쌀의 자급을 가능하게 한 육종학자, 허문회

 

50원짜리 동전 뒷면에 새겨져 있는 것은 무엇일까? 답은 벼, 더 정확히 말하면 ‘통일벼’다. 1970년대 한국은 통일벼의 등장으로 고질적인 식량 부족 문제를 떨쳐내고 식량자급 국가로 탈바꿈했다. 이 벼는 기존의 벼보다 많은 쌀을 쏟아내는 다수확 품종으로 일명 ‘기적의 볍씨’라 불렸고, 박정희 시대 대표적인 성과물로 한국의 벼 가운데 가장 잘 알려져 있다. 이런 통일벼를 개발한 이는 바로 한국을 대표하는 육종학자 허문회(許文會, 1927~2010)다.

허문회는 서울대학교 농학과 교수로 재직(1960~1990)했고, 통일벼 개발 이후 한국육종학회장, 한국작물학회장을 역임하면서 한국 농학계를 이끌어 온 대표적인 과학자다. 그는 1964년 필리핀에 있는 세계적인 연구기관인 국제미작연구소(IRRI)에 초청연구원으로 파견되면서 연구자로서 전환기를 맞이했다. 바로 통일벼의 모종이 되는 IR667을 그곳에서 개발해낸 것이다.

허문회가 처음 IRRI에 갔을 때 목적은 품종개량에 필요한 기술을 익히면서 인디카종 가운데 한국에 도입할 수 있는 벼를 골라오는 것이었다. 인디카종은 볍씨가 많은 다수확 품종으로 주로 동남아시아를 비롯한 열대 지방에서 재배되는 벼다. 따라서 한국과 일본에서 재배되는 온대형 자포니카종과는 유전적 형질이 매우 달라 자연적으로는 우리나라에서 키울 수 없다. 하지만 당시 한국 정부는 품종개량을 통해 인디카종도 한국에서 재배할 수 있다고 생각했고, 허문회를 비롯한 여러 연구자들을 신품종 개발이 아닌 인디카종의 도입을 위해 파견했다.

그렇다면 왜 허문회는 느닷없이 신품종을 개발했을까? IRRI에 도착한 후 허문회는 그곳에 있던 온갖 인디카종을 면밀히 살펴 연구한 끝에 인디카종은 절대 한국에 맞지 않는다는 결론에 도달했다. 그러면서 인디카종을 대신할 다른 돌파구로서 인디카종과 자포니카종의 ‘원연 교잡(서로 특성이 다른 것끼리의 교배)’을 통한 신품종 개발을 택한 것이다. 이 교잡은 종간 거리가 먼 종끼리 교잡하는 방법으로 교배 기술도 까다로울 뿐 아니라, 교잡을 해도 불임 현상을 보이므로 잘 사용하지 않는다. 그럼에도 허문회는 인디카종만으로는 한국에서 잘 자라는 품종을 만들 수 없다는 확신에서 과감하게 원연 교잡을 실시했다. 교잡 재료는 생산성이 입증된 인디카종과 한국의 자포니카종으로 한정했다. 그러나 예상대로 원연 교잡은 ‘잡종 불임’이라는 난관에 봉착했다.

그래도 허문회는 계속 교배 조합을 바꾸어 연구를 지속했다. 인디카종과 자포니카종의 교배로 600여개의 조합 잡종을 만들었고, 그것들 중 21개를 선별해 수대에 걸쳐 자가 교배를 시키는 실험을 했다. 그 결과 잡종 불임이 수대 교잡을 통해 사라질 수 있다는 것을 밝혔다. 이는 인디카종과 자포니카종 간의 원연 교잡이 완전한 불임이 아니라는 것을 증명해 주는 아주 새로운 결과였다. 게다가 이 과정에서 허문회는 ‘삼원 교잡’을 통해 불임성을 극복할 수 있다는 사실을 발견하는 쾌거를 거두었다.

