애주름버섯, 뽕나무버섯 등 활용해 생산량 3배 증가 성과

현대인은 환경오염과 잘못된 식생활 습관, 스트레스 및 난치성 질환으로 인한 각종 성인병 환자가 날로 증가하고 있는 상태이다. 이러한 질병을 치유하기 위한 목적으로 웰빙문화의 정착과 더불어 대체의약 및 기능성 식품들에 대한 관심이 날로 증가하고 있다.

특히 뇌신경 계통의 질환은 완벽한 치유가 어려울 뿐만 아니라 후유증이 남아 있어 적절한 운동과 식생활 습관의 개선 및 기능성 식품들의 섭취 등 치료가 아닌 예방의학의 중요성이 부각되고 있다. 이러한 추세에 발맞추어 각종 신경계통의 질병 특히 두부 질환에 특수한 약효를 나타내는 것으로 알려진 천마의 연간 생산액은 평균 780억 원으로, 다른 주요 임산소득 작물과 함께 일반 소비자들에게 각광을 받고 있다.


천마가 몸에 좋은 이유는?

▲ 뽕나무버섯의 균사속에 둘러싸여 생장하는 천마
천마(天麻)는 하늘에서 떨어져 마목(麻木: 마비가 되는 증상)을 풀어주었다고 해, 하늘이라는 ‘천’과 마목의 ‘마’가 합쳐져 붙여진 이름으로 전해지며, 동의보감의 탕액편에 모든 허와 어지러운 증세에 천마가 아니면 치료하기 어렵다고 기록되어있다. 일반적인 천마의 임상적 효능은 고혈압, 뇌졸중, 불면증, 경기, 두통, 현기증, 중풍, 신경성 질환의 예방과 치료에 많이 이용되며, 당뇨병 등의 성인병과 간 기능 촉진, 피로 및 스트레스 해소 등에도 효험이 있는 것으로 알려져 있다.

또한 학습능력과 기억력의 증가에도 효과가 있어서 총명탕의 주재료로 사용되기도 한다. 이러한 임상적 효능의 기원은 대부분이 천마에 포함되어있는 항산화물질과 관련되어 있는 것으로 추정되며, 그 대표적인 예로는 가스트로딘(Gastrodin), 바닐릴 알코올(Vanillyl alcohol), 에르고티오닌(Ergothioneine) 등이 있는 것으로 알려져 있다.

천마는 어떻게 생장할까?

▲ 천마의 꽃대발달 청천마(왼쪽), 홍천마, 황천마의 꽃(오른쪽)
고등식물이지만 잎과 뿌리가 퇴화되어 탄소동화 능력이 없는 다년생 난초과 식물로, 독립적 생육이 불가능하며 애주름버섯 및 뽕나무버섯과 생육단계에 따라 공생관계를 유지하며 생장하는 특이한 기생식물이다.

공생관계에 있는 버섯들은 낙엽이나 나무로부터 분해한 영양분을 천마로 전달하는 과정을 통해 생육에 도움을 주게 되는 것이다. 주로 한국, 중국, 일본 등 북아시아 지역의 산림지대, 특히 참나무 군락 속에서 잘 자라며, 줄기와 꽃은 15~18℃ 정도의 봄철에 일시적으로 지상으로의 생장을 하나 1개월 이내에 사라지게 된다. 천마는 전 세계적으로 약 50여종이 분포하나 우리나라에는 형태에 따라 꽃대의 색이 적황색을 띄는 홍천마와 담청색을 띄는 청천마 그리고 담황색을 띄는 황천마로 구분한다.

천마재배와 생산량 감소세의 원인은?

▲ 유성증식자마를 이용한 천마의 생산성 향상 유성증식천마(왼쪽), 무성증식천마(오른쪽)
내에서는 1990년대 중반에 천마재배용 뽕나무버섯 균주가 개발되어 농가에 보급되기 시작함에 따라 인공재배가 시작되었으나, 자마(씨천마)를 이용한 지속적인 무성번식과 연작으로 인해 천마가 가늘어지고 작아져 상품가치가 없어지는 천마퇴화현상이 야기되어 생산량이 급속히 감소되고 있는 추세에 있다. 퇴화 현상의 가장 큰 원인으로서는 지속적인 무성번식에 의한 자마 자체의 생장 활성도의 감소와 토양 병원균들에 대한 자마의 저항성 감소를 들 수 있다. 지속적인 무성번식은 대부분 식물의 분생능력을 감소시키는 것으로 알려져 있으며, 바이러스 또는 여러 가지 병원균이 세대를 거쳐 식물체에 감염되어 있는 상태가 된다. 일반적으로 천마재배농가에서는 수확 후에 남는 천마를 자마로 이용하게 되는데, 이때 자마는 기존 토양에 존재하고 있던 병원균을 지니게 된다.

수확 전에 뽕나무버섯은 균사속을 통해 천마와의 공생관계를 유지하면서 천마를 생장시키는 것과 동시에 다른 병원균들에 의한 감염에 대한 저항성을 유지시켜주는 역할을 해주게 되지만 일단 수확된 후 공생균주와 연결이 끊어진 천마는 여러 가지 경로에 의해 감염된 병원균에 대한 저항성이 극도로 감소되어 있는 것이다.

