1. 이석영.pdf1.01MB

 식물유전자원은 오늘날 인류의 생존과 관련된 식량 및 의약품의 공급원으로서 중요한 가치를 지니지만, 도시·산업화로 인해 서식지가 훼손되고 생태계가 파괴됨에 따라 다양성은 급속하게 감소되어가고 있다(Cho et al., 1998). 이에 대해 식물유전자원을 포함한 많은 생물유전자원의 소멸이 심화되어 가고 있어 범세계적으로 이들 유전자원의 보존에 대해 시급함을 동감하고 있는 실정이다(RDA, 2011). 이에 따라 1993년 생물 다양성을 보존하고자 하는 목적으로 생물다양성협약이 발효되었으며, 협약에 가입한 많은 국가들이 그들 국가의 유전자원을 보존하는데 주력하고 있다. 특히 자원을 많이 보유한 자원부국들은 자국 유전자원의 지속적인 이용 및 보존을 위해 자원을 외국에 분양하는 것을 기피하게 되고, 자원의 이용 후 발생하는 이익에 대해서는 자원의 제공국과 공유해야함을 주장하고 있다(RDA, 2009). 이러한 현상은 자원이 부족하여 연구 및 산업계에서 외국 유전자원에 상당수를 의존해야하는 우리나라로서는 불리한 상황이며, 다양한 원산지의 유전자원 확보가 어렵게 될 것으로 예상된다(환경부, 2011).

 자원이 빈약한 우리나라로서는 다양한 원산지의 유용한 유전자원을 확보하기 위해서는 정보탐색과 자원 수집 등에 많은 노력을 기울여야 하며 국제적인 변화에 맞추어 자원부국과의 협력을 강화하여 우회적으로 자원을 확보하는데 노력해야 한다. 특히 다양한 생물종을 포함하고 있는 아시아 자원부국들과의 협력을 강화해야 할 필요가 있을 것이다.

 라오스는 동남아시아에 위치한 산림국가 중 하나로 국토 대부분이 산악지대이며, 인간의 간섭을 적게 받아 훼손되지 않은 자연 서식지로 남아있어 생물다양성이 풍부하다(Lao PDR, 2007). 특히 라오스는 벼가 작물로서 순화된 작물 기원지 안에 포함되며, 재래종 밭벼와 논벼가 생태계에 따라 다양하게 분포하는 것으로 알려져 있고, 다양한 약용 유전자원에 대한 전통지식이 풍부한 것으로 알려져 있으나(Lao PDR, 2007; Sydara et al., 2005), 이에 대한 구체적 현황정보나 연구보고가 없다. 따라서 본 논문에서는 라오스의 식물유전자원 보존, 관리 및 이용현황을 소개함으로 라오스의 유용한 유전자원 확보 및 기술협력을 위한 기초자료로 제공코자 한다.

라오스의 자연 환경 및 농업 특성

 라오스는 동남아시아의 인도차이나 반도 중앙부에 위치하는데, 동쪽으로 안남(Annamite)산맥에 의해 베트남과 경계하고, 남쪽으로 캄보디아, 서쪽으로는 메콩강을 경계로 태국과, 북서쪽으로 미얀마와, 북쪽으로는 중국과 국경을 접하는 내륙국이다(Fig. 1). 국토 특성은 대부분이 산악지대이며, 국토면적의 4%정도가 경작지이고 주요 경작물은 벼로 경작지의 80%를 차지한다. 기후는 뚜렷한 건·우기를 가진 몬슨기후이며, 온도는 우기시 고산지역에서는 13℃까지 낮아지고, 건기시 35까지 올라간다. 우기시 저위도에서 생산한 벼가 전체 벼생산의 78%를 차지한다. 카사바, 옥수수, 뿌리작물들이 건기시 고위도 지역에서 생산된다. 평균 농가면적은 약 1.62 ha이고, 벼농사, 가축, Nontimber forest products(NTFP)¹⁾이 농가의 주요 수입원이다(Lao PDR, 2007).

Fig. 1. The map of Lao PDR (Source : www. google. co. kr).

¹⁾비목재임산물(Nontimber forest products)은 산림에서 그대로 수확하는 자연 자원들로 과실, 넛트류, 고무류, 버섯 등을 포함된다.

 야생자원이나 약으로 사용되었던 식물들을 포함한 NTFP와 관련된 전통지식은 노년층을 중심으로 다수 보유하고 있지만 젊은 층의 도시 이주와 생활양식의 변화로 이러한 전통지식은 계승되지 못하고 소멸해 가고 있다.

