김 신품종 개발 및 종자생산·관리
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김 신품종 개발 및 종자생산·관리 본 영상은 귀어희망자 미치 수산 기술에 관심있는 일반인을 대상으로 제작된 기초자료용 영상입니다. 2018년 월드식품박람회에서는 대한민국 대표 해조류인 김과 김 가공식품이 많은 주목을 받았는데요. 김은 지속적으로 양식이 가능한 미래 식품으로 세계적으로 관심과 수요가 증가하고 있습니다. 대한민국 수산업의 내일을 밝혀줄 김! 맛있는 반찬에서 대한민국 1등 수출상품이 되기까지, 김의 종자생산 방법과 신품종 개발 현황에 대해 알아봅니다. 01생태적 특징 김은 홍조류로 김파래목 김파래과에 속하는 김 속을 총칭하며 세계적으로 약 140종이 알려져 있습니다. 우리나라에는 16종이 서식하고 있으며, 주요 양식 종은 방사무늬김, 잇바디돌김, 모무늬돌김의 3종이 있는데요. 9월에 채묘하기 시작해 이듬해 5월까지 양식합니다. 보통 5~8℃가 성장 적정수온이고 일사량이 높아지는 4~5월부터는 엽체의 성장이 끝나고 노화가 진행됩니다. 02신품종 개발 2018년산 기준 생산량 약 1억 6천만 속, 산업규모 3조원에 달하는 김은 국내 해조류 생산량의 70%를 차지하고 있는데요. 2010년 수출 1억 달러 달성 이후 지난 8년 동안 5배까지 증가하며 대표적인 수출주도형 글로벌 식품산업으로 성장하고 있습니다. 2012년부터는 식물신품종보호제도가 해조류에도 확대 적용됨에 따라 김 양식 산업의 경쟁력 강화와 우수 품종 확보를 위해, 새로운 품종 개발과 산업화를 추진해 왔습니다. 김 신품종을 개발하는 방법은 3가지가 있으며, 선발육종, 교잡육종, 돌연변이 육종 기술이 확립되어 있습니다. 대표적으로 선발육종법을 소개하면, 생장이 빠르거나 색과 광택이 좋은 우량한 형질의 김 엽체를 확보하고, 그 형질을 고정하기 위해 순수한 계통을 만듭니다. 그 다음으로 실내 배양을 통해 온도 조건별로 생장 특성을 조사 합니다. 그리고 시험양식을 2년 동안 2회 실시해서 신품종의 특성이 안정적으로 나타나는지 확인합니다. 마지막으로, 신품종 개발이 완료되면 품종보호권을 출원하고 2년간의 재배심사를 거쳐 품종보호권이 등록됩니다. 따라서 김 신품종 1개를 개발하기 위해서는 최소 4~6년이 소요됩니다. 국립수산과학원에서는 국내 김 품종 다양화를 위한 신품종의 개발과 보급에 앞장서고 있는데요. 지난 2013년부터 해양수산부 정책과제와 양식수산물 전략품목 육성사업의 하나로 개발된 수과원 104호를 시작으로 2018년에는 수과원 111호와 112호를 개발하며 지금까지 총 10개 품종을 출원했고, 그 중 4품종의 품종보호권이 등록되었습니다. 박은정 박사 국립수산과학원:김양식에 있어 신품종 개발이 중요한 이유? 현재는 국내에 21개의 품종이 개발되어 종자 다양성 뿐만 아니라 생산성이 많이 향상되어 김 수출산업을 든든하게 지탱하고 있습니다. 이렇듯 140억원 정도의 김 종자산업은 물김을 생산하고 마른김으로 생산하여 내수와 수출에 이르는 3조원에 달하는 김 산업을 만들어내는 근간이라고 할 수 있습니다. 국내 김 양식현장은 대부분 방사무늬김을 양식하고 있어, 현재까지 품종개발은 방사무늬김이 우선 대상이었는데요. 