삼원 교잡으로 원연 교잡 벼를 만들어낼 수 있게 된 허문회는 한국에 맞는 다수확 벼 개발에 착수했다. 가능성 있는 교배 조합을 생각한 끝에 내랭성(耐冷性, 냉온에 견디는 성질)이 좋은 인디카종 TN1과 한국의 자포니카종을 원연 교잡하고, 생산성이 뛰어난 인디카 교잡종 IR8을 매개 품종으로 교잡하기로 결정했다. 한국의 벼만 적절히 선발하면 금방이라도 다수확 벼를 만들 수 있을 것 같았지만, 이는 쉽게 이루어지지 않았다. 한국 품종과 섞이면 출하시기가 너무 늦춰져 인디카종의 특성이 발현되지 않아서였다. 그러다 우연히 방문한 일본에서 그 해결책을 찾았다. 일본의 벼 가운데 출하시기가 빠른 유카리라는 자포니카종이 있다는 사실을 알게 된 것이다. 허문회는 곧바로 TN1과 유카리, 그리고 IR8을 가지고 삼원 교잡을 실시했다. 그 결과 다수확 품종 ‘IR667이 탄생한 것이다.

 

허문회의 IR667 개발 소식은 곧바로 농촌진흥청에 알려졌고, 이는 박정희의 귀까지 들어가게 됐다. 사실 당시 한국은 정보부 요원이 이집트에서 가져온 인디카종의 보급에 크게 실패한 직후였던 터라 박정희로서는 이를 만회해야할 상황에 놓여 있었다. 그런데 때마침 들려온 IR667의 개발 소식은 그에게는 더없는 기회였고, 박정희는 곧바로 시험 재배를 지시했다. 그리고 3년간의 시험 재배 끝에 1969년 IR667은 한국에서 잘 자라는 다수확벼로 확인돼, ‘통일벼’라는 이름을 달고 전국 농가에 보급되기 시작했다.

하지만 보급 첫 해 통일벼는 자연재해와 농가의 재배 기술 부족으로 큰 성과를 거두지 못했다. 특히 통일벼의 미질이 나빠 한국인의 입맛에 맞지 않고, 줄기가 짧아 볏집의 유용성도 떨어진다는 이유로 보급을 주저하는 농민도 많았다. 그럼에도 박정희는 전 부처 장관을 소집한 자리에서 ‘미질 보다 먹고 사는 게 먼저’라며 ‘통일벼’의 보급을 주장했고, 허문회는 농촌진흥청의 연구원들과 통일벼의 문제들을 개선하는데 주력하며 그것의 보급을 도왔다. 덕분에 한국은 1975년 통일벼가 보급된 지 5년 만에 국가가 목표로 하던 식량자급에 성공하며, ‘한국의 녹색혁명’을 일구어 냈다

결론적으로 통일벼는 한국의 쌀 생산량을 비약적으로 늘어나게 한 벼이기 이전에 허문회의 육종 기술로 만들어낸 과학 기술 성과였다. 그것은 IR8만큼 생산량이 우수한 것도, 자포니카종 벼들처럼 맛이 좋은 것도 아니었다. 이렇듯 단점도 있었지만 통일벼는 어렵다던 원연 교잡을 시도하면서까지 한국에 맞는 벼를 만들고자한 허문회의 연구 열정으로 나온 결과였다. 그랬기에 통일벼는 당시 한국에서만은 어떤 벼보다 뛰어난 다수확 품종으로 평가받을 수 있었고, 우리 역사의 한 페이지를 장식할만한 자격을 지니게 된 것은 아닐까.

글 : 선유정 과학칼럼니스트
일러스트 : 강공

 

유전자 변형 벼, 연무해소(煙霧解消) 희망의 별?

 

"유전자 변형 벼가 연무(煙霧, 수증기나 스모그)를 줄이기 '라는 정보가 6월 14일에 관심을 모았다. 중국인 연구자의 연구에 따르면, 벼의 새로운 품종을 개발하여 질소를 포함한 화학 비료의 사용량을 줄이고 연무(煙霧, 수증기나 스모그)를 완화 할 수 있다는 것이다. 광명 망(光明網)이 전했다.

자포니카 쌀과 인디카 쌀은 아시아에서 재배되는 주요 2변종이다. 전자는 맛이 좋아 인기가 높지만, 질소 비료의 이용률이 낮다. 후자와 같은 수확을 얻기 위해서는 더 많은 화학 비료를 사용할 필요가 있다. 그러나 질소 등 많은 비료가 일산화 질소로 대기 중에 들어 중국의 연무(煙霧, 수증기나 스모그)의 한 요인이 되고 있다.

