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육종과학으로 탄생한 강인한 카네이션
 
조호진 과학칼럼니스트

육종과학으로 탄생한 강인한 카네이션

가정의 달인 5월,  어버이날과 스승의 날에 자녀들과 제자들이 부모님과 선생님께 달아드리는 카네이션은 보통 붉은색이다. 농림축산식품부에 따르면, 붉은 색 카네이션의 꽃말은 ‘당신의 사랑을 믿습니다’, ‘건강을 비는 사랑’이다. 분홍색 카네이션은 ‘당신을 열렬히 사랑합니다’이고, 흰색은 ‘나의 애정은 살아 있습니다’이다.  
 
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그림 1. 카네이션은 감사의 상징이다. (출처: Shutterstock)
 
■ 카네이션의 무서운 적, 시듦병
가슴 한쪽에서 감사와 기쁨의 매개체로 자리매김해야 할 카네이션에 시듦병이라는 게 있다. 한자로는 위조(萎凋)병이라고 한다. 문자 그대로 시든다는 뜻이다. 풀은 시들고 꽃은 지기 마련인데, 굳이 병으로 따로 구분한 이유는 대규모로 발병해 피해가 크기 때문이다. 위조병은 전염성이 강해 외국에서 발병했다는 보고에도 신경을 곤두세워야 한다.
 
위조병은 애써 키운 농작물에 심각한 손해를 끼친다. 참깨의 위조병은 생육 초기에 발병해 열매 자체를 없애 버린다. 고온 다습한 장마가 시작되는 6월 하순부터 참깨에 위조병이 발병할 가능성이 커진다.
 
토마토에도 위조병이 있다. 토마토가 위조병에 걸리면 새싹이 말라 죽는다. 싹이 나서 열매를 맺더라도, 토마토에 원형 반점이 생긴다. 당연히 상품 가치가 없다. 토마토 위조병은 토마토반점위조바이러스(TSWV, Tomato Spotted Wilt Tospovirus)가 일으킨다.
 
TSWV는 토마토를 포함해, 고추, 땅콩 등 작물과 국화 등 화훼류에서 위력을 발하고 있다. 국화 위조병에 보듯이 꽃에도 위조병이 있다. 위조병에 걸리면 꽃의 본질인 아름다움을 뽐내고 사람들에게 사랑받기 전에 시들어 버린다. 사람으로 치면 요절하는 셈이다. 화훼 농가에는 안타까움을 넘어서 경제적 손실을 일으킨다. 
 
카네이션 위조병의 원인은 규명됐다. 농촌진흥청은 “곰팡이 푸사륨(Fusarium)을 카네이션 위조병의 원인으로 꼽는다”고 밝혔다.
 
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그림 2. 푸사륨의 현미경 사진. 번식력이 왕성하고 식물의 관다발을 막아 장마철에 큰 피해를 입힌다.

푸사륨은 원래 흙 속에 있다가 뿌리로 침투한다. 물관을 거쳐서 식물 전체로 퍼진다. ‘장마철 곰팡이’라는 말로 대변되는 곰팡이 푸사륨의 번식력을 왕성하다. 푸사륨은 식물의 관다발을 막아 수분 공급을 차단한다. 마치 뇌의 혈관에 플라크가 끼어서 뇌졸중(腦卒中)이 발병하는 것과 비슷하다. 
 
푸사륨은 전 세계 토양에서 발생한다. 푸사륨은 고구마, 토란, 피망 등 종류를 가리지 않고 침투한다. 푸사륨은 바나나에도 천적(天敵)이다. 바나나에 침투해 수분 공급을 막는다. 수분이 부족한 바나나는 잎이 노랗게 변하다가 말라 죽는다. 작년에는 바나나 산업이 푸사륨으로 심각한 타격을 받는다는 보도도 있었다. 푸사륨의 변이가 70여 종에 달하다 보니, 근본적인 대비책 찾기가 쉽지 않다. 
 
푸사륨은 심지어 사람 눈에도 침투한다. 콘택트렌즈를 타고 푸사륨은 눈에 침투하기도 한다. 푸사륨이 토양은 물론, 공기에도 존재하기 때문이다. 특히 콘택트렌즈의 세척을 등한히 하거나 렌즈 케이스를 교체하는 시기가 3개월이 넘어가면 푸사륨이 침투하는 문을 열어 주는 셈이 된다. 여기에 과로, 질환 등으로 신체의 면역 기능이 떨어지면 푸사륨의 활동성이 증가한다. 이런 조건들이 맞아떨어지면 드물기는 하지만 푸사륨 각막염이 생긴다. 
 
■ 질병을 이겨내는 카네이션을 찾아라!
푸사륨은 이렇게 지구촌 곳곳에서 골칫거리다. 농촌진흥청은 농약을 뿌려 푸사륨에서 카네이션을 보호하기보다는 다른 방법을 선택했다. 푸사륨을 이기는 카네이션을 개발하기로 한 것이다. 그렇게 하면 한때 카네이션의 재배 농가에서 푸사륨으로 20%를 잃어버리는 아픔도 막을 수 있다. 
 