또한 저장 후 시각적으로 건실한 자마를 토양에 식재 한다고 하더라도 뽕나무버섯균이 자마에 감염되는 시기(6~8월)에 앞서 자마 표피에 감염돼 있는 병원균이 활성화되어 자마 자체가 손실되어 없어지는 현상이 일어나게 되는 것이다.

이와 같은 현상은 수확시기에 참나무 골목에서 보이는 뽕나무버섯의 균사속 발달은 양호하나 성숙마는 찾아볼 수 없는 경우가 그렇다고 볼 수 있다. 따라서 토양에 식재 할 때 생장 활성도가 높고 다른 병원균에 의해 감염이 되지 않은 자마를 이용하는 것이 생산량 감소를 피할 수 있는 가장 중요한 방법이라 하겠다. 

천마종자를 이용한 유성증식자마의 생산

▲ 유성증식자마를 이용한 천마의 품질 향상
그렇다면 어떻게 생장 활성도가 높고 다른 병원균에 의해 감염이 되지 않은 건실한 자마를 생산할 수 있을까? 봄철에 일반농가들을 중심으로 판매되고 있는 일반 자마는 무병한 자마로 볼 수 없으며, 자마로부터 감염돼있는 병원균을 제거하는 방법 또한 알려져 있지 않다. 일반적으로 종자로부터 생육된 식물은 무성번식된 개체에 비해 생장 활성도가 높고, 다른 병원균에 의한 감염 가능성이 적은 것으로 알려져 있다. 중국에서는 이러한 과학적 지식을 기반으로 해 1980년대에 이미 천마의 종자를 이용한 유성증식법을 개발한 바 있으나 국내에서는 최근까지 해당연구가 미비하였다.

국립산림과학원 산림생명공학과에서는 2007년부터 천마 종자를 이용한 증식법 개발을 위해 ▲인공교배를 통한 천마종자의 생산 ▲애주름버섯을 이용한 천마종자의 발아 ▲발아된 종자로부터 유도된 천마의 배양 및 뽕나무버섯을 이용한 자마의 기내생산 등에 관련된 기술개발(특허등록 3건)을 통해 천마퇴화현상의 극복뿐만 아니라 토양병원균의 자마오염 등에 따른 천마생산성 감소의 원인을 극복하는 데 도움이 되었다.

또한 개발된 유성증식천마를 이용해 시험재배를 한 결과, 단위면적당 천마생산량은 일반 천마를 이용했을 때 보다 평균 3배 이상 증가하였다. 또한 상품가치가 높은 천마의 생산율이 높아 경제적 가치는 더욱 높아질 것으로 기대된다. 현재 개발된 천마의 기내유성번식방법은 각 지방자치단체 및 산하 연구소 등에 기술이전이 되고 있어, 신속하게 천마재배농가에 활용되고 있다. 특히 무주천마사업단(무주군 안성면 소재)에서는 국립산림과학원의 기술이전을 통해 생산된 유성증식천마를 지속적으로 천마농가에 보급해 실제 생산량 증가 및 소득향상에 도움이 되고 있는 실정이다. 

현재 개발된 천마의 기내유성번식방법은 각 지방자치단체 및 산하 연구소 등에 기술이전이 되고 있어, 신속하게 천마재배농가에 활용되고 있다. 특히 무주군 안성면 소재 무주천마사업단()에서는 국립산림과학원으로부터 기술이전을 통해 생산된 유성증식천마를 지속적으로 천마농가에 보급해 실제 생산량 증가 및 소득향상에 도움이 되고 있다.

종자를 이용한 유성증식천마 생산방법


1. 발아균인 애주름버섯균주의 균사체를 잘게 자른 후, 잔나비배지에 첨가해, 27℃ 정도에서 3주 동안 진탕 배양한다.

2. 낙엽미강 배지는 참나무류 낙엽을 포함해, 500ml 배양통에 20% 미강액 15 ml를 넣고 위에 자른 낙엽을 촘촘히 올려놓고 90분간 멸균 한 후 배양된 애주름버섯균주를 5ml 접종해 27℃ 배양실에서 한 달간 공동 배양한다.

3. 참나무류 낙엽을 4~5 cm 크기로 자른 후 2% 미강과 증류수를 넣어 270분 멸균해 애주름버섯균주가 접종된 낙엽미강 배지에 넣어 27℃에 3개월 배양해 낙엽에 발아균을 접종 시킨다.
4. 발아균이 접종된 낙엽과 참나무 낙엽을 1:3의 비율로 비벼 섞은 후 천마 종자와 같이 토양위에 1~2층으로 깔아준다. 수분유지를 위해 세척된 젖은 참나무낙엽을 덮어 주고 24℃ 2~3달 공동 배양해 천마의 종자를 발아 시킨다.

5. 참나무와 뽕나무버섯균을 27℃에 2달간 공동 배양을 해 참나무에 뽕나무버섯균이 접종되도록 해 균사속을 유도한다.

6. 뽕나무버섯균이 접종된 참나무 골목에 균사속이 형성되면, 발아된 원구경을 뽕나무버섯균이 접종된 부위 주변에 적당량(5~6개 정도) 올려놓은 후 즉시 토양(10 cm 이상)을 덮어준다. 토양 수분을 유지하기 위해 습윤한 낙엽이나 볏짚을 덮어준다.

7. 천마종자로부터 발아된 원구경이 뽕나무버섯균에 접종 된 후부터의 관리는 기존 무성번식에 의한 증식법과 동일하다.
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