영지버섯을 재배하여 자실체를 수확 한 후, 버섯류의 유용성분으로 알려진 베타글루칸과 폴리페놀에대한 성분 함량을 비교 분석하였다. 영지버섯 대부분의 베타글루칸 함량은 15~20%정도 이었다. 상황버섯의 함량 17.5%보다 높게 나온 영지버섯 균주는 8균주로 ASI 7017, 7019, 7022, 7039, 7058, 7069,7071, 7113, 7148이었으며, 그 중 ASI 7017은 19.2%로 가장 높았다. 또한 용매를 달리하여 추출해서 얻은 각각의 폴리페놀 함량은 많게는 10배 이상 차이가 나는 것을 알 수 있었다. 이것은 달리 말하자면각각의 버섯에 맞는 용매를 써야 보다 효율적으로 유용성분이 추출된다는 것을 말해 주는 분석 결과이다.이러한 연구 결과는 좀더 많은 버섯을 비교하여 추후식용 빛 약용버섯류의 기능성 평가를 위한 기초자료로 활용될 수 있다.

약용버섯의 유용성분 중 하나인 β-Glucan은 다당류의 일종으로 면역증강작용을 가지고 있 으며 암세포를 직접 공격하지 않고 비특이적 면역반응으로 인간의 정상 세포의 면역기능을 활성화 시켜 암세포의 증식과 재발을 억제하고 혈당강하 및 혈중 콜레스테롤 감소 효과가 우 수하며, 지질대사를 개선하여 체지방 형성과 축적을 억제함으로써 항 비만효과를 가지고 있는 것으로 보고되고 있다. 또한 폴리페놀은 우리 몸에 있는 활성산소(유해산소)를 해가 없는 물 질로 바꿔주는 항산화물질 중 하나이며, 활성산소에 노출되어 손상되는 DNA의 보호나 세포 구성 단백질 및 효소를 보호하는 항산화 능력이 커서 다양한 질병에 대한 위험도를 낮춘다고 보고되고 있으며, 항암작용과 함께 심장질환을 막아주는 것으로 알려져 있다. 이번 연구는 약 용버섯 자실체를 추출방법을 달리하여 항산화제인 폴리페놀, 항암효과에 탁월하다는 β -Glucan 함량 측정 실험을 통해 유용성분을 비교·분석 하였다. 약용버섯 자실체를 열수, 70% Ethanol, 100% Methanol로 추출하였으며, β-Glucan 함량 실험은 yeast로, 폴리페놀 함량실험 은 Gallic acid로 표준곡선을 만들었고 sample의 흡광도를 표준곡선에 대입하여 농도를 결정 하였다. β-Glucan 함량은 열수추출 시 꽃송이버섯(28.9%), 운지버섯(28.3%) 순으로 나왔고, Ethanol추출에서는 동충하초가 22.9%로 가장 높았고, Methanol추출에서는 운지버섯이 33.4% 로 가장 높았다. 폴리페놀 함량은 열수추출 시 ASI 7026가 Ethanol추출에서는 ASI 7086이 Methanol추출에서는 상황버섯이 가장 높게 나왔다. 이러한 결과를 통해 추출방법에 따라서 각각 추출되어지는 유용성분의 함량이 다름을 알 수 있었다.

