클론임업으로 육종 개량 가속화
클론임업은 선발된 나무를 대상으로 유전적인 특성을 파악한 다음 유전적 소질이 뛰어난 개체만을 무성번식 시킨다. 이 때문에 생장이 빠르고 수형이 균일하며 질이 좋은 목재를 생산 할 수 있다. 특히 집약적인 경영관리가 가능해 벌채, 수확, 운반 및 가공 등 여러 가지 장점이 있고, 특정한 목적을 지닌 클론을 재배해 가공을 위한 균일한 맞춤형 목재생산이 가능하다.
이러한 장점은 전통적인 임목육종, 클론시험, 실행 가능한 번식수단과 클론조림을 포함하는 통합된 계획과 실행전략이 있을 때에만 충분하게 도달할 수 있다.
생명공학 기술을 이용한 클론임업의 적용은 1985년 임목에서 처음 체세포배발생이 발표되고 1990년대의 급진적인 기술개발과 함께 1990년대 후반부터 기존의 육종학자에 의해 임목개량과 생산성 증대를 위한 새로운 가능성이 제기되면서부터 시작됐다고 볼 수 있다.
임목은 태생적으로 가지고 있는 장수성 때문에 선발, 차대검정, 인공교배, 채종원조성, 개량된 종자 공급 등 임목개량 사업에 오랜 기간이 소요되고 이로 인해 최소 수 십년의 육종기간을 필요로 한다. 이러한 기존의 육종 방식에서 생명공학 기술의 적용은 매우 매력적인 수단이 될 수 있었고, 체세포배 유도기술은 미국이나 캐나다의 다국적 조림회사로부터 빠르게 기술이 개발되기 시작해 여러 독일가문비류와 테다소나무를 중심으로 한 침엽수종의 육종 개량에 효과적으로 도입되기 시작한 것이다.
낙엽송…묘목수급 어려움 가중
낙엽송은 일본잎갈나무라고도 불리우는 일본원산의 낙엽 침엽교목으로 1904년에 일본으로부터 우리나라로 도입됐다. 수고 30m, 직경 1m까지 자라는 우리나라 주요 조림 수종중의 하나로 현재 중부이남지역에 식재되고 있다. 또 낙엽송은 극양수로 유시생장이 빠르며 30년생일 경우 1ha 당 259㎥의 목재를 생산하며 목재용도는 건축, 토목, 합판용재로 널리 이용되는 등 산림청의 차기 목재수급을 위한 주요 조림목으로 선정돼 있다.
하지만 매년 2,000ha 이상의 조림물량, 평균 350kg 종자가 필요한 상황이다. 우리나라에는 270ha의 낙엽송 채종원이 조성돼 있으나 낙엽송의 종자결실 풍·흉년은 5~7년 주기로 심하며 생산된 종자의 발아율은 40%정도로 낮은 편이다. 현재 낙엽송은 조림수종으로 현재 가장 유망한 수종이지만 개량종자 생산의 저조로 묘목수급에 많은 어려움이 발생하고 있는 실정이다.
체세포배유도 시스템으로 대량생산 가능
낙엽송의 번식 기술 중 삽목방법이 현재 가장 많이 이용되고 있다. 하지만 모수의 연령이 높아질수록 삽목 발근율은 현저히 감소하며, 유령목 (幼齡木)의 삽수의 경우에도 그 삽목묘는 몇 년간 사향성 생장을 보이는 단점이 있다.
최근 이러한 단점을 극복하기 위해 조직배양 기술을 통한 우량개체의 번식의 기술개발이 꾸준히 이루어져 왔는데 그중 체세포배 유도방법을 이용한 식물체 번식법이 현재 임업선진국에서 가장 많이 이용하는 방법 중 하나다. 이 기술은 1985년 Hakman이 독일가문비나무로부터 체세포배를 처음 유도한 이래 현재까지 많은 수종에서 연구가 이루어졌다. 참고로 ‘체세포배’란 정자와 난세포의 수정으로 발생되는 자연적인 종자배와는 달리 수정없이 종자배의 형태와 기능이 유사한 체세포배를 인공적으로 유도하는 기술을 뜻한다.
이러한 체세포배로부터 식물체를 생산하게 되면 우수한 유전자형을 지닌 체세포배를 무한정으로 복제하는 것이 가능해져 최종적으로는 클론묘를 대량생산할 수 있다.
이제 낙엽송 체세포배유도 시스템 개발 완성으로 단 기간 내에 우수한 형질의 낙엽송 대량생산이 가능해졌고 더욱 나아가 여타 우수한 형질의 침엽수종 클론대량 생산뿐만 아니라 유전자조작 등의 첨단 생물공학 기법을 신품종 육종에도 동일하게 적용이 가능해졌다. 또한 이 기술의 개발로 산림수종의 품종화를 통한 산림 생산성증진 등 산림자원화에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
자료제공=국립산림과학원 산림생명공학과 김용욱 박&
정리=성낙중 기자