환경부 산하 국립생태원(원장 박용목)은 기후변화로 개체수가 줄어들고 있는 구상나무의 배아줄기세포 배양에 최근 성공했다고 밝혔다.

크리스마스 트리로도 알려진 구상나무는 소나무과에 속한 우리나라의 대표 침엽수로 한라산, 지리산의 아고산대에서 군락단위로 분포하고 있다.

▲ 한라산 구상나무

국립생태원은 2015년부터 구상나무의 보전 및 복원을 위해 한국생명공학연구원 생물자원센터와 공동 연구를 진행해 왔다.

고유종인 구상나무는 발아율이 낮아 종자의 발달이 충분한 경우에도 발아율이 50% 정도이며, 미성숙한 종자의 발아율은 10% 내외로 생태적 복원에 필요한 종자, 유목 등의 확보에 어려움이 있다.

연구진은 이에 대한 해결책으로 식물조직배양 기술을 활용하여 안정적인 구상나무 배아줄기세포의 배양에 주력했다.

국립생태원은 우수한 배아줄기세포를 확보하기 위해 계절별로 구상나무 종자를 채집하여 다양한 배양조건에서 5년 간의 연구를 진행하여 배아줄기세포 배양에 성공했다.

조직배양의 핵심 기술은 구상나무 배아줄기세포가 식물체로 분화할 수 있도록 적당한 조건을 갖춘 배양용 세포와 생장에 필요한 호르몬 조건을 찾는 것이다.

연구진은 이를 위해 다양한 조건에서 반복적인 실험을 진행했다. 구상나무 배아줄기세포 배양을 위해 한라산 구상나무의 미성숙 구과(毬果) 씨앗 속에 있는 배(胚)를 분리하여 세포배양을 유도했으며, 세포의 상태에 따라 지속적인 계대배양을 실시했다.

그 결과, 배양 시작 후 약 2개월이 경과하면서 세포분열을 할 수 있는 초기 단계인 캘러스(callus)가 생성됐으며, 캘러스에서 분화된 조직이 발생하는데 다시 약 2개월이 소요됐다.

국립생태원은 구상나무 배아줄기세포에서 배양된 구상나무를 바탕으로 생태적 복원을 위한 구상나무 유목 및 종자 확보에 활용하는 한편 구상나무의 기후변화 적응 조건을 찾기 위한 연구에도 활용할 예정이다.

박용목 국립생태원장은 “이번 연구 성과를 바탕으로 기후변화로 급격히 쇠퇴하고 있는 구상나무의 보전에 기여할 수 있는 연구를 가속화할 예정이다”라고 밝혔다.