일본의「2012년 농림수산 10대 연구 성과」 *

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해외 주재관 리포트

일본의「2012년 농림수산 10대 연구 성과」 ^*

윤 명 중

(주일본한국대사관 농무관)

일본 농림수산성은 2012년도 1년간 신문 기사화된 민간, 대학, 공립 시험연구기관 및 독립행정법인 연구기관 등의 농림수산연구 성과 중에서 내용이 우수하며 높은 사 회적 관심을 이끌어 낸 10대 성과과제를 농업기술 클럽(농업관계 전문지 및 전문잡지 등 29사 가맹)의 협력을 얻어 선정하였다. ⁶⁾

선정된「2012년 농림수산 연구 성과 10대 토픽」은 다음과 같다. 각 성과에 대해 자세한 내용은「농립수산 연구 성과 10대 토픽」홈페이지¹⁾에 소개되고 있다.

1. 고온에서 쌀의 유백립 발생 원인 해명

- 벼의 고온등숙 내성품종 개발에 기대 -

독립행정법인 농업․식품산업기술종합연구기구 중앙농업종합연구센터, 니가타대학 농학부와 독립행정법인 이화학연구소가 등숙기(登熟期)에 고온에서 발생하는 쌀의 유

* 일본의 농림수산성 농림수산기술회의 사무국은 농업기술클럽의 협력으로 「2012 농림수산 연구 성과 토픽 10」을 선정하여 발 표하였다. 주일본국대한민국대사관 윤명중 농무관이 번역, 정리한 자료이다.([email protected])

1) (http://www.s.affrc.go.jp/docs/10topics.htm).

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백립은 전분 분해효소 α-아밀라아제가 고온의 조건 하에서 활성화하는 것이 원인이라 는 것을 밝혔다. α-아밀라아제 유전자의 활동을 억제한 벼에서는 고온에서도 유백립 발생 이 저감되었기 때문에 고온 등숙 내성품종 개발에 기여할 것이라고 기대된다<그림 1 참조>.

그림 1 쌀 유백립 발생원인 해명

* 고온에 의한 쌀의 유백립 발생원인, 유전자레벨에서 해명이 유전자의 활동을 제어함으로써 유백립 발생이 감소

* 혹서기에 강한 고온등숙 내성품종 개발 가속화에 기대

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2. 토마토 전(全) 게놈(Genome) 해독, 세계 최초로 성공

- 토마토 육종 가속화에 기대 -

공익재단법인 카즈사 DNA 연구소와 독립행정법인 농업․식품산업기술 종합연구기 구 야채차업연구소는 국제 토마토 게놈 해독 컨소시엄에 참가하여 토마토 全 게놈 해 독에 큰 공헌을 하였다. 토마토 게놈 중 약 3만 5,000개의 유전자가 발견되어 앞으로 게놈 정보와 형질과의 관계를 명확히 함으로써 품종 개량과 새로운 재배기술 개발이 기대된다<그림 2 참조>.

그림 2 토마토 전 게놈 해독, 세계 처음 성공

생식용, 가공용으로 이용될 수 있는 쌀에 이어 농업생산액이 큰 토마토의 게놈을 국제콘소시엄의 일원으로 해독

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3. 저(低) 카드뮴 고시히카리의 원인 유전자 발견

- 쌀 이외의 작물에 대한 카드뮴 저감기술 적용에 기대 -

독립행정법인 농업환경기술연구소, 동경대학 등에서는 카드뮴을 거의 흡수하지 않 는 고시히카리를 개발하고, 그 원인이 철 또는 망간, 카드뮴을 토양에서 흡수하는 단 백질 유전자의 변이인 것을 해명하였다. 이 연구를 통해 벼 이외의 작물에도 저 카드 뮴 형질을 부여하는 기술개발로 이어질 것이 기대된다<그림 3 참조>.

그림 3 저카드뮴 고시히카리 원인유전자 발견

- 카드뮴 저감기술의 쌀 이외의 작물에 응용 기대 -

고농도 Cd시험포장에서도 저Cd고시히카리 현미의 Cd농도는 식품위생법 기준치를 대폭 하회

Cd

Cd를 뿌리에 흡수하는 통상의 OsNRAMP5 이온빔 조사에 의한 Cd흡수력이 변이된 OsNRAMP5 토양중의 망간 등을 흡수

하는 역할을 하는 OsNRAMP5의 변이에 의한 뿌리의 Cd흡수 억제

저Cd고시히카리는 수량 ‧ 현미 형질 ‧ 잎 모양은 고시히카리와

같은 성질 보유

고시히카리 저Cd고시히카리 (Icd-kmt1)