 

실험에 따르면, 인디카와 자포니카 쌀의 질소 비료의 사용 효율 차이는 유전자 "NRT1.1B"의 점 돌연변이에 의한 것이다. 연구팀은 일반 하이브리드 벼의 재배 방법으로 인디카이 유전자를 자포니카 쌀에 도입했다. 베이징, 상하이, 창사(長沙) 시험장소에서 시험에 따르면, 새로운 벼는 통상의 절반 비료 밖에 주어지지 않더라도 일반적인 자포니카 쌀을 30-33 % 높은 생산량을 기록하고, 질소 비료 사용 효율이 30% 향상됐다. 정상적으로 질소 비료를 준 경우 생산량이 80-10 % 증가하고 이용 효율이 약 10 % 향상됐다.

 

새로운 품종을 개발함으로써 비료의 사용량을 줄일 수 있다면, 연무해소(煙霧解消, 수증기나 스모그해소 )에 도움이 된다. 그러나 전문가들은 "우리의 연구 목적은 수증기나 스모그의 해소가 아니라 자포니카 쌀도 인디카 쌀와 동일한 수준의 비료사용 효율을 갖게 한다. 연무해소(煙霧解消, 수증기나 스모그해소 )는 매우 복잡하고 체계적인 노력이며, 우리의 연구 대상에서 제외하다 "고 말했다.

유전자 변형 벼가 화학비료를 사용을 줄이고 연무해소(煙霧解消, 수증기나 스모그해소 )가 될때 친환경 쌀 생산에 큰 도움이 될 것이다

 

 

 

*자포니카 쌀(japonica-日本種)은 쌀의 품종 중 하나의 명칭으로, 모양새가 둥글고 굵은 단중립형 쌀로 분류된다. 자포니카 쌀은 한반도, 일본, 중국 북부에서만 주로 소비가 되며, 전 세계에서 생산되는 쌀 중 10% 가량이 자포니카 쌀이다. 나머지 90%는 인디카 쌀이다.

1.특징

자포니카 쌀은 다른 주요 쌀 품종인 인디카(indica-印度種)에 비해 짧고 둥글다. 쌀은 기본적으로 90%이상 전분으로 구성되는데, 자포니카 종은 전분 중 아미로스라는 성분이 인디카에 비해 낮기 때문에 인디카에 비해 더 찰지며, 윤기가 더 난다. 무게는 품종에 따라 다소 차이는 존재하나, 인디카는 낱알 1천개의 무게가 25g 전후인 반면, 자포니카는 19-23g 가량이다.

2.생산

자포니카 쌀은 중화인민공화국이 세계 생산량과 수출량의 절반 이상을 차지하고 있으며, 미국의 경우에는 캘리포니아 지방에서만 자포니카 쌀이 생산된다. 주요 수입국은 한국, 일본, 중화민국 등이며, 주요 수출국은 중화인민공화국, 미국, 오스트레일리아 등이다.

대한민국, 일본, 중화민국 등은 MMA(최소시장접근)조치에 의해 자포니카 쌀 생산국으로부터 의무적으로 일정량 이상을 매년 수입하여야 한다. 주요 수출국의 경우 중국, 오스트레일리아 등은 자포니카 쌀 농업에 대한 국가 보조금이 거의 없지만, 미국의 경우에는 쌀 농업수입의 50%에 달하는 보조금이 주어진다. 쌀 수출국과 수입국은 쌀 무역 진흥을 위한 협의를 진행 중이다. 한국은 MMA 방식으로 최소수입을 하는 대가로, 2004년 WTO 협의에서 자포니카 쌀을 비롯한 쌀 시장 개방을 2014년까지 10년을 추가로 유예받았다. 한국 정부의 경우, 국내의 낮은 쌀 농업 경쟁력을 강화시키기 위해 정부 차원에서 인프라와 농업 보조금 등을 지원하였으나 별다른 성과를 얻지 못하고 있다. 삼성경제연구소에 따르면 총 농업 분야 진흥에 대한 정부 지출 총액은 15년간 130조원에 이른다고 한다.

