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‘종자신분증’으로 농산물 신품종 개발 박차■ 연구실 노크- 농촌진흥청 국립식량과학원 고령지농업연구소 김수정 연구사
기형서 기자  |  0103653@naver.com
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승인 2021.07.02  11:18:34
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종자신분증 원천기술 확보해 미래 디지털품종 육성기술 선점
우리품종 디지털 정보로 종자주권 확보와 산업화 기반 마련

 

   
▲ 김수정 연구사

“이제 한 알의 종자에도 신분증이 필요한 시대가 왔다면 믿으시겠어요. 사람, 동물뿐만 아니라 농산물의 씨앗에도 신분증이 있지요. ‘종자신분증’ 플랫폼은 국가표준모델로서 유전자원 관리와 품종육성에 활용할 수 있을 뿐 아니라, 소비자의 알권리를 충족시켜 안심하게 먹거리를 이용할 수 있도록 도움을 줍니다. 종자신분증은 우리 농산업 활성화를 이끌어갈 수 있는 전환점이 될 것으로 확신합니다.

종자신분증 플랫폼 활용 연구는 백범 김구기념관에서 발표했어요. 국민심사단의 결과를 기다려 좋은 결과를 얻었는데 지금도 생생합니다. 국립종자원에서는 올해 1월에 이 시스템을 도입해서 적극적으로 활용하겠다고 했습니다. ‘종자신분증’은 디지털 농업분야에서 종자 정보의 빅데이터를 표준화하고 관리할 수 있는 새로운 농산물 유통관리 시스템이에요. 종자신분증을 활용한 농산물 유통 관련 기술은 세계 종자시장에서 우리 유전자원을 보호하고, 우리 농산물 활성화를 이끌어갈 수 있을 것입니다.”

국립식량과학원 고령지농업연구소 김수정 연구사(49)는 종자신분증 플랫폼을 활용한 메밀연구를 8년째 이어오면서 ‘쓴메밀 우리품종의 최초 개발 및 산업화’를 이뤄낸 주인공이다.
김 연구사는 그동안 ‘쓴메밀 유전자원의 종자특성과 유용성분 변이에 관한 정보 구축’ 등 논문 2건과 학술게재 10건을 비롯해 종자신분증 융합플랫폼 활용 쓴메밀 품종 ‘황금미소’를 국내 최초 개발해 품종 출원했다. 또 ‘쓴메밀 추출물을 포함하는 항염증 조성물’ 등 2건의 산업재산권 등록과 ‘메밀의 수분방법’ 등 유상 기술이전 4건, 농업기술길잡이 메밀, 메밀총서, ‘메밀을 요리하다’ 3편을 발간했다.

김 연구사는 또 ‘메밀의 식품원료 사용부위 기준 개정 요구’ 정책제안과 쓴메밀 유전자원 식별 관리를 위한 프로그램 업데이트 자료 등록, 그리고 끊임없이 현장의 기술지원 등을 해오고 있다.
최근 나고야의정서 유전자원법 시행 등 유전자원 관리는 국가 경쟁력의 척도로 우리나라는 세계 5위 유전자원 보유국이다. 그렇지만, 종자 로열티는 10년(2006~2015)간 1457억 원을 지급하는 등 수입액 9억 원보다 162배나 많다. 여기에다 국제식물신품종 보호연맹(UPOV)을 중심으로 상업용 품종의 배타적 권리가 강화되는 상황이다.

“토종 우수자원을 활용한 국산 메밀 품종에 대한 개발에 초점을 맞춘 것도 유전자원 강화라는 시대적 과제에서 출발했지요. 쓴메밀은 루틴 함량(1586 mg/100g)이 일반메밀에 비해 51배 높으나 우리 품종이 없는 실정이었지요. 그래서 국산 품종의 개발과 개발한 품종종자에 대한 정확한 구분과 이를 뒷받침할 핵심기술 확보에 눈을 돌렸습니다. 메밀 품종에 대한 정보는 주로 모양, 크기 등의 표현형을 중심으로 하기 때문에 품종 또는 유전자원을 정확히 구분하기가 어렵고 체계적이지도 않은 상황이었습니다. 따라서 주민등록증과 같은, 쉽고 정확히 식별할 수 있는 품종육성을 위한 유전형·표현형 융합플랫폼 구축을 시작했지요.”

국립식량과학원에서는 그렇게 종자의 유전형, 표현형, 기능성분 정보를 한곳에 담은 ‘종자신분증’ 플랫폼을 개발했다. ‘종자신분증’은 사람의 주민등록증과 유사하다. 이름은 작물의 품종명으로 나타낼 수 있고, 사람의 얼굴을 나타내는 외형은 식물체의 꽃이나 종자 등으로 표현할 수 있다. 개개인을 식별할 수 있는 지문은 종자의 유전형 바코드로 나타낼 수 있다. 작물이 가지고 있는 기능성 물질, 메밀의 경우 ‘루틴’ 등 유용성분에 대한 정보도 추가해 소비자에게 제공하는 정보의 폭도 넓히는 것이다.

“‘종자신분증‘ 기술을 통해 우량계통 식별 플랫폼을 활용해 쓴메밀 품종을 최초로 육성할 수 있었습니다. 각 자원 또는 계통에서 해당 자원에만 존재하는 염기서열 정보, 표현형(모양, 크기 등) 유용 성분 함량을 분석해 자료화했습니다. 두 번째로, 메밀 종자의 표현형·유용성분을 표준화하고 시각화된 데이터베이스(DB)를 구축했지요.”

이런 과정들을 통해 메밀의 유전자원 74종에 대해서 종자 고유의 외형 정보와 함께 유용 성분인 루틴 성분에 대한 함량을 표시, 토종자원의 생물산업 소재화를 위한 기반을 마련한 것이다. 이 정보는 바코드로 전환해 사용자의 이해도를 향상시킬 수 있었다.
“이렇게 구축한 유전형, 표현형, 유용 성분 정보를 융합해 프로그램으로 종합화했어요. 그리고 추가적으로 종자신분증의 유전형, 표현형, 기능성 성분을 한눈에 알기 쉽게 검색 가능한 융합플랫폼을 QR 코드에 적용해 스마트폰에 실시간 나타난 정보를 볼 수 있도록 만들었습니다.”

김 연구사는 그렇게 종자신분증을 통한 디지털 농업분야 종자정보의 표준관리시스템 구축을 통해 혁신적으로 루틴 고함유 토종자원을 활용한 신품종 ‘황금미소’를 최초 개발하고, 2020년에 품종출원을 할 수 있었다.

“‘종자신분증’ 플랫폼을 활용한 쓴메밀 품종 조기개발로 품종별로 모양, 크기, 색깔 등의 표현형 항목과 기능성분 함유에 대한 데이터베이스 구축은 나름대로 큰 성과라고 생각합니다. 또한 해당 품종에만 존재하는 염기서열 정보를 바코드로 표현할 수 있도록 체계적인 알고리즘을 활용하여 ‘황금미소’라는 품종을 육성한 것도 자랑스럽습니다.”

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