 지원하는 내용이 담겨 있다.

이에 박과채소에 대한 분자표지 이용 여교배(MABC) 서비스를 위한 분자표지 개발이 절실히 필요한 상황이었다.

농진청 이은수 농업연구사는 육종 기간을 단축할 수 있는 대량 분자표지 세트를 개발하기 위해 핵심계통을 오이는 38개, 수박은 30개, 호박은 동양계와 서양계 각각 38개와 40개를 선정해 염기서열을 분석했다. 그리고 각 계통별로 염기서열 차이가 있는 단일염기다형성(Single Nucleotide Polymorphism, SNP) 정보를 기반으로, 오이는 327개, 수박은 341개, 동·서양계 호박은 각각 219개와 240개의 분자표지를 개발했다.

이뿐 아니라 종자의 순도검정과 품종 판별이 가능한 분자표지 세트도 오이는 50개, 수박은 28개, 동·서양계 호박 각각 41개와 42개를 개발했다. 해당 기술을 활용하면, 기존 단일 분자표지에 비해 12배 이상의 속도로 분석이 가능하다.

또한, 적용 효율은 약 93% 이상인 것으로 나타났다. 개발한 박과채소 대량 분자표지 세트를 민간 종자기업의 육종 소재에 적용한 결과, 우수 품종 형질을 조기에 선발하는 것이 가능함을 확인했다. 또한 재배에 소요되는 토지와 노동력 절감이 가능하다. 이번 연구는 박과채소 대량 분자표지 세트를 이용해 여교배 세대를 단축하고, 궁극적으로 품종 개발에 소요되는 기간을 줄인다는 데 의의가 있다.

일반적인 육종체계에서는 품종 개발에 6~8년 정도가 소요되지만, 해당 기술을 활용하면 육성 기간을 3~4년으로 절반 가까이 단축할 수 있다. 이는 여교배 세대를 최소 2번만 진전하여도 최대 95%까지 우수계통으로 회복된 개체를 선발할 수 있기 때문이다.

또한 개발한 분자표지는 종자 분쟁 발생 시 품종의 진위성 검정과 품종보호 출원 시 대조 품종의 선정, 그리고 종자 유통 관리 등 다방면에서 활용될 수 있다.

‘오이, 수박, 동·서양계 호박 순도검정과 품종 판별을 위한 분자표지 세트’ 등은 산업재산권으로 특허 출원됐다. 게다가 해당 기술은 한국농업기술진흥원과 민간 종자회사 5개 기업에 기술이전(총 89건)했다. 아울러 연구과제를 수행하며 도출된 결과는 연구노트 작성·관리·활용 우수사례 수기 공모전(’21) 우수상, 농촌진흥청 자체감사 성과우수 청장 표창(’22), 농업과학기술 포상 실용화협력팀상(’22), 과학의날 과학기술진흥유공 장관표창(’24) 등을 수상했다.

이은수 농업연구사는 “개발한 기술이 농산업 현장에서 활용된다는 점이 한 편으로 뿌듯하면서도 한 편으로는 무거운 책임감으로 다가왔다. 앞으로도 민간에서 요청하는 내용을 잘 경청해서 도움이 될 수 있는 연구를 꾸준히 해나가겠다.”고 말했다. /박상래 기자

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