개발된 신품종들은 기존 방사무늬김에 비해 1.5배~2배 정도 생산성이 향상되었습니다. 뿐만 아니라 폭이 좁은 형태의 세엽형 품종은 초기 생장이 빠른 특징을 보이는데요. 양식 중？후기에 안정적인 생산성을 가져오는 폭이 넓은 형태의 광엽형 품종을 비롯해 맛과 품질이 향상된 고품질 품종 등 다양한 특성의 품종들이 개발되어 양식어업인들의 호평을 받고 있습니다. 박은정 박사 국립수산과학원:품종 출원 현황과 앞으로의 계획은? 2018년 현재 기준으로 김의 경우 국립수산과학원에서 10개, 지자체 7개, 산업체 2개 등 총 21개 품종이 출원되었는데요. 국립수산과학원에서는 고생산성, 고품질, 광온내성품종 등을 개발하고 있으며, 매년 1개에서 3개의 품종을 출원할 계획입니다. 03유리사상체 배양 김 양식을 위해서는 먼저 김 패각사상체를 생산해야 합니다. 김 패각사상체는 김 유리사상체와 어미엽체(모조)를 이용한 과포자를 투입합니다. 이 중 유리사상체 배양방법에 대해 알아보겠습니다. 김의 생활사 중 봄부터 가을까지 실모양으로 생긴 사상체기를 지내게 됩니다. 김 엽체에서 암？수 생식세포의 수정으로 생겨나는 과포자가 발아되면 사상체가 되는데요. 사상체는 보통 기질에 부착하는데 이 부착기질에서 떼어낸 사상체를 유리사상체라고 합니다. 유리사상체를 배양하는 방법은 정치배양과 통기배양이 있습니다. 먼저, 정치배양은 사상체의 증식은 느리나 배양관리가 쉽고 초기배양과 고(高)수온기인 여름철에 사상체의 보존과 배양관리가 용이합니다. 통기배양은 사상체의 대량 증식에 가장 많이 사용하는 방법으로, 증식은 빠르지만 규조류와 세균에 노출되면 사상체의 생장에 영향을 주는 단점이 있습니다. 유리 사상체의 최적 배양 조건은 수온 18~20℃, 조도 500~1,000lux, 명기 16시간, 암기 8시간으로 사상체의 생장 속도는 수온과 조도에 따라 차이를 보이기 때문에 수온이 상승함에 따라 조도를 낮게 조절하는 것이 좋습니다. 발아 후 2개월 정도 자란 사상체 덩어리는 핀셋이나 가정용 믹서를 이용하여 잘게 자른 다음 여러 개의 페트리디쉬에 나눠 정치배양을 합니다. 배양 후 사상체가 많이 증식되어 양이 늘면 작은 용기에서 큰 용기로 옮겨 통기배양을 합니다. 04유리사상체 패각이식 유리사상체를 배양한 후에는 배양한 사상체를 패각에 이식해주는데요. 보통 3월부터 4월 중에 시작합니다. 이때 유리사상체 습중량 1g으로 패각 100상자 정도를 이식할 수 있기 때문에 종자생산 계획에 따라 유리사상체의 양을 조절하면 됩니다. 이제 패각에 잠입시킬 유리사상체를 잠입이 잘되는 크기로 잘라줘야 하는데요. 먼저 배양액의 해수를 3분의 2정도 덜어내고 믹서를 사용합니다. 칼날이 잠길 정도의 해수를 넣은 후 0.3~0.5mm가 되도록 수시로 검경하면서 잘라 줍니다. 100배율의 현미경으로 봤을 때 5cm 이상이 되는 사상체가 많거나 너무 부족하면 패각에 잠입하기 어렵기 때문입니다. 이때 너무 짧게 자르면 패각에 잠입 후 성장이 더디므로 유의해야 합니다. 절단한 유리사상체는 적당량의 배양해수를 희석하여, 수심이 5~8cm인 수조에 뿌려줍니다. 유리사상체는 뿌려주면 광합성 작용으로 기포가 발생하여 가라앉은 후 떠오르는 경우가 있는데요. 패각 이식 후 초기 배양은 수온 15℃ 전후, 조도 2,500~3,000lux, 비중 1.023~1.025범위로 관리하며 수온이 상승할수록 어둡게 합니다. 