라오스의 식물유전자원 다양성

 라오스는 자연서식지가 도시·산업화 등으로 덜 훼손되었기 때문에 생물다양성은 풍부한 편이다. 라오스 정부에서는 법적으로 생물다양성을 보존하기 위하여 2002년도에 생물다양성보존법을 제정하였다. 생물다양성 보존을 목적으로 한 국제협약인 생물다양성협약(1996년 가입)이나 식량농업식물유전자원국제조약(2006년 가입)에 가입하여 국제적으로 생물다양성 보존과 관련된 재정 및 기술지원을 받고 있다.

 라오스는 찰성이 높은 찰벼의 세계적으로 가장 큰 소비 국가이며, 찰벼 육종의 기원지이다(Watabe, 1976). 전통 품종(traditional varieties)의 85%가 찰벼이며, 다양한 향을 가지고 있는 찰벼 품종이 다수 육성되었다. 10~11종의 벼 재래종이 자연 그대로의 생태계를 이용하여 경작되며, 특히 해발 300-600m로 경사가 15-60% 정도 되는 지역에서 자연 강수를 이용하여(천수답) 재배한다(Roder et al., 1996). 전통 벼 품종은 천수답을 이용하는 밭벼와 논벼 간에 경작 기간이나 종자형태, 식미품질, 색 등의 식물 특성이 다양하다. 1993년부터 외국 품종이 도입되기 시작하였으며 벼 경작지의 70% 이상이 도입 육성품종이다.

 채소류는 다양한 종류의 토착 재래종이 건기에 고위도 지역에서 재배된다. 주요 채소류는 콩과류(Leguminosae), 배추과(Cruciferae), 가지과(Solanaceae), 박과(Cucurbitaceae) 및 비름과(Amaranthaceae) 채소이다. 화본과(Gramineae)의 피종류(Paspalum spp.)나 야생 비름(wild amaranth), 야생 가지(wild egg) 등 700종 정도의 야생채소류를 산림이나 습지역 등 자연에서 수확하여 이용한다.

 과수류는 외국종이 도입되면서 토착종의 수요는 점차 감소하고 있다. 지역 재래종으로는 파파야(Carica papya), 바나나(Musa sapientum), 망고(Mangifera indica), 오렌지(Citrus sinensis), 파인애플(Ananas comosus), 수박(Citrullus lanatus)과 시계꽃열매(Passiflora edulis)가 있다. Burmese grape(Makfai, Baccaurea ramiflora Lour), chestnut(Castanopsis indica Roxb), 야생 망고(Spondidas pinnata), raspberry(Rubus multibracteatus Lev)와 같은 토착 과수종은 그들 자원의 목록이나 관련 정보가 거의 없고 연구조사도 미흡한 상황이다. 이러한 토착 과수종은 영양가가 많고 신약 재료로 가치가 있으므로 이들 자원들의 보존이나 수집은 라오스 생물다양성을 보존하기 위한 시급한 과제이다. 커피(Coffea arabica, Coffea robusta, Coffea canephora)나 목화(Gossypium hirsutum), 차(Thea sinensis), 사탕수수(Saccharum officinarum), 고무(Hevea brasilliensis), 닥나무(Bryonia alba)와 같은 특용작물들이 소규모로 재배되고 있고, 특히 커피와 고무의 경작면적은 지난 10년 동안 증가되고 있다.

 라오스 인구의 80%는 시골에 거주하며 그들의 수입 50%가 NTFP로부터 얻는다. Table 1에서는 주요 NTFP작물을 소개하였는데 이들 식물유전자원은 식용 및 약용으로 다양하게 이용 된다. 버섯류, 죽순(bamboo shoots)과 엽채류는 비경작 채소의 대표적 작물이다. 카다멈(cadamon), 레몬그라스(lemon grass), broom grass와 등나무(rattans)는 최근 상업적으로 이용되기 시작하였는데, 산림에서 자연적으로 채취하였던 것을 최근에는 조림하여 이용하고 있다.

Table 1. Non-timber forest products identified in Lao PDR.

Table 1. Continued.

Table 1. Continued.

Table 1. Continued.

Table 1. Continued.

Table 1. Continued.

식물유전자원 현지내(in-situ) 보존 현황

 식물 유전자원의 자연 서식지에서 그대로 생육하거나 재배되는 현지내 보존 현황 및 그들 자원의 특성정보에 대한 보고는 거의 없는 실정이다. 현지내 보존 자원에 대한 조사는 1995년부터 외국 연구소의 재정 지원으로 벼부터 시작되었으며, 채소류나 약용자원들에 대해서는 2002년 이후부터 수행되었다.

