농축산 분야의 주요 병해충 관리, 품종 개발, 생산성 향상 및 미래 유망 자원 활용에 관한 연구 동향 doc_id PCY_201708100315003471_2

붉은 곰팡이병은 보리, 밀뿐만 아니라 벼를 비롯하여 귀리, 옥수수, 조와 같은 곡물에 발병시키며 오이과 채소나 토마토 등에도 병을 일으키는 것으로 보고되어 있다. 이 병원균은 28℃의 고온과 습기가 많은 환경에서 잘 자라기 때문에 기후 온난화로 인하여 발생이 증가할 우려가 있다. 더군다나 우리나라와 같이 벼와 맥류를 이어짓는 경우에 여름과 겨울을 넘나들어 생존할 수 있기 때문에 발생 환경이 되면 많이 발생하여 큰 피해를 줄 수 있다. 병원균 포자는 보리나 밀의 이삭이 패는 때에 비가 온다든지 안개가 자주 끼어 공기 중 습도가 높아지면 이삭에 감염되기 때문에 발생 정도는 이삭 패는 시기의 강우량, 강우일수, 평균습도 등과 밀접한 관계가 있다. 병원균은 토양이나 그루터기에서 분생포자나 후벽포자로 월동하고 기온이 올라가면 자낭포자를 형성하여 1차 전염원이 된다. 이 병은 처음에는 이삭의 감염된 낱알이 변색이 되고 점차 심해지면 이삭 전체가 병에 걸리고 품종에 따라서는 전신감염의 형태로 나타나기도 한다. 보리의 붉은곰팡이병은 1963년과 1998년에 심하게 발생하였고 2010년과 2011년에도 발생정도가 심하였다. 해마다 발생정도는 차이가 있으나 기후온난화의 영향으로 근래에 점차 발병이 증가하고 있는 추세이다. 맥류 붉은곰팡이병 병원균은 이삭에 발생하기 때문에 병에 걸리면 직접적으로 수확량에 영향을 미친다. 그러나 이보다도 더 큰 피해는 감염된 곡물에 병원균이 분비하는 균독소가 함유되어 있어 사람이나 가축이 먹었을 때 독성을 나타내는 것이다. 이 병원균이 생성하는 독소는 주로 보미톡신(vomitoxin)으로 니발레놀(nivalenol(NIV)), 디옥시니발레놀(deoxynivalenol(DON))이 있으며 이들 독소는 사람이나 가축의 소화기에 영향을 미쳐 구토, 복통을 일으키고 체내에서 트립토판의 농도를 증가시키고 멜라토닌의 양을 증가시켜 졸음의 원인이 된다. 또한 zearalenone(ZEA)은 고에스트로겐혈증을 일으켜 가축의 번식장애의 원인이 된다. 이러한 독소는 곡물을 수확하여 저장하는 중에도 생성될 수 있다. 2005년 익산 지역에서 채취한 병원균 108 균주를 대상으로 유전자형을 분석한 결과 NIV(니발레놀)형 병원균이 84개, DON(디옥시니발레놀)형 병원균이 5개로 나타났으며, 보리와 밀에서 분리한 병원균의 경우에는 총 347개의 균주 중에서 DON(디옥시니발레놀) 균주가 없었다. 이와 같이 우리나라에 주로 분포하고 있는 병원균의 유전자형이 DON(디옥시니발레놀)형에 비해 독성이 강한 NIV(니발레놀)형이기 때문에 더욱 피해가 우려된다. 따라서 붉은 곰팡이병이 발생하였을 때는 적절히 방제를 하여 사료로 활용하여야 한다. 맥류 붉은 곰팡이병은 병에 걸린 식물체 찌꺼기나 토양에서 월동을 하므로 지난해에 병이 발생했던 토양에는 퇴비를 충분히 주면 미생물에 의해 병원균의 밀도를 낮출 수 있다. 그러나 일단 발병이 되었을 때는 방제를 해야 하는데 현재 보리 붉은 곰팡이병 방제약제로 등록이 되어 있는 캡탄, 디페노코나졸·프로피코나졸유제 외에도 플루디옥소닐 액상수화제와 메트코나졸 등을 처리하여 방제를 하면 효과를 볼 수 있다. 연구결과에 의하면 무처리구의 발병률이 익산과 김제에서 각각 33.7%와 45%일 때 약제처리구의 발병률이 0.3~2.2%로 시험에 사용한 약제 모두 95% 이상의 방제 효과를 나타냈다. 최근 가축사료비 절감과 동물복지형 친환경 축산 기반의 확대를 위한 초지 조성에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히 우리나라는 국토의 64%가 산지로서 친환경적이고 산지축산 개발에 적합한 한국형 초지조성용 목초 품종 개발이 필요하다. 