버섯의 다당체는 면역 기능을 높이는 효능이 있어 감염이나 암을 예방하는 효능이 있다. 현 재 면역 활성 조절물질로서 면역증강 및 항암치료에 사용하기 위해 상업화 되어 있는 것으로 는 구름버섯으로부터 PSK(Krestin), 표고의 Lentinan, 차가버섯의 Befungin, 신령버섯 추출물, 치마버섯의 Sonifilan 및 Schizophyllan, 상황버섯의 Sigma-X등을 예로 들 수 있다. 이 외에 도 버섯류에 함유된 단백다당류는 혈관 정화작용이 뛰어나며 혈전 생성을 억제하고, 혈전을 녹이는 작용이 있어서 뇌경색 예방에도 도움이 된다고 알려져 있다. 이번 연구에서는 약용버 섯 자실체를 갖고 버섯의 주요 기능성 성분인 다당체의 함량을 추출방법을 달리하여 비교·분 석을 실시하였다. 열수추출, 산추출, 알칼리 추출을 통해 실험을 진행하였고, 총당 측정법으로 미량의 시료에 적합한 페놀-황산법으로 측정하였다. 표준 곡선은 glucose solution을 사용하여 작성하고 490nm에서 측정한 흡광도를 표준곡선에 적용하여 다당체 함량을 구하였다. 열수추 출에서는 동충하초가 4081㎍/g로 가장 높았고, 산추출과 알칼리 추출에서는 운지버섯이 각각 4028㎍/g와 4209.928㎍/g로 가장 높음을 알 수 있었다. 이러한 결과를 통해 각기 다른 추출방 법에 따라서 추출되는 다당체의 함량이 다름을 알 수 있었다.

영지버섯 자실체를 이용하여 일반성분인 필수 아미노산과 비필수 아미노산에 대한 성분 함량을 비교 분석하였다. 그 결과 ASI 7004는 필수 아미노산인 His, Ile, Leu, Phe, Thr, Val에서 비필수 아미노산인 Ala, Ser, Gly에서 다른 균주보다 높은 함량을 보였다. 또한 ASI 7002는 필수 아미노산인 Lys에서 비필수 아미노산인 Asp, Glu에서 다른 균주보다 높은 함량을 보였다. 또한 ASI 7022는 필수 아미노산인 Met에서 비필수 아미노산인 Pro에서 다른 균주보다 높은 함량을 보였다. 대체적으로 상황버섯보다 높은 아미노산 함량을 보였다.

영지버섯 자실체를 열수추출과 주정추출을 하여 항산화 효능 및 간암 및 위암세포의 생장 저해도를 분석하였다. 항산화 효능을 실시한 결과, 대조군인 Trolox, BHA보다 높은 항산화 효능을 보인 것은 ASI 7004, 7014이며, 이 두 균주는 열수추출물과 주정 추출물에서 모두 높은 항산화 효능을 나타냈다. 나머지 균주는 대조군인 ABTs보다 대체적으로 높은 효능을 보였다. 또한 암세포 생장저해도를 알아보기 위해서 열수, 주정 추출물을 간암세포인 HepG2에 농도별로(100, 200, 400μg/ml) 처리하여, 세포 생장 저해도(MTT assay)를 측정한 결과, 열수 추출물에서는 ASI 7002, 7011, 7014, 7020이 농도 의존적으로 간암세포의 생장을 저해하는 것을 알 수 있었다. 또한 주정 추출물에서는 ASI 7011, 7019가 농도 의존적으로 간암세포 생장을 저해하는 것으로 나타났다. 위암세포인 AGS에 농도별로(100, 200, 400μg/ml)처리하여, 세포 생장 저해도(MTT assay)를 측정한 결과, 열수 추출물에서는 ASI 7001, 7002, 7019, 7020이 농도 의존적으로 위암세포의 생장을 저해하는 것을 알 수 있었다. 또한 주정 추출물에서는 ASI 7001, 7002가 농도 의존적으로 위암세포 생장을 저해하는 것으로 나타났다.

과거 10년간 국내에 재배된 옥수수에서 가장 민감하게 발생한 병이 보통옥수수 녹병(common corn rust, Puccinia sorghi)이다. 10여 년 전부터 미세한 발생은 경북군위, 강원도 홍천, 경기도 일산과 북한의 통천등지의 시험지에서 발견되었다. 가장 심각한 병 발생은 2008년 제주도 중산간지에 제동목장에 심겨진 옥수수에서 관찰되었고, 2009년에는 경북대 군위 시험장이었다. 놀라운 사실은 농가포장에 인기리에 심겨지고 있던 국내 및 외국 육종 품종들 거의 모두가 이병성을 뛰었다는 것이다. 옥수수에서 녹병은 기후변화에 매우 민감한 생물학적 사인 일 수 있다. 아마도 비슷한 사례가 다른 농작물에서도 일어 날 수 있다. 우리의 시험포는 완전 무농약 상태에서 재배되었다. 이러한 중에도 양적유전자를 이용한 공생저항성 원리(co-survive tolerance principle)에 근거한 KNU silage 하이브리드만이 안전저항성을 보였다. 또 다른 병들은 제주도에서 이삭썩음병 (ear rot complex)이고, 군위와 북한에서 회색반점병(gray leaf spot)이었다. 양적유전자를 이용한 품종 육종이 가장 안전한 대안이다.