식품위생법 기준치 (0.4mg/kg)

수 량 현미형질 잎/줄기모양

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4. 세계 최초로 면역결핍 돼지 개발

- 인체의 조직과 장기의 재생을 향한 연구진전에 기대 -

독립행정법인 농업생물자원 연구소와 주식회사 프라임테크, 독립행정법인 이화학 연구소는 유전자 재조합 기술과 체세포 복제기술을 이용하여 면역기능이 결핍된 돼지 를 세계 최초로 개발하였다. 이번에 개발한 「면역결핍 돼지」를 활용하여 인간용 신 약 연구, 신약의 전 임상 실험, 인체조직과 장기 재생을 향한 앞으로의 연구가 기대된 다<그림 4 참조>.

그림 4 세계최초 면역결핍 돼지 개발

IL2rg유전자가 결손된 돼지의 특징 • 면역기관인 흉선이 없다.

• 면역세포인 임파구 중 T 세포 및 NK세포가 없다.

• 항체생산 능력이 없다.

↓

면역결핍으로 단명(약 2개월 이내에 사망)

면역결핍돼지는 흉선(점선내)이 없다.

흉선 모양 면역결핍돼지 야생형

인간세포

인간형 장기 인간형 항체

실험용돼지의 이용확대 면역결핍돼지

재생의료 항체의약

신 산 업

• 면역부전돼지에 사람세포를 이식하여 [인간화 돼지]의 개발

• 돼지는 생리학적, 해부학적, 유전학적으로 인간과 유사하여 의료‧의약연구용 모델동물로서 실험용 돼지의 이용확대로 새로운 산업의 창출

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5. 돼지 게놈(Genome) 및 유전자 배열 해독 성공

- 돼지의 품종개량 가속화에 기대 -

독립행정법인 농업생물자원연구소와 사단법인 농림수산․식품산업기술진흥협회 농림수산첨단기술연구소가 참가한 국제 돼지게놈 해독협회에서는 돼지의 게놈 염기 배열의 90% 이상(약 25억 염기)의 해독을 실시하여 2만 5,000개의 유전자가 존재하는 것을 해명하였다. 이번 성과를 통해 돼지의 육질․항병성(抗病性)․번식성 개량의 가 속화, 돼지의 장기이식 등 의료용 모델 동물로서의 이용이 기대된다<그림 5 참조>.

그림 5 클론돼지 게놈 및 유전배열 해독 성공

육돈생산에서 중요한 듀록종 돼지개체를 대상으로 한 국제콘소시움에 의한 게놈 해독

약 28억 염기대의 돼지게놈 염기배열의 90%(25.2억 염기대)를 해독

차세대 시켄자를 이용한 RNA염기배열 데이터

(화란 ․ 덴마크 그룹)

게놈정보를 이용한 돼지품종 개량의 가속화

돼지의 의료용 동물모델로의 이용확대

약 15,000개의 발현 유전자를 특정 (생물연/JATAFF연의 일본그룹)

돼지게놈의 약 25,000개의 유전자를 동정

돼지의 생물학적 특징과 가축화의 과정해명 등 일본그룹(生物硏․JATAFF硏)은 제6 ․ 제7

염색체의 일부를 담당 (전게놈의 1.6%)

선발의 효율화

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6. 오염된 농지의 토양에서 세슘 제거 99% 가능

- 오염된 토양의 대폭적인 감소에 기대 -

독립행정법인 농업․식품산업기술종합연구기구 중앙농업종합연구센터, 독립행정법 인 국제농림수산연구센터, 태평양시멘트 주식회사, 닛키 주식회사, 도쿄전력주식회사 는 반응촉진제를 첨가한 열처리를 이용하여 오염된 토양에서 토공자재로 이용 가능한 레벨까지 방사성 세슘을 분해 제거하는 기술을 개발하였다. 이번 성과를 활용하여 오 염토양의 대폭적인 감소가 기대된다<그림 6 참조>.

