정봉남 <농촌진흥청 미국 농업연구청 상주연구원>

미국 농업부에서 13년간 근무하고 현재 생명공학 회사인 인트렉숀(Intrexon) 회사의 부사장인 Jack Bobo 박사가 5월 8일 미국 농업연구청 본청에서 '농업이 지구를 파괴하기 전에 지구를 구할 수 있을 것인가?'라는 제목으로 강연을 했는데 내용을 요약하면 다음과 같다.

 
“2050년이면 세계인구가 90억에 이른다고 한다. 우리 모두에게 직면한 커다란 과제 중 하나는 식량 생산을 극대화하는 한편 농수로 오염이나 열대 우림이 사라지는 것을 포함한 농업의 부작용을 최소화하는 방법을 찾는 것이다. 90억 인구에게 지속적으로 식량을 공급하기 위해서는 전 세계 농업이 토지를 적게 사용하고 물 과 비료 사용을 줄이고 살충제를 적게 사용하여 식량을 60% 더 많이 생산해야 하는 것이다. 우리는 이 급박한 현실에 대처하고 지속적으로 증가하는 세계 인구를 먹여 살리려고 한다면 분자육종과 유전학의 고도로 앞선 기술과 결합된 모든 기술을 사용하여 식품의 양과 질을 높이고 농업의 환경에 대한 영향을 최소화해야 한다. 이것은 우리 모두의 관심과 노력이 필요하다. 왜냐하면 우리의 삶과 우리 아이들의 삶은 이것의 성공에 달려 있기 때문이다. 그리고 우리가 성공한다면 농업은 지구를 구할 수 있다"라고 했다.

 
2015년부터 미국 농업연구청은 미국농업의 미래를 위한 혁신을 추진하기 위해서 ‘그랜드 챌린지 20/20/25’ 목표를 설정하였다. 이는 2025년까지 환경영향은 20% 낮추고 양질의 식량생산은 20% 증가시키고자 하는 농업의 변화를 추구하는 움직임이다.

이는 증가하는 세계 인구를 먹여 살리기 위하여 건강에 좋은 농산물을 농업의 실질적인 환경에 대한 악영향을 줄이면서 충분한 식량을 확보하고자 하는 노력이다. 이를 위해서 미국 농업연구청에서는 학문분야, 과제구분 및 지역을 상관하지 않고 협력 연구를 촉진하는 혁신적인 시도를 하여 복잡한 농업 문제에 대한 상승효과가 있는 해결책을 찾고자 하고 있다.

 
미국농업은 1900년에 사용되었던 농업노동의 1/3만을 가지고도 당시 농업생산량의 7배를 생산하고 있다고 한다. 미국의 농업생산성 증가의 가장 중요한 요인은 기계를 사용하면서 농작업 효율성이 높아진 이유 외에 작물의 유전적 형질의 개선에 의한 것이라고 한다.

 

지구 표면의 40% 이상이 작물 생산과 축산에 사용되고 있기 때문에 더 이상 땅을 일구는 것은 환경 생태계에 악영향을 미친다. 따라서 식량 증가는 육종기술 또는 재배방법의 개선을 통하여 생산성을 늘리는 수밖에 없다.

 
작물 품종을 빠르게 개선하기 위한 가장 중요한 요인은 수천의 육종계통에 대한 표현형 평가를 빠르고 정확하게 분석하는 것이다. 작물의 수확률, 가뭄 및 열 내성, 영양소 효율, 스트레스 저항성과 관련된 양적형질의 개선에 표현형 분석이 어려워 유전형질 개선에 어려움이 있다.

최근 센싱 기술과 영상처리 기술의 발달에 힘입어 육종에 대용량 표현형 분석(High Throughput Phenotyping) 기술이 도입되었다. 대용량 표현형 분석 기술이 생물학 연구와 농업에는 아직 도입단계이지만 다량의 육종계통에 대한 양적형질에 관련된 유전자 영역을 빠르게 찾는데 유망한 기술로 평가받고 있다.

 

또한 센싱기술의 발전으로 또한 정밀농업이 가능해졌다. 작물이 필요로 하는 최적의 비료, 제초제 및 관수량을 정밀하게 공급하여 농업 생산성을 높이고 있으며, 이는 또한 비료나 농약의 과잉 공급을 막아 환경에 대한 악영향을 줄이는 효과를 얻게 된다.

지금 세계의 농업 연구 과학자들은 학문분야를 망라하여 현재 가능한 모든 최신기술을 동원하여 농업분야의 기술개발에 혁신을 꾀하고 있다.