 

                                                                                 자포니카 쌀

-자포니카 쌀(japonica-日本種)은 맛이 좋아 인기가 높지만, 질소 비료의 이용률이 낮다. 인디카 쌀 만큼 수확을 하기 위해서는 더 많은 화학 비료를 사용할 필요가 있다

한국이나 일본, 중국북부지역, 미국 캘리포니아 등지에서 생산돼 일본, 한국, 중국 동북3성 등지에서 소비하고 있다(미국 캘리포니아 쌀 등)

 

*인디카 쌀, 혹은 안남미(安南米)는 전 세계 쌀의 90%를 차지하는 대표적인 쌀 품종이다. 한국, 중국, 일본 등지에서 주로 생산, 소비되는 자포니카 쌀은 10% 밖에 되지 않는다

태국, 필리핀, 베트남 등지에서 생산되는 쌀은 모두 인디카 쌀이다. 인디카 쌀 외의 쌀 품종으로는 자포니카 쌀, 향미, 찹쌀이 있다

1.개요

쌀 품종의 기원에 대해서는, 자포니카 쌀은 중국에서, 인디카 쌀은 인도에서 기원했다는 다중기원설과 모두 같은 쌀 품종에서 유래됐다는 단일기원설이 존재했었다. 2011년 3월, 미국 미국국립과학원회보(PNAS)는 쌀 유전자의 분자 시계를 분석한 결과 자포니카와 인디카가 모두 한 쌀 품종에서 약 3,900년 전에 분화됐으며 쌀 자체의 기원지는 8,200년 전 중국의 양쯔강 유역이라고 결론지었다.

인디카는 모양이 길쭉하고, 찰기가 없어서 밥알이 분리된다. 따라서, 밥그릇을 한 손으로 들고 기다란 나무젓가락을 사용해 마시는 방식으로 먹는다. 중국식당에서는 인디카로 된 음식을 내놓는다.

적성 시험 결과, 인디카 쌀의 아밀로스 함량은 20~25%로 자포니카 쌀의 17~20%보다 높아 찰기가 떨어진다는 결과가 나왔다

2.수출량

2011년 현재 세계 최대 쌀 수출국은 태국이다. 2위 베트남, 3위 인도인데, 모두 인디카를 수출한다. 2011년 타이 홍수로 인해, 쌀값이 10% 정도 올랐다

3.한국사회

한국은 자포니카 쌀인 MS11을 개발해 인디카를 주로 생산하던 동남아 국가들에 보급했다. 필리핀에서는 헥타르 당 4~5톤의 MS11이 생산돼, 현지품종인 인디카보다 10% 가량 높은 생산성을 보였다. 모내기를 한 후 불과 85일만에 10a당 490kg의 벼를 수확했다. 원래 자포니카는 동남아에서는 생산이 불가능한 것으로 알려져 있었는데, 한국이 개발한 최신형 쌀인 MS11은 동남아 현지 인디카 보다 생산량이 많았다

2000년 남한은 북한에 태국 쌀과 중국 옥수수를 지원했다. 태국쌀(국제시세 톤당 250달러) 중국옥수수(톤당 150달러)는 가격과 수송비에서 미국산보다 낫기 때문이었다. 미국은 세계적인 옥수수 생산국가이다. 대한민국에서 생산되는 자포니카 쌀은 20 kg에 3만원 정도 한다. 즉, 톤당 1350달러 정도 된다. 태국쌀 보다 5배 정도 비싸다

 

 

                                                                            인디카 쌀

-전세계 쌀 생산 90% 수준이  인디카 쌀(安南米)이다

인디카 쌀은 중국 남부지방과 동남아, 인도 등지에서 재배하여 생산해오고 있다 대부분 인디카 쌀 재배지역이 2모작이 가능한 지역이다

인디카 쌀은 자포니카 쌀 만큼 맛이 없다

 

중국이나 일본 중산층과 상류층이 먹는 맛 있는 무공해 자포니카 쌀을 생산하여 수출용 쌀을 생산하는 것도 농민이 부유층으로 나아갈 수 있는 방법이다