그림 6 농지 방사능 오염토양의 세슘 99% 제거

후쿠시마현의 농지토양을 시료로 사용하여 방사성세슘의 휘발을 촉진시키는 열처리 조건을 검토하여, 토공자재 등으로 이용가능한 수준(100Bq/kg以下)까지 방사성 세슘을 분리제거(99%이상)하는데 성공

※ 방사성 세슘 농도는 세슘 134, 세슘137의 합계 오염토양1

오염토양2

오염토양을 이용한 승화시험 결과

고성능 반응촉진제를 이용한 가열처리에 의하여 방사성 물질로 오염된 토양에서 세슘을 99%이상 제거

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7. 소의 분만 후, 태반을 박리 배출하는 시그널 물질, 세계최초 발견

- 송아지 생존율 향상 및 축산농가의 노동력 부담의 경감에 기대 -

독립행정법인 농업․식품산업기술종합연구기구 축산초지 연구소, 지방독립행정법 인 홋카이도도립종합연구기구 농업연구본부 곤센농업시험장․축산시험장, 주식회사 교도제약은 소의 태반을 박리 배출하는 시그널 물질을 세계 최초로 발견하였다. 이 성 과를 통해 태반의 정체가 없는 주간 분만유도에 따른 축산농가의 부담 경감이 기대된 다<그림 7 참조>.

그림 7 소의 태반배출 시그널물질 세계 최초 발견

• 소 분만 후 태반을 자궁에서 박리배출시킬 때 작용하는 생리적인 시그널 물질(오키소아라키돈酸)을 발견

• 이 물질을 소에게 부여함으로써 태반정체가 없는 주간 분만유도에 성공, 축산농가의 노동부담 경감과 신생 송아지의 생존율 향상에 기대.

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8. 청예(靑刈) 옥수수용 고속무경운(高速不耕起) 파종기 개발

- 사료용 옥수수 재배에 기계화를 통한 능률화 기대 -

독립행정법인 농업․식품산업기술종합연구기구 생물계특정산업기술연구지원센타 는 애그리테크노야자키 주식회사와 공동으로 고속작업 가능한 청예 옥수수용 고속 무 경운 파종기를 개발하였다. 2012년부터 시판될 중이며, 청예 옥수수 재배가 대폭 생력 화 될 것으로 기대된다<그림 8 참조>.

그림 8 청예옥수수용 고속 불경파종기 개발

종자를 고속으로 파종하는 것이 가능한 신개발 종자투입장치에 의한, 옥수수파종작업 속도 2m/5 가능, 새로운 기구와 경량화로 30PS정도의 트랙타로 작업이 가능.

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9. 유기질 자원 단기간에 무기화(無機化), 에너지가 필요 없는 신기술

- CO

2

배출량 대폭 억제에 기대 -

독립행정법인 농업․식품산업기술종합연구기구 다업연구소는 식품 찌꺼기 또는 축 산 폐기물 등의 유기질 자원으로부터 미생물을 사용하여 단기간에 무기질 비료성분을 회수할 수 있는 기술을 개발하였다. 화학비료를 제조할 때와는 달리 에너지를 필요로 하지 않기 때문에 본 기술의 제품화 및 보급을 통해 CO2 배출량의 대폭 억제가 기대 된다<그림 9 참조>.

그림 9 유기질 자원을 단기간에 무기화 가능

미생물을 정착시킨 다공질의 용기(미생물 용기)에 유기물을 첨가하고, 물로 씻어 내림으로써 무기질 비료성분을 함유한 수용액으로 회수가 가능한 신기술 개발.

유기물을 매일 물로 세정한다.

이 작업을 매일 반복함으로서 무기 성분을 매일 회수하는 것이 가능.

미생물 융기로 제조한 무기비료를 고마츠나에 투여하여 정상적으로 재배한 모습(왼쪽사진), 미생물 용기 처리를 하지 않은 유기물 투입(가다랭이 국물) 재배 사진(오른쪽 사진), 생육상태의 차이가 확연.

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10. 과수용 신형 스피드 분무기 개발 성공

- 농약의 비산(飛散) ․ 소음 등 대폭 저감 가능 -

독립행정법인 농업․식품산업기술종합연구기구 생물계특정산업기술연구지원센타 는 선반에 근접하여 살포할 수 있는 승강형의 노즐관 지지 장치를 이용해 엔진․송풍 기 회전수를 낮춘 상태로 약제 살포가 가능한 선반재배 과수용 신형 스피드 분무기를 개발하였다. 종래의 기계보다 농약의 비산 과소음이 적어 주택지가 가까운 도심 근교 형 농업에서의 활용이 기대된다<그림 10 참조>.

그림 10 과수용 신형스피드 스프레이살포기 개발

․ 신형 스피드 스프레야를 선반에 근접 살포가 가능하여 송풍량이 적고, 약제 비산(drift)이 적음.

․ 개발기는 송풍량이 적기 때문에 엔진 회전수를 줄임으로서 소음 저감이 가능. 에너지 절약에 기여.

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․ 신개발기 사방 20m의 소음수준은 기존기계에 비하여 훨씬 적어서 운전자 등 작업자의 소음 방지 도움.

190 1800 465 2800

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