톨 페스큐는 환경 적응성이 우수해 우리나라 여름철 같은 무더운 기후에서 방목 초지로 여러 해 동안 이용하기에 가장 알맞은 목초이며, 전 세계적으로 초지 조성에 많이 이용되고 있는 목초 중의 하나이다. 그러나 톨 페스큐는 사료가치가 낮고, 가축에 대한 기호성이 떨어진다고 지적돼 왔다. 이를 극복하기 위해 국립축산과학원에서는 우리나라 기후 환경에서 잘 적응하고 사료가치를 향상시킨 국내육성 톨 페스큐 신품종을 개발 보급하여 동물복지형 축산으로의 전환과 한국형 초지의 부활을 위한 연구에 박차를 가하고 있다. 옛날 일반 백성들은 집안에 특별한 행사가 있던 날이 아니면 육류를 먹을 수 없던 시절에 계란은 동물성 단백질 공급원으로서 아주 중요한 역할을 해왔다. 계란은 사람에게 필요한 영양소들을 골고루 함유하고 있는 완전식품이다. 그러나 최근 우리 삶의 수준이 높아지면서 매우 다양한 종류의 먹거리를 접할 수 있는 기회가 많아졌고, 이러한 환경 변화로 인해 우리 식생활에서 음식 혹은 식재료로서 계란이 차지는 비중이 크게 감소되었다. 2012년 기준 우리나라의 1인당 계란 소비량(12.1kg/년)은 다른 선진국들보다 매우 낮은 수준이며, 특히 일본의 약 50%에 불과한 상황이다. 우리나라의 계란 소비량 추이(6.7kg/1980년, 11.8kg/2010년)는 2010년을 정점으로 성장률이 크게 감소되고 있다(농협경제연구소, NHERI 주간 브리프, 2013년). 국내 양계 전업 농가수는 감소하고 있으나, 농장이 대형화되면서 계란 공급은 과잉 우려를 넘어 현실화되고 있다(축산신문, 너도나도 대형화로 공급 과잉, 효과적 소비해법 절실, 2013년). 성장이 둔화된 산란계 산업을 발전시킬 수 있는 여러 방법들 가운데 하나로서 지금 당장은 상용화가 어렵겠지만, 사람 치료용 단백질 생산에 닭을 이용하는 것이 대안이 될 수 있을 것이다. 국내 바이오의약품 시장은 전체 의약품 시장에서 대략 8.1%(2008년)를 차지하고 있지만 그 비중은 점차 확대될 것으로 예상된다.(식품의약품안전처, 바이오의약품 CEO 간담회 및 백신 워크숍 자료, 2010년) 단백질 의약품에 대한 수요 증가는 새로운 생산 방법들을 고민하게 되었고, 가축의 우유 또는 계란에서 의료용 단백질 생산을 생각하게 되었다. 기존의 세포 배양을 이용한 의료용 단백질 생산은 경제력이 없으면 할 수 없는 큰 규모 산업이나, 이러한 기술은 아이디어에 기반을 둔 새로운 지식산업으로서 성장 가능성이 있다. 계란은 암탉의 난관에서 만들어지고, 계란 단백질들은 계란 껍데기가 만들어지기 전 계란내로 이동되어 계란 단백질을 구성하게 된다. 그러므로 암탉의 난관에 의료용 단백질을 분비하는 형질전환 닭 개발의 성공은 인간에게 필요한 치료용 단백질을 계란을 통해 얻을 수 있음을 의미한다. 클로렐라는 무성생식으로 20시간마다 4배로 증식할 수 있으며 태양광과 이산화탄소 등을 이용하면 적은 비용으로 대량 배양이 가능하며, 극한 환경에서도 성장이 가능하고, 환경조건에 따라 증식력이 크게 변하지만 배양하기가 쉽다. 클로렐라는 이미 독일에서 1940년대부터 식물성 지방 생산을 위해 이용되기 시작하였으며, 우리나라에서는 ‘제삼의 식품’으로서 단백질이 많고 아미노산이 풍부하여 앞으로 유망한 식품이나 사료가 될 수 있어 1970년부터 농촌진흥청에서 연구를 시작하였다. 최근 전남 화순군에 따르면 클로렐라를 처리하면 벼 재배 시 잡초 발아 억제 및 벼 생육 증진 효과가 있으며, 충북 단양군에서도 벼, 사과, 고추 등 다양한 친환경 농산물 재배에 클로렐라를 살포할 경우 수량이 향상되며 병 발생이 감소하고 냉해에 대해 저항력이 증가하는 것으로 보고한 바 있다. 또한 국립농업과학원 유기농업과에서 클로렐라가 가진 생리적인 특성에 대해 연구한 결과, 공기 중의 질소를 고정하는 능력이 뛰어난 것으로 나타났는데 이러한 클로렐라의 기능들이 식물에 어떠한 영향을 주는지에 대해서는 추가적인 연구를 통해 밝힐 계획이다.