생장 2배 빠른 포플러 슈퍼클론 개발
-국립산림과학원, 바이오매스 맞춤형 포플러 슈퍼클론 개발-
-바이오매스연료 셀룰로오스 39.7% 증가, 연료화 방해 리그닌 16% 감소-

□ 산림청 국립산림과학원(원장 전범권)은 일반 포플러 대비 생장속도가 2배 빨라 탄소흡수와 미세먼지 저감능이 우수하고, 바이오매스의 주재료인 셀룰로오스 함량이 2배 높아 연료 활용도가 뛰어난 바이오매스 맞춤형 포플러 슈퍼클론(SCII-M221)을 개발하였다고 밝혔다.

nbsp;○ 이번 연구는 산림청 특정과제인 ‘포플러 슈퍼클론 개발 과제(2013∼2017)’로 경희대학교 식물환경신소재공학과 고재흥 교수 연구팀 주관으로 국립산림과학원(원장 전범권), 우리꽃연구소(대표 박공영), 인포보스(대표 박종선)가 참여하였으며, 식물생명공학 분야 세계 최고 학술지인 Plant Biotechnology에 최근 게재되었다.

□ 개발된 포플러 슈퍼클론(SCII-M221)은 줄기의 생장속도가 대조구 대비 줄기무게와 줄기직경이 증가하는 등 2배 이상 빠르고 목질부 조직의 생장성이 뚜렷하게 향상되었다.

nbsp; ○ 일반 동일 수종보다 2배 이상 빨리 생장하면 목재이용량이 크게 증가하고, 대기 중 이산화탄소의 포집 및 저감을 기대할 수 있다. 또 가로수, 조림수 등으로 조성될 경우 미세먼지 저감능도 높아 기후변화 대응과 국민 삶의 질 향상에도 기여할 수 있다.
□ 또한, 포플러 슈퍼클론(SCII-M221)은 바이오매스 연료의 주재료인 셀룰로오스 함량이 대조구 대비 39.7wt%(weight percent, 질량 퍼센트)까지 크게 증가하는 것으로 나타나 바이오에너지 원료목을 대량 확보할 수 있을 것으로 예상된다. 바이오오일, 바이오가스 등을 얻을 수 있는 목질 열분해 실험 결과에서도 대조구 대비 낮은 에너지 투입으로 전환이 가능하여 연료로서의 효율 역시 우수한 것으로 나타났다.nbsp;nbsp;

nbsp; ○ 반면 목질을 구성하는 3종류의 폴리머(셀룰로오스, 리그닌, 헤미셀룰로오스) 중, 바이오매스 연료화의 장애요인으로 작용하는 리그닌의 함량이 16 wt%까지 획기적으로 감소하면서 연료화 효율은 더 높아졌다.

□ 포플러 슈퍼클론(SCII-M221) 개발에는 두 개 이상의 유전자를 한 개의 유전자처럼 발현시킬 수 있는 ‘폴리시스트론 발현 시스템’과, 목부 조직-특이적 유전자 발현을 위해 자체 개발한 'DX15 프로모터'라는 두 가지의 첨단 생명공학기술이 활용되었다.

nbsp; ○ 특히 바이오매스를 양적으로 향상시키는 유전자인 PdGA20ox1과, 리그닌 생합성억제 유전자 PtrMYB221을 동시에 발현하도록 유도하여 빠른 생장과 높은 활용가치를 가진 수종의 맞춤형 개발이 가능하였다.

nbsp; ○ 유전자변형 기술을 이용하여 개발된 식물체는 현재 국내 이용이 제한되고 있지만 식용이 아닌, 짧은 기간(3∼4년), 그리고 일정 장소(GM 규정준수)에서 재배한 후 분쇄하여 에너지 원료목으로 활용한다면 인체나 환경에 영향을 미치지 않는다.nbsp;

□ 국립산림과학원 산림생명공학연구과 한심희 과장은 “최근 화석연료 과다사용에 따른 전 지구적 기후변화 현상과 미세먼지 등으로 환경친화적이며 재생가능한 대체 에너지의 개발 및 보급이 매우 시급한 상황”이라며 “포플러 슈퍼클론(SCII-M221)과 같은 유용수종 연구를 통해 기후변화에 대응하는 산림자원을 개발하고, 미래 에너지원으로서의 숲의 가능성도 높여나갈 것이다”라고 밝혔다.nbsp;nbsp;