금세기 들어 메가트랜드로 거론되는 것은 기후변화인데, 이를 요약하면 장기적으로는 지구온난화가 진행되면서 단기적으로는 동상해 같은 이상기상이 빈발한다는 것이다. 작년에는 한달 내내 비가 오고 흐린 날이 계속돼 일조부족으로 농작물에 피해를 줬는데 올해에는 사상 유례 없는 폭염이 계속돼 작물에 일소 피해를 주고 있다.

세계 평균 기온의 추이를 보면 지난 100년(1906~2005)간 전세계 기온이 0.74도 상승했고, 특히 1980년 이후 기온상승 정도는 지난 100년 동안의 2배 이상이라는 것이 세계 기상 데이터 분석 결과이다. 농촌진흥청 국립원예특작과학원에서 우리나라 기후 변화 시나리오별 과수 재배적지 예측 결과, 사과 재배면적은 섭씨 1도 상승 시 15%, 2도 상승 시 34%, 3도 상승 시 46%가 각각 감소된다고 보고했다. 또 장기간에 걸쳐 따뜻한 겨울이 지속됐는데, 지난 30년간 연평균기온은 0.95도 상승했지만 이를 계절별로 보면 겨울 1.9도, 여름 0.3도로 겨울철 상승이 뚜렷했다.

기온 상승으로 사과 재배면적 감소

이같이 연평균 기온 상승은 사과나무 등 과수의 겨울 휴면기간 부족현상을 초래할 것이 우려된다. 사과나무의 일반적 저온요구도는 7도에서 1천100~1천300시간이므로 연평균기온이 2.5도 상승되면 개화가 지연되고, 생육이 불량해진다. 이를 방지하려면 저온요구도가 1천시간 이내인 품종을 육성할 필요가 있다. 한편 온난화가 과실의 생장에 미치는 영향을 보면 기온이 상승하면 사과에서 편형과 비율이 높아지고, 봄철 잦은 강우와 생육기 고온 지속에 따라 병해충 발생이 증가된다. 실제로 최근 배 흑성병, 사과 갈반병, 포도 꽃매미충, 복숭아 세균성구멍병이 농가에 만연하고 있는 실정이다.

이러한 지구온난화가 진행 중인 가운데에서도 단기적으로는 동해가 빈발하고 있다. 이의 원인으로 가이아이론이 주장되는데, 이는 지구의 자정 능력으로 온난화가 진행될수록 열기를 식히기 위한 지구 자연의 몸부림이라 할 수 있다. 2010년 혹한기를 지난 과수의 동해 현황을 보면 과수 재배 1만3천391농가의 8천276㏊(동해 1천220㏊, 상해 7천56㏊)에서 동상해가 일어났다. 이중 복숭아 (2천207㏊/전체면적의 17.5%), 배(3천862㏊/21.2%), 사과(322㏊/1.1%) 순으로 복숭아에서 피해가 컸다. 과수육종 측면에서 지구온난화에 대응하려면 낮은 저온 요구도, 고온 하에도 착색이 양호하거나 아예 착색관리가 아예 불필요한 황색사과, 내병충성 품종이 필요하다.

농진청 사과시험장에서는 저온요구도가 적은 품종을 육성하기 위해 저온요구도가 200~300시간만 소요되는 ‘Anna, Einshemer’ 등을 이용해 교배집단을 양성했고, 저온요구도와 발아기, 만개기, 숙기간에 상관이 있음을 확인해 이를 조기선발 지표로 삼고 있다. 또 사과의 과피색을 조기에 분별하기 위해서 ‘MdMYB1’ 유전자를 활용한 ‘SNP’ 마커를 개발했으며 이를 이용해 ‘high-resolution melting(HRM)’을 통해 분석 중이다.

저온 요구도가 적은 품종과 교배·육성

앞으로 고온 조건에서 특이적으로 발현되는 유전자와 이 유전자들의 역할을 분석해 안토시아닌 합성에 어떤 영향을 미치는지에 대해 연구할 예정이다. 또 현재 진행 중인 속붉은 사과 육종의 효율을 증진시키기 위한 적색 과육 연관 마커를 개발해 조기선발 체계를 구축하고자 한다. 현재 국내 사과육종 전문 인력이 선진국에 비해 턱없이 부족한 현시점에서 교배실생 집단의 특성을 검정하기 위해 형질마다 별도의 기초시험을 할 여유가 없는 실정이다. 따라서 사과시험장은 농진청 내의 기관은 물론 국내 유수한 대학의 재배생리학자, 병리해충학자 등과 협력 체계를 구축하고 신속간이 검정 기술을 확립해 바로 실제 선발 작업에 이용하고자 한다.