 라오스 국립농업산림연구소(NAFRI, National Agriculture and Forest Research Institute)가 식물유전자원 현지내 보존과 관련된 업무를 수행한다. 지역 연구소에 예산을 지원하여 작물의 지역재래종 및 야생근연종의 수집, 보존 및 특성조사를 수행한다.

 NAFRI는 라오스 국립대학과 공동으로 1995년부터 2001년도까지 현지내에 보유하고 있는 벼 유전자원을 탐사하였다. 총 18개 주(province), 136 지역에서 총 13,196점의 야생, 야생과 육성품종의 교잡종 및 지역 육성종을 조사하였다.(Appa Rao et al., 2002). Table 2에서 보는 바와 같이 북부지역에서 가장 많이 조사되었으며, 조사된 벼 자원 중 논벼는 5,821점, 밭벼는 7,321점이고 이중 찰벼는 11,279점으로 전체의 86%를 차지한다. 밭벼, 논벼 모두 성숙기별로 다양하게 분포하고 있다(Appa Rao et al., 2002).

Table 2. Classification of rice germplasm which was collected in the Lao PDR between 1995 and 2000 by origin, ecosystem, endosperm type, and maturity.

 채소 유전자원의 현지내 자원 현황에 대한 보고로는 2002년부터 2006년까지 독일개발청(German Development Service, DED)의 연구비 지원으로 NAFRI와 Haddokkeo 원예연구센터(Haddokkeo Horticulture Research Centre, HHRC)에서 총 16개 주, 76지역을 탐사한 결과, 총 2,069점을 보고하였고, 주요 작물로는 콩, 칠리고추, 팍쵸이, 오이, 가지 등이 있다(Plewa, 2008).

 옥수수, 카사바, 고구마, 사탕수수 및 NTFP와 같은 식물유전자원도 자연 상태에서 재배되고 있지만 이들에 대한 정보나 기록은 거의 없다(Lao PDR, 2007).

 라오스 국민의 77%가 약용식물을 약이나 마사지, 침술 등의 의학재료로 사용하는 전통의술을 고수하고 있다(Sydara, 2005). Delang(2007)은 라오스 Vientiane 지역의 시장에서 판매되는 재래 약용식물 52종을 동정하였는데 그 결과는 Table 3과 같다. 각 약용식물들은 이용되는 식물 부위가 다르고 거의 모든 신체 질병을 치료하는데 이용하는 것으로 보여진다. 이러한 식물자원은 산림지역에서 자연적으로 수집하거나 토착주민들에 의해 그들의 정원에 옮겨 재배하면서 약으로 이용하거나 판매하여 수입원이 되고 있다.

Table 3. Medicinal plants sold in the market in Vientiane.

Table 3. Continued.

Table 3. Continued.

Table 3. Continued.

식물유전자원 현지외(ex-situ) 보존 현황

 라오스 농업연구센터(Agricultural Research Centre, ARC)와 NAFRI 및 HHRC에서 담당 작물별로 유전자원을 보존하고 있다. Table 4에서 보는 바와 같이 야생벼를 포함한 벼 13,307점, 옥수수 94점, 사탕수수 36점, 카사바 99점, 나무 50점, 고구마 27점, 목화 21점, 채소류 2,130점을 관련 연구센터에서 보존하고 있고, 보존 자원수는 보고되지 않았으나 Aquilaria crassna, 등나무(rattan), 카다멈(cardamom), broom grass, 커피 및 계피(cinamon)도 각 작목 연구소의 포장에서 보존되고 있다. NTFP 유전자원은 11주에 흩어져 있는 농가나 지역 연구소에서 보존, 평가, 증식되고 있고, 보존하고 있는 지역과 식물종 및 보존 기관은 Table 5와 같다.

Table 4. Status of ex situ conservation of plant genetic resources in Lao PDR.

Table 5. Non-timber forest products(NTFP) planting and seed genebank established in different provinces in Lao PDR.