우리나라의 농업발전에 축산은 매우 중요한 산업이다. 그런데 축산물 생산에 수입 사료 의존도가 너무나 높다. 사료포장 10%도 없는 축산 농가들은 발생 하는 폐수를 처리하기가 쉽지 않다. 국제적으로 알려진 축산 물생산의 주 사료는 옥수수이다. 옥수수의 사료적 가치는 1/2이 옥수수이삭에 다른 1/2이 식물체에 있다. 수입 옥수수 곡물에 근거한 농후사료를 구입 가축사육을 하는 농가는 50% 손해보고 축산물 생산을 하는 것이다. 국가의 특별 보호 때문에 한우사육 등 축산물 국내 생산이 유지가 되고 있다. 국제 경쟁력을 위해서는 제1의 사료작물 옥수수 국내 적응 바이오메스가 높고 병충에 공생저항성(반드시 양적 유전자에 의함)을 띄는 안전 한 품종 육종 및 재배가 최선이다. 농업과 축산발전에 책임을 지고 있는 농업행정과 정책은 가장 안전하고 국가 이익에 부합되는 하이브리드 품종을 육종, 정부지원으로 보급을 해야 한다. 농진청 품종만 보급하겠다는 현재의 정책을 과감히 바꾸어야 한다. 옥수수 + 축산 + 퇴비 + 친환경 안전 다수성/기능성 사료 생산 + 가축사 육의 사이클이 돌도록 해야 한다. 수입 목초작물의 종자도 국내에서 안전하게 재배 될 수 있도록 선진 품종 육종이 이루어지도록 최선을 다해야 한다. 이 길이 우리나라 축산이 지속가능한 방법으로 발전 할 수 있는 길일 것이다.

농촌진흥청이 세계농업발전을 위해서 공헌한 연구 업적 가운데 가장 뛰어난 3가지 업적은 온대지방에서 열대 지역에서 육종한 단간종 IR8을 이용해서 통일벼를 육성 주식인 쌀 자급을 이룩한 것이고, 둘째가 미국의 선진 옥수수 육종기술인 단교잡종 하이브리드를 세계 최초로 자체 힘으로 개발 강원, 충북, 경북산간지 농가 의 옥수수 생산량을 5년내에 3배 높이고, 이 기술을 인도, 태국, 필리핀, 인도네시아, 중국, 북한 등에 기술 이전을 한 것이고 세 번째 업적은 아마도 비닐온실 혁명일 것이다. 위의 1, 2 농업혁명을 위해서 연구직과 지도직공무원들은 나라의 식량증산과 농업발전을 위해서 죽으면 죽으리라는 각오로 밤낮을 가리지 않고 일 했다. 새마을 운동이 성공하고 오늘의 한국이 있기 까지 외화를 벌기 위해서 피땀 흘려 일한 우리의 애국 노무자들, 기업인들, 적은 박봉이지만 국민의 종이라는 자부심을 가졌던 공무원들의 노력이 있었다. 국제경쟁 력이 있는 친환경 정직 농업을 연구하고, 지도하고, 친환경 농산물을 생산 할 때 농업이 선진국 한국 발전의 버팀목이 될 수 있다.

