전 세계적으로 식량은 시급한 문제이며, 어느 한 지역에서의 곡물생산량 감소는 전 세계 경제에 타격을 입힐 만큼 영향력이 상당하다. 2050년이 되면 세계인구가 약 100억 명 정도에 근접할 것으로 예측되는데, 현재 식량생산량의 2배 증가가 필요하다. 지구상의 경작지를 더 늘릴 수 없고 이상기후로 자연재해가 증가되는 상황에서 학자들과 전문가들은 문제의 해결책으로 작물생산량 증대와 기후변화에 대응할 수 있는 작물개발이라는데 의견을 모으고 있다.

인류가 농경을 시작한 이후로 사람들은 높은 생산성 그리고 불리한 자연환경에 적응할 수 있는 우수품종을 만들기 위해서 다양한 방법으로 육종을 해왔다. 육종방법에는 다양한 유전자원의 자연적 돌연변이를 이용하는 방법, 방사선이나 화학물질을 사용한 인위적 돌연변이를 유도하는 방법, 잡종강세를 이용하는 방법 등이 있다. 이런 교배육종은 주로 표현형에 의존해 품종을 선발한다. 따라서 보다 정밀하고 정확한 선발을 위해서는 생명의 기본단위물질인 유전자를 이용하는 생명공학기술 활용의 필요성이 증대되고 있다. 생명공학기술을 활용하기 위해서는 우선적으로 식물을 분자수준에서 이해해야 한다.

식물은 불리한 환경스트레스에 접할 때 발현되는 자체방어기작이 존재한다. 즉, 식물이 스트레스를 인식하고 신호를 전달해 스트레스에 반응하는 유전자들을 발현시켜서 스트레스내성이나 저항성을 갖게 한다. 이런 스트레스 반응기작을 정밀하게 해석해 아주 중요한 열쇠가 되는 조절 유전자를 규명하는 것이 필요하다. 규명된 유전자를 상대로 유전자 재조합 및 도입 기술로 전통교배가 되지 않는 종에 유전자를 도입해 새로운 저항성 작물소재를 생산할 수 있고, 최근에 개발돼 활발히 이용되는 유전자 교정기술로 특정목표유전자의 발현을 정확하게 조절해 스트레스 내성 작물을 개발할 수 있을 것이다. 따라서 식물에서 일어나는 스트레스 반응의 복잡한 조절기작을 완전히 이해하는 기초기반 연구가 반드시 필요하다.

생명공학기술은 전통육종기술과는 달리 방대한 유전정보 빅데이터, IT 접목, 다양한 식물 특성 관련 유전자발현기작 규명 등 획기적 기술이 급속하게 개발돼 활용되고 있다. 농업생명공학과 관련한 지속적 기반 연구는 미래 농업과학기술 발전 및 안정적인 농작물 생산에 중요한 초석이 될 것이다.

이연희/ 농진청 국립농업과학원 유전자공학과