 NAFRI는 1997년도에 중장기 저장시설을 갖춘 벼 종자은행을 설립하였다(Lao PDR, 2007). 20g의 종자를 밀봉된 플라스틱 캔에 넣고 온도 5, 상대습도 50%로 유지되는 중기저장고와 –18℃, 상대습도 50%로 유지되는 장기 저장고에 보관한다. 종자의 수분은 8~12%로 조절하여 보존한다. 보존하고 있는 종자의 한 셋트를 국제미작연구소(IRRI)에 중복보존하고 있다. 채소 유전자원을 보존하는 종자은행은 2002년도에 독일개발청의 지원으로 HHRC에 설립되었다. 두 개의 저장고와 4대의 냉장고, 종자건조기, 종자포장 및 정보화를 위한 컴퓨터 및 온실시설을 갖추고 있다. Fig. 2에서 보는 바와 같이 비름, 상추 등 총 13종, 2,140점을 보존하고 있고 200점 이상을 보존하고 있는 작물은 콩, 칠리고추 및 겨자이다. 옥수수, 카사바, 고구마, 사탕수수, 목화는 Vientiane에 위치한 농업연구센터(ARC)의 포장에서 보존되고 있다. Naxaythong에 위치한 가축연구센터(Livestock Research Centre, LRC)에서는 Brachiaria와 Stylosanthes 등의 사료작물과 카사바가 포장에 보존되어 있고 이들 유전자원의 평가와 증식을 수행한다. 또한 같은 Naxaythong지역에 위치한 산림연구센터(Forest Research Centre)의 포장에서 등나무(rattan), 카다멈(cardamom), broom grass 및 계피(cinnamon) 자원이 보존되고 있으며 프랑스 식민지 시대에 도입되었던 커피는 Champassak지역에 위치한 커피연구소(Coffee Research Centre, CRC)에서 보존한다.

Fig. 2. Number of accessions for vegetable species stored in seed genebank of the Haddokkeo Horticulture Research Centre. Source : Plewa M. 2008. Germplasm collection-variety tests-seed production-marketing. Experiences with local vegetables in Lao PDR. Conference on international research on food security, natural resource management and rural development. Uni. of Hohenheim, October 7-9, 2008.

 보존되고 있는 식물유전자원에 대한 정보화는 더디게 진행되고 있는 실정이다. 벼, 가지, 오이류 유전자원에 대해서 수집지역, 생태, 종자특성, 내병성, 기후적응성 등에 대한 기초 특성 정도 DB화되어 있다. 영국 로얄식물원의 지원을 받아 식물분류 등의 관련 교육을 받고 식물학적 명칭과, 수집지의 지리적 정보 등을 정리하고 있지만 더욱 체계적인 시스템이 필요한 상태이다.

 보존되고 있는 벼 유전자원은 국제미작연구소에 중복보존하고 있고, 육종가나 농학자들은 1,000점정도의 주요 벼 자원을 남북 지역 각 2곳에 중복 보존하고 이를 재료로 지역적응성 및 병저항성 등을 연구한다. ARC에 보존하고 있는 카사바나옥수수 자원은 LRC에 중복보존하여 자연재해로부터 소실되는 것을 예방하고 있다.

식물유전자원의 활용 및 국제협력

 식물유전자원 분양에 대해서는 국내법이나 제도적으로 체제가 마련되어 있지 않다(Lao PDR, 2007). 벼 1,000점 정도와 종자은행에 보존된 채소 종자의 40% 정도 ARC산하의 작목연구소에 연구를 목적으로 이용되었다. 유전자원의 관리와 지속적 이용 및 전문가의 양성 등 능력배양을 주제로 한 연구과제가 외국과의 양자 및 다자간 계약의 체결에 의한 공동연구나, FAO, SNV(Netherland Development Organization), SDC(Swiss Agency for Development and Coorperation), DED(German Development Service) 및 BUCAP(Biodiversity Use and Conservation in Asia Program)과 같은 국제기관의 지원으로 추진되고 있다.

 벼, 옥수수, 채소 및 약용식물 유전자원 일부에 대해서 수량, 형태적, 분자학적 특성조사 및 평가가 되어있지만 미흡한 실정이다. 전통적 육종이 벼 생산증진에 중요한 역할을 하기 때문에 벼 종자은행에 보존되고 있는 유전자원은 작물 생육이 어려운 열악한 환경에서 안정적 생산을 유지하기 위한 중요한 재료로 사용된다. 최근에는 가뭄과 홍수와 같은 자연재해에 강한 벼 유전자원의 선발과 향미, 다양한 종피색, 고품질의 식미 특성을 보유한 유전자원의 탐색 및 육성을 위해 연구하고 있다.

 NAFRI는 FAO의 지원을 받아 식물유전자원에 대한 국가정보공유체제(National Information Sharing Mechanism, NUSM)를 구축하였다. ARC, HHRC, LRC, FRC 등 작목 연구소에 보존되거나 지역별로 흩어져 있는 식물유전자원에 대한 정보를 모아 종합적으로 DB화하였다. NAFRI에서 컴퓨터를 이용해서 정보를 얻을 수 있으며, 웹포탈이나 CD를 통해서 접근할 수 있다. 관련 웹페이지로는 http://pgrfa.org//gpa/lao/laowelcomeil.html 이나 NAFRI 홈페이지인 http://www.nafri.org.la 이다.

