병원균 분석과 검정법 개발로 품종 선발 체계 확립
안 알려진 병원균들 구명해 방제연구 기초자료 제공

저항성 품종 무병묘 생산으로 생산과 소득 30% 향상

“고구마 질병은 사실상 국내에서 개척분야라 할 수 있습니다. 고구마 관련 연구 자료가 찾아보기 힘들어요. 그런 만큼 스스로 묻고 개척해나가는 과정이 조금 어려웠던 것 같습니다. 주변의 동료들도 저와 비슷한 처지였기 때문에 함께 기대면서 서로 위안이 돼주고 헤쳐 나가고 했던 기억들이 많이 남습니다.”
농진청 국립식량과학원 재배환경과 양정욱 연구사(42·박사)는 고구마 관련 질병 연구 10여년 만에 ‘질병 저항성 고구마 품종개발을 위한 병 검정시스템’을 구축했다. 다양한 병원균 분석과 병검정법 개발을 통한 저항성 품종 선발체계를 확립해낸 것이다.

양 연구사가 그동안 고구마와 관련돼 발표한 논문만 ‘푸사리움 솔라니(Fusarium solani)에 의한 고구마 표피썩음병 발생 보고’ 등 11건이나 된다. 또한 고구마 병 연구로 국제학술발표 2회, 국내발표 4회는 물론 ‘고구마 무름병 원인균 Rhizopus microsporus의 유전자 정보 등록(국제 최초)’ 등 생명정보 등록 78건 등에 이른다. 영농현장에 적용돼 활용되고 있는 것들로는 ‘국내 고구마 바이러스 발생 실태 및 주요 병징’, ‘고구마 방아벌레 발생 장소 및 병 발생 현상’ 등을 비롯해 농가컨설팅, 기술지도, 교육, 병해충잡초 방제 등에서 100여건에 달한다.

“구황작물로 그리고 현대인의 건강식품으로 사랑받는 고구마는 국내뿐만 아니라 국외에서 조차 연구 역사가 길지 않은 작물입니다. 그 이유는 고구마를 병해충 등 생존력이 강해 농사도 쉬울 것으로 잘못 인식한데서 연구가 많이 이뤄지지 않은 것으로 보입니다. 세계 고구마 생산량의 70% 이상을 생산하는 중국과 일본을 옆에 두고 있는 것이 우리나라 현실입니다. 지금 밀리면 국내 고구마 산업의 자생력은 불가능할 수도 있어요. 그래서 고구마의 병 연구 분야는 안정적인 생산을 위해 우리만의 기술이 꼭 필요한 연구 분야입니다. 특히, 점차 심화되고 있는 기후변화와 연작 등으로 증가될 병원체의 다양성과 피해율 최소화를 위해 고구마 병에 대한 연구를 더욱 발전시켜야 농업인의 안정적인 소득향상에도 보탬이 될 수 있을 것입니다.”

최근 통계청 등 자료에 따르면 고구마는 건강식품으로 인기를 얻으면서 재배면적이 급증했다. 그러나 수확량은 2000년대 초반 2136kg/10a에서 2016년 1473kg/10a으로 감소하는 추세다. 이는 지구 온난화로 급속한 기후변화와 단일품종의 연작, 국제교역 증가로 인한 새로운 병원균의 국내 유입 등에 따른 것으로 해석되고 있다.
가장 많은 피해를 주는 고구마 병으로는 덩굴쪼김병이 있지만, 그 외에도 국내에 알려지지 않은 많은 병원균들이 나타나고 피해율도 점차 높아지기 때문이란 분석이다.

“고구마 재배농가의 피해를 최소화하기 위해서는 국내에서 발생하는 다양한 고구마 병의 원인을 분석하고 각각의 병에 대한 저항성 품종의 개발이 절대 필요했지요. 특히 다양한 병에 대한 저항성 검정 체계 확립이 꼭 요구되는 상황이었습니다.”
양 연구사의 고구마 병 연구는 이렇게 시작됐다. 고구마에 발생하는 많은 병 중 바이러스에 의한 피해를 최소화하기 위해, 먼저 국내에 발생하는 바이러스의 종류와 발생 양상을 분석했다. 그러면서 각각의 병에 대한 저항성 검정체계 구축을 우선으로 잡아나갔다.

“먼저 국내에 발생하는 바이러스의 종류와 발생 양상을 분석했지요. 이후 생장점배양을 통해 바이러스 무병묘의 개발했고, 이후 바이러스 무병묘 생산에 관한 기술 이전과 무병묘 보급 사업을 통해 2000년대 초반 바이러스 감염률 100%에서 2017년 43%까지 감염률을 낮추었습니다. 바이러스 무병묘의 효율적인 활용을 위해 일부 품종 무병묘의 갱신 세대를 설정, 바이러스 피해를 최소화 할 수 있는 조건도 만들었지요.”

양 연구사는 그런 과정을 통해 덩굴쪼김병 외에도 줄기마름병원균 등 4개의 병원균을 구명해냈다. 특히 이러한 병원균들이 표피썩음병의 원인균임을 증명하고, 각 원인균에 대한 저항성 검정법을 개발해 품종도 선발했다. 이밖에도 흰비단병, 무름병, 푸른곰팡이병 등을 발견해 새로운 병원균임을 입증하는 것은 물론 병 발생 환경 조사를 통해 병 발생을 최소화할 수 있는 육묘 조건도 설정했다.
“고구마는 저장 중에도 여러 병원균에 의해 병이 많이 발생합니다. 푸른곰팡이병은 무름병이나 표피썩음병 등이 발생한 후 2차 감염에 의해 발생하는 것으로 알려져 있으나, 1차 감염원으로서 병을 나타낸다는 새로운 사실을 구명해 병 방제 연구의 기초자료를 제공하기도 했습니다.”

양 연구사는 또한 고구마 저장 시기를 포함해 전 재배시기에 발생하는 검은무늬병의 경우, 국내에서 병징만 보고됐던 원인균을 분리해 병원성 구명과 저항성 품종을 선발했다. 여기에 병 발생 시 관련된 유전자의 발현과 저항성 반응에 관련된 식물 물질들의 발현정도를 조사해 향후 새로운 저항성 품종 개발 및 선발에 활용 가능한 자료를 제공하는 것은 물론 해충의 방아벌레 유충인 철사벌레에 의한 피해현상을 국내에서 처음 발견해 피해 원인을 구명해냈다. 방제법 연구의 기초 자료 활용을 가능하게 만든 것이다.

“국내에서 보고되지 않았던 고구마의 새로운 병징들을 확인해 원인균의 분리 동정과 유전적 다양성을 조사해 고구마에 발생한 병의 다양성 구명과 여러 새로운 병에 대한 다양한 저항성 검정법 개발로 저항성 품종, 선발을 위한 기술을 확보했다는데 의미가 크다고 생각합니다.”