사상체의 패각 잠입은 유리사상체를 살포한 후 일주일이 지나면 현미경으로 확인이 가능하고, 2주가 지나면 육안으로 확인됩니다. 05패각사상체 배양 이제 패각사상체 배양방법에 대해 알아볼 텐데요. 패각사상체의 배양 방법에는 평면식과 수하식 방법이 있습니다. 최근에는 채묘를 해상이 아닌 육상에서도 많이 하고, 육상 채묘를 하게 되면 수하식으로 배양합니다. 평면식 배양 방법은 굴 패각의 편평한 진주층이 위로 가게 평면으로 배열하여 배양하는 방법입니다. 패각을 약간씩 겹치게 배열하면 기존 방법에 비해 패각 소요량은 증가하지만, 고압 분사기를 이용한 패각의 세척이 가능하며, 병해 관리와 물갈이를 쉽게 할 수 있는 장점이 있습니다. 수하식 배양 방법은 먼저 굴 패각 20개를 한 줄로 연결한 다음 평면식이나 수하식 배양장에서 펼친 후 유리사상체를 잠입시키는데요. 육안으로 잠입이 확인되면 걸대 사이의 간격을 15∼20㎝로, 수심 60㎝ 깊이에 패각이 서로 등을 마주 보게 걸어서 배양하는 방법입니다. 수하식 배양은 평면식보다 3∼4배 정도 많은 양을 배양할 수 있는 장점이 있는 반면 상하의 성장이 고르지 못하고 평면식보다 20~30일 정도 일찍 배양해야 합니다. 패각사상체의 배양에서는 무엇보다 조도, 수온, 비중 및 수질 관리가 가장 중요합니다. 패각사상체 배양에 알맞은 조건은 수온 15~25℃, 조도 1,000~3,000lux이지만 사상체는 조도와 수온에 따라 성장하는 속도가 달라지는데요. 성장이 더딜 경우 영양제로 처리하고 밝게 하여 사상체를 충분히 성장시키고 25℃ 이상이 되면 점차 어둡게 관리합니다. 여름철에 수온이 25℃ 이상 올라가면 사상체의 성장이 느려지지만 각포자낭의 형성이 활발해지는데요. 패각사상체의 성장이 늦어지면 통풍을 잘하여 수온 상승에 주의하고 인위적으로 명기를 16시간 내외로 연장시켜 배양하는 것이 좋습니다. 06패각사상체 성숙 수온이 15℃ 전후인 5월은 패각사상체의 생장이 좋은 시기로 사상체가 많이 생장하여 굴 패각 표면이 검게 보입니다. 6월부터는 사상체의 생장이 느려지며 각포자낭이 형성되기 시작하는데요. 5~6월의 조도 관리는 수하식은 1,000∼2,000lux, 평면식은 700∼1,200lux가 되도록 낮춰 관리합니다. 조도가 너무 낮고 습하면 적변병이 생기기 쉽고, 너무 밝으면 녹변병이 생기므로 잘 지켜봐야 하는데요. 조도는 갈색 규조류가 얇게 덮일 정도로 해주고, 배양 해수는 소독하거나 10일 이상 침전한 것을 사용합니다. 수하식 배양의 경우는 빛을 골고루 받기 위하여 수하연의 상하를 자주 교환해 주어야 합니다. 7~8월은 장마철에서 여름으로 접어들면서 배양 환경이 나빠지는 시기로 생리적인 장애와 병해가 생기기 쉬운데요. 조도는 1,000lux 이하로 유지하고, 수온이 높을 때에는 500~800lux로 조절합니다. 특히, 통풍을 좋게 하여 배양 해수의 온도를 30℃ 이상 오르지 않게 관리하는 것이 중요합니다. 8월 중순부터 9월에는 각포자낭이 점점 성숙하고 각포자 방출이 시작되는데요. 채묘를 성공적으로 잘 하기 위해서는 채묘 1주일 전에 포자낭의 성숙도를 관찰하여 채묘할 시기에 대량 방출할 수 있도록 억제 또는 촉진시켜 포자 방출을 조절해야 합니다. 9월에 접어들면 포자낭을 잘 성숙시키고 포자가 방출이 되지 않도록 수온변화에 주의해야 합니다. 