 식물유전자원 관련 국가계획은 NAFRI를 중심으로 추진되며 FAO 식량농업유전자원위원회(CGRFA)에서 추진하는 지구행동계획(Global Plan of Action)의 20개 과제를 CGRFA의 지원으로 수행하고 있다. 20개의 과제는 식물유전자원 현지내 외 보존, 특성조사, 유용형질 평가, 재래고유종의 안전 보존과 전통지식의 연구, 전문가 육성 등의 능력배양 및 유전자원의 중요성에 대한 범국민적 인식제고 등이 포함된다. 태국의 Chiang Mai대학을 포함한 외국 대학이나 FAO, 국제미작연구소(IRRI), CIAT(국제아열대농업연구소), CIMMYT(국제옥수수·밀연구소) 등의 FAO 산하의 국제연구소, DED(독일개발청), SNV(네덜란드개발청) 등과 같은 외국 유관기관과의 긴밀한 네트워크 구축으로 직·간접적인 재정 및 기술 지원을 받아 식물유전자원을 보존 관리하고 있다.

시사점

 자원을 보유하고 있는 자원부국들은 대부분 개발도상국으로 생물다양성협약이 채택되는 시기부터 그들 국가들의 자원에 대한 주권을 강하게 주장하기 시작하였다. 또한 그들 국가의 유전자원을 이용하여 이익을 얻은 선진국들에게 유전자원의 보존과 관리에 대해 책임을 져야한다고 주장하고 있다. 2010년 10차 생물다양성협약 당사국 총회에서 채택된 생물유전자원 접근 및 이익공유에 대한 의정서(일명 나고야의정서²⁾)가 발효되면 유전자원에 대한 접근 및 사용에 대해서 그들 국가의 법으로 규제할 것으로 앞으로 유전자원에 대한 국가간 이동과 활용에 제한을 받게 될 것이다.

²⁾2010년 일본 나고야에서 개최된 제 10차 생물다양성협약에서 채택된 의정서로 주요 내용은 생물유전자원에 접근 시 자원 제공국의 사전승인을 얻어야 하고 유전자원의 사용 후 발생하는 이익에 대해서 자원제공국과 공유해야하는 것으로, 이러한 내용을 자국의 법으로 규정해야하는 법적 구속력이 있는 의정서이다.

 라오스는 식물유전자원에 대한 다양성이 풍부하고 국민의 70%이상이 자연에서 그대로 식물을 재배하거나 채취하여 사용하며, 식물을 이용한 전통 의술을 그대로 사용하고 있다. 현지내에 있는 자연적으로 서식하는 식물유전자원에 대한 현황파악이나 그들의 중요한 유전자원에 대한 안전보존 및 관련연구 등 해야 할 과제가 많다. 그러나 이러한 과제들의 추진정도는 미흡하고 재정이나 관련 전문 인력 부족 등 어려운 문제들로 인해 국제적으로 지원을 요청하고 있다.

 우리나라는 품종 육성이나 바이오산업에서 외국 유전자원에 대한 의존도가 높다. 그러므로 벼와 약용식물 등의 다양한 유전자원을 보유하고 있는 라오스와의 긴밀한 협력관계를 통해 재정 및 기술지원 등, 국제적으로 기여하면서 그들의 다양하고 풍부한 유전자원을 확보하고 활용하는 방안을 강구해야 할 것이다. 앞으로 발효될 나고야의정서를 포함하여 식물유전자원과 관련된 국제조약을 이행하면서 연구 및 기술 지원 등의 비상업적 이익공유의 형태로 유전자원을 직간접적으로 확보할 수 있도록 노력해야할 것이다. 라오스는 찰벼 육종의 기원지로 다양한 찰벼 유전자원을 보유하고 있고, 전통의술을 이어오면서 사용된 약용자원들이 아직 연구개발 되지 않고 있는 실정이라 두 국가간 협력연구를 통하여 이들 유전자원을 도입하여 확보할 수 있다면 유전적 다양성 증대에 기여함은 물론 우리나라 육종 및 바이오산업에 소재로 활용이 가능하리라 생각된다.

사 사

 본 논문은 2012년도 농촌진흥청 국립농업과학원 연구비(PJ00856402)에 의하여 수행되었음을 알립니다.