한 알의 종자가 세상을 바꿀 수 있다(A seed can change the world). 곡식 작물의 종자는 크게 3가지로 구분이 된다. 재래종(local or land race), 개량된 재래종 혹은 방임수분종(OPV), 하이브리드(hybrid)이다. 상업적으로 이용되기 위해서는 다시 종자로 사용 할 수 없는 하이브리드여야 장사가 된다. 암술과 수술이 분리되어있는 옥수수에서 상업적“하이브리드” 육종과 상품화가 80년 전에 미국에서 시작되었다. 중국은 벼를 이용한 하이 브리드 품종 육종에 성공하여 10년 전부터 상업화 하고 있다. 일본과 한국의 종자시장 진출은 주로 채소에 기인하고 있다. 종자 강국 실현을 목표로 추진하는 정부정책은 바람직하나 세계적 선진 경험으로 교배 조합이 비밀리에 부처질수 있는 하이브리드여야만 종자 강국이 될 수 있다. 매년 아주 새로운 품종을 육종하지 않고 는 비하이브리드에 의한 종자강국 달성은 매우 어렵다. 농진청 옥수수 연구팀은 35년 전(1976) 세계가 개도국 에서 불가능 하다던 단교잡종(싱글크로스 하이브리드; single cross hybrid) 옥수수의 육종 성공시킨 경험이 있다. 중국, 인도, 태국 등이 우리에게 하이브리드 기술을 배웠다. 늦었지만 종자 강국이 되려면 병충해와 공생하는 안전성이 보장되는 하이브리드 육종을 서둘러야 한다. 국제경쟁에서 이길 수 있는 방향으로 정책을 펴고 민영화해야 한다. 정부주도의 종자회사는 성공하기가 어렵다.

기후변화를 막아야 할 의무가 우리 모두에게 있다. 미국과 중국의 기후변화 대처 저탄소 바이오에너지 기술개 발에는 옥수수가 상당한 비중을 차지하고 있다. 미국 기술은 안전 다수성 옥수수 하이브리드에 bm3라는 유전 자를 집어넣어(소가 옥수수 대를 먹었을 때 소화가 30% 잘 되는 유전자) 바이오에탄올을 뽑아내는 신기술이 다. 이 기술은 input 에너지를 30% 절약한다. 추가로 개발하는 또 다른 신기술은 옥수수 대에 당이 높은 high sugar gene 도입해서 사탕수수와 같이 에탄올을 생산한다. bm3 인자는 세루로즈를 당으로 바꾸는데 들어가는 효소를 1/2 절약 할 수 있다. 가지 치기한 산림에서 에너지를 생산하는 것도 같은 원리이다. 기후변화에 잘 적응하는 안전다수성 옥수수 하이브리드를 육종해서 휴경 논에 재배. 알곡은 식용, 사료, 공업용으로 부산물 은 에탄올 에너지를 생산하는 기술이다. 벼농사의 국제경쟁력을 높이위해서도, 그리고 산이 국토의 70%이고 잡목이 주종을 이루는 나라에서 셀룰로오스를 이용한 바이오에너지 생산의 개발을 서둘러야 할 때이다. 기후 변화를 줄이기 위한 우리의 선진 역할을 담당해야 한다.

기후변화의 주범은 우리 인간이다. 경제발달을 시키고 편안한 생활을 위해 발전하고, 농약의 과다 사용으로 식량증산을 시키다 보니 지구상에 사는 모든 생물에게 직접적인 피해를 주는 기후변화를 초래했다. 지구를 지키기 위해 코펜하겐에서 각국 정상들이 모여서 자기나라들의 기후변화 대처를 선언했다. 이산화탄소 배출 1, 2, 3국인 미국, 중국, 인도는 힘겨루기라도 하듯 이산화탄소 감축 숫자만 제시 했다. 우리나라도 개도국의 선진주자로서 녹색성장 정책과 실천과제를 발표했다. 기후변화 주범은 자동차, 제철소와 다른 산업화에 의한 이산화탄소의 배출, 벼농사와 가축들에 의한 매탄가스 방출 등이다. 축산패수에 의한 하천과 지하수 오염도 큰 몫을 하고 건강을 해친다. 동계기간 사무실과 아파트에 선진국에서 보다 더 높은 따스함을 즐기고 있다. 풍력과 태양열을 생산하는 중소기업이 원천 기술력의 미약으로 큰 곤궁에 빠진다는 보도도 있다. 지속가능한 생물 연료 원천기술 개발을 서둘러야 한다. 미국의 예를 보라. 제주도와 경상도에서 나타난 옥수수 보통녹병 (Common rust caused by Puccinia sorghi)은 기후변화가 주원인이라고 생각된다. 인기리에 재배되고 있는 국내 외 품종들이 새로운 병에 아주 약하다. 옥수수에서 나타난 새로운 병이 벼 등 주요 농작물에도 나타날 수 있고 세계 어디든 문제가 될 수 있다. 에너지를 절약하기 위한 모든 국민들의 노력과 식량증산을 국제 경제적 으로 발전시킬 의무가 우리 모두에 있다.