푸사륨에 강인한 종자를 개발하려는 시도는 농업진흥청이 처음은 아니다. 맥주의 원료가 되는 보리도 푸사륨에게는 좋은 먹잇감이다. 푸사륨이 있는 보리는 맥주 발효도 어렵게 하지만, 무엇보다 장미 같은 다른 작물도 전염시킬 수 있다. 미국 미네소타 대학 연구진은 푸사륨에 내성이 강한 보리 종자를 개발했다. 미국 농가의 다수가 미네소타대학 연구진 개발한 항(抗)푸사륨 보리 종자를 사용한다. 
 
농업진흥청은 새로운 카네이션 종자를 얻고자 먼저 푸사륨에 강한 카네이션을 선별했다. 군대에 비유하자면 사병 중에서 특공대를 선발하는 것이다. 선발된 카네이션끼리 다시 교배하는데, 그렇게 몇 대를 거치면 푸사륨에 내성을 가진 카네이션을 얻을 수 있다. 이렇게 얻은 카네이션은 푸사륨에 강한 DNA를 가지게 된다. 푸사륨에 속절없이 무너졌던 카네이션보다는 전투력이 월등히 향상된 것이다. 이렇게 교배를 거쳐서 새로운 종자를 얻는 방식을 ‘교배 육종’이라고 한다. 
 
교배 육종의 효과를 높이려면 새로운 DNA의 융합이 적극적으로 이뤄져야 한다. 농업진흥청은 푸사륨의 저항성이 높은 카네이션을 얻고자 교배 과정에서 꽃의 수술을 제거해서 자가 수정을 막았다. 자가수정이 되면 앞 세대의 DNA가 그대로 후대에 전해진다. 자가수정은 우성 DNA를 가진 카네이션을 개발하는 데 걸림돌이다.  
 
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그림 3. 농촌진흥청에서 개발한 카네이션 품종들. (출처: 농촌진흥청)
 
교배 육종으로 탄생한 한국산(産) 카네이션은 푸사륨을 막을 수 있다는 안도감을 화훼 농가에 안겨줬다. 동시에 외국에서 수입했던 외국 카네이션 종자를 국산 종자로 대체 가능해졌다. 그간 한국은 묘목 하나당 약 450원씩을 이탈리아, 스페인 등에 지급했다. 로열티 명목으로 넘어간 카네이션 묘목 비용이 연간 4억 원에 달했었다. 
 
지금의 카네이션은 19세기에 프랑스와 이탈리아에서 발전했다. 르네상스 시절의 미술 작품에도 카네이션이 등장한다. 영국, 프랑스, 이탈리아 등에서 300년에 걸쳐 다양한 카네이션을 개발했다. 서구 유럽이 카네이션에 공들인 시간을 생각하면, 국내에서 외국으로 건너간 외화가 이해는 된다. 하지만 그렇다고 손 놓고 있을 수만은 없다. 어차피 그들도 당대의 최고 두뇌들이 모여서 카네이션을 개량했고, 우리도 그렇게 하면 된다. 
 
1997년부터 공들인 덕에 위조병에도 쉽게 걸리지 않는 튼튼한 카네이션 종자를 얻었다. 새로 출생한 카네이션 종자는 ‘금별’, ‘마블 뷰티’, ‘원교’ 등으로 명명했는데, 그 수가 20종을 훌쩍 넘어선다. 마블 뷰티는 바탕이 희고 꽃잎 끝에 적색 줄무늬가 있다. 계절을 막론하고 시장의 환영을 받고 있다. 수량이 많고 고온 적응성이 높고 다른 병해에도 강하기 때문에 농가의 호응이 크다. 금별은 밝은 노란색에 꽃잎 끝이 톱니바퀴처럼 생겼다. 꽃 자체는 작지만, 귀엽고 수확량이 많다. 
 
원교B2-63은 꽃이 연보라색이고 일찍 핀다. 원교B2-64는 연녹색인데, 성장 속도가 빠르다. 화사한 연녹색을 지녀서 원교B2-64는 결혼식에 종종 등장한다. 원교B2-67은 꽃 수가 많고 수명이 길다. 원교90은 노란 겹꽃에 끝부분이 주황색으로 염색한 듯하다. 화사해서 관상용으로 인기 몰이 중이다. 농가에서는 향후 원교90이 5월에만 대접받는 꽃을 넘어 튤립이나 장미와도 자웅을 다툴 만하다고 보고 있다. 
 
육종과학으로 탄생한 강인한 카네이션이 오월의 싱그러움을 더하고 있다. 
 
글_조호진 과학칼럼니스트
 
출처 <KISTI의 과학향기>


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기사입력: 2017/05/08 [12:50]  최종편집: ⓒ 브레이크뉴스대전충청
 
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