각포자 방출이 시작되는 수온은 22℃ 전후로 알려져 있습니다. 포자낭의 성숙도 관찰은 패각사상체의 진주층을 분리한 후 탈회법을 이용하여 400배 이상의 배율로서 관찰하는데요. 보통 각포자낭이 성숙하면 패각은 회녹색이나 황백색을 띠며 포자가 방출 중인 패각을 손으로 문질러 보면 미끌미끌합니다. 포자의 방출을 확인하는 방법은 500mL 정도의 비커에 슬라이드글라스를 깔고 사상체가 잠입한 면이 아래로 가도록 넣어둔 후 오전 8~10시경에 관찰하면 되는데요. 각포자낭의 성숙이 잘 이루어졌다면 채묘 전 사상체 관리를 해줘야 하는데요. 각포자낭의 형성이 너무 빨라서 채묘 전에 포자가 방출될 우려가 있을 경우에는 포자방출억제법을 사용합니다. 반대로 각포자낭 형성이 너무 늦어져 채묘 시 다량의 포자가 방출되지 않을 경우 포자방출촉진법을 써야 합니다. 각포자의 방출억제법으로는 고온 처리, 습도처리, 고비중 처리 등이 사용되고 있는데요. 이 중 습도처리 방법이 가장 많이 사용됩니다. 습도처리 방법은 사상체를 배양해수에서 건져내어 3중 비닐 포대에 넣고 그 위에 젖은 신문지를 덮어 건조되지 않도록 합니다. 이 상태로 7~10일 이내에는 포자방출을 억제할 수 있습니다. 각포자의 방출 촉진법에는 단일 처리, 저온 처리, 환수 처리가 사용되고 있는데요. 먼저 단일처리는 채묘 1주일 전부터 인위적으로 명기를 8시간, 암기를 16시간으로 조절하여 포자방출 시기를 조절하는 방법입니다. 저온처리는 해수의 수온을 18℃로 유지하면서 패각사상체를 각포자가 방출될 때까지 배양해 주는 방법인데요. 이 기간 중 명기를 8~10시간, 암기를 16~14시간으로 조절하면 효과가 빠르며, 5~7일부터 각포자 방출이 시작돼 늦어도 7~8일 후에는 각포자의 방출이 일어납니다. 마지막으로 환수처리 방법은 배양 해수를 1~2일 간격으로 물갈이를 해 수온교차 자극에 의해 각포자 방출이 촉진되는 방법입니다. 이재영 대표 동해수산:김종자는 어디서 분양 받았나요? 지금 제가 생산하는 것은 모무늬돌김과 국립수산과학원 해조류연구센터에서 개발한 3개 품종 그리고 전남해양수산기술원에서 개발한 해풍(슈퍼김), 전라남도 목포 민간 업체에서 청풍으로 등록된 종자를 분양받아서 김 종자를 생산하고 있습니다. 이렇게 이식 후 6개월의 배양 기간을 거친 패각사상체는 PP포대 또는 스티로폼 박스에 담아 출하됩니다. 대한민국 대표 수산물 수출 품목인 김은 2017년 수출 5억 달러를 달성한 효자품목이기도 한데요. 최근, 중국과 미국, 태국 등을 중심으로 김 시장은 확대되고 있습니다. 저칼로리 웰빙스낵이자 글로벌 식품, 김! 국가와 지자체에서는 우량 신품종을 개발하고 산업화하여 종자산업의 경쟁력을 강화하고 있는데요. 전 세계적으로 김 수요 기반을 확대하고 지속 가능하며 친환경적인 김 생산 기반을 조성하여, 김 양식 산업의 더욱 밝은 미래를 기대합니다. 이 동영상은 저작권자의 허락 없이 무단 복제, 상업적 이용을 법적으로 금지합니다. 제작자문 해조류연구센터 박은정 (사)한국김산업연합회 김동수 촬영 및 자료 협조 국립수산과학원 해조류연구센터 전남 무안 수암종표 전남 진도 동해수산 전남 해남 감로씨푸드 영어조합법인 전남 완도 군외수산 (사)한국김산업연합회