세계 하이브리드 옥수수의 1/4이 각각 미국과 중국에 심겨지고 있다. 중국의 옥수수 생산량은 미국의 60% 수준이다. 주저자는 1984년부터 중국 정부의 요청으로 중국 적응 하이브리드 육종기술을 자문하면서 “옥수수 가 가난을 물리쳐 부자되게 만든다”(위이미 부핀치부)는 고사를 알게 되었다. 중국에서의 옥수수 주용도는 사료와 공업용(전분산업 등)이다. 2만개의 회사가 옥수수 종자를 연구, 생산 혹은 시판을 한다. 옥수수 종자시 장 규묘가 3조원이라고 한다. 경북대학교 벤처 (주)닥터콘은 길림성에 현지 법인 종자회사: “공주령 닥터콘 유한 회사“를 설립 3년째 하이브리드콘 육종을 동북3성 길림성(공주령), 요령성(북심양)과 흑룡강성(할빈)에 서 수행하고 있다. 동계 기간은 중국에서 가장 따뜻한 해남도 산야에서 육종을 한다. 완전 무농약 상태에서 양질의 종자로 한 구덩이에 한 알 심는 옥수수(전통적으로 농민들은 보통 3알씩 심는다)와 병충해와 가뭄, 습해에 견디는 공생저항성(tolerance) 하이브리드콘 육종이다. 회사의 목표는 15년 내로 5위권 안에 진입하는 것이다. 세계 식량위기와 기후변화 차단은 중국 옥수수 생산 수준을 미국의 90% 정도로 끌어올리면 가능 할 것이다.

지구상에 사는 모든 생물은 자연환경에 공생하면서 적응을 해야 한다. 자연의 공생 밸런스 (homeostasis)가 깨어질 때 엄청난 재난이 발생한다. 기후변화는 지금까지 문제되지 않았던 병·충해가 발생하고 기주 동식물 (인간포함)에 끝없이 도전을 가한다. 구름이 많이 끼는 2010년의 봄철 기후변화, 저온, 과습, 눈이 많이 오는 환경은 비닐하우스 재배 농작물에 큰 피해를 입힌다. 이러한 환경에 적응 못한 이유 중에 하나는 인공환경하 에서 농약의 과다 사용으로 작물의 견디는 힘(tolerability)을 떨어지게 하였기 때문이다. 생물의 저항력은 아주 강력한 힘을 가진 단인자 저항성(single gene controlled high resistance)과 양적유전을 하면서 공생하는 두 가지 종류로 크게 구분이 된다. 대한민국의 농작물 육종은 아직까지도 전자에 의한 육종이 대부분이고, 자연진화 때문에 발생하는 생육초기의 병충해 침범 흔적을 무조건 방제하고자 하는 아주 잘못된 이론과 생각 때문이다. 생산된 농작물은 깨끗해야 된다는 생각을 바꾸어야 한다. 주저자는 한국에서 옥수수 매문병, 미국에서 옥수수 호마엽고병, 통일벼 도열병 대 발생을 보고, 양적유전자들에 의해 조정되는 공생원리가 자연진화의 원리라는 것을 깨닫게 되었다. 개발한 품종이 30년간 안전하게 자라는 것도 공생원리에 의한 육종이기 때문이다. 예, 수원19호 하이브리드(1976 농진청 육종)가 북한에서, IITA 왕슈퍼1호와 2호(1983, 1984년 육종)가 나이지리아 에서 재배되었다.