김 신품종 개발 및 종자생산·관리
2018 세계식품박람회에서는 대한민국 대표 해조류인 김과 김 가공식품 이 큰 주목을 받았습니다. 김은 지속가능한 양식이 가능한 미래 먹거리로 전 세계적으로 관심과 수요가 늘어나고 있습니다. 한국 수산업의 미래를 밝히는 김! 맛있는 반찬부터 대한민국 수출 1위 상품까지, 김종자의 생산방법과 신품종 개발 현황을 알아봅니다.
01 생태적 특징
해조류인 김은 해초목 해초과에 속하는 홍조류의 일종으로, 전 세계적으로 약 140종이 알려져 있다. 우리나라에는 16종이 살고 있는데 그 중 방사무늬김, 잇바디돌김, 모무늬돌김 3종이 주요종이다. 모종은 9월부터 수확하여 이듬해 5월까지 심는다. 성장에 적합한 수온은 일반적으로 5~8°C이며, 4~5월에는 일사량이 증가하여 잎의 성장이 멈추고 노화되기 시작합니다.
02신품종 개발
2018년 기준 김 생산량은 약 1억 6천만 속, 산업규모는 3조원으로 국내 해조류 생산량의 70%를 차지한다. 2010년 수출 1억달러를 달성한 이후 지난 8년간 5배 성장하며 대표적인 수출주도형 글로벌 식품산업으로 자리매김했다. 2012년부터는 식물 신품종 보호제도를 해조류까지 확대해 신품종 개발과 산업화를 촉진하고 김 양식 산업의 경쟁력을 강화하며 우수품종 확보에 나선다. 김 신품종 개발에는 세 가지 방법이 있는데, 선발육종, 교잡육종, 돌연변이 육종 기술이 확립되어 있다. 대표적인 선발육종 방법으로는 성장이 빠르거나 색상 및 광택이 좋은 등 우수한 특성을 지닌 김 엽체를 확보하고, 이러한 특성을 고정시키기 위한 순수한 계통을 만들어 내는 것이다. 다음으로 실내배양을 통해 온도조건에 따른 생육특성을 연구하였다. 그리고 신품종의 특성이 안정적으로 발현되는지 여부를 검증하기 위해 2년 내에 2차례의 임상시험을 실시할 예정이다. 최종적으로 신품종이 개발되면 품종보호권을 신청하고 2년간의 재배심사를 거쳐 품종보호권 등록을 하게 됩니다. 따라서 새로운 김 신품종을 개발하는 데는 최소 4~6년이 소요된다.
국립수산과학원은 국내 김 품종의 풍부화를 위해 신품종 개발 및 보급에 앞장서고 있습니다. 2013년 해양수산부 정책과제 및 수산양식수산물 전략상품개발사업의 일환으로 개발된 104호를 시작으로 2018년에는 111호와 112호를 개발하였습니다. 지금까지 총 10품종이 출원되었으며, 그 중 4품종이 품종보호권을 취득하였습니다.
김양식에 있어 신품종 개발이 중요한 이유
현재 한국은 종자 다양화는 물론 생산성을 크게 높이는 21종의 품종을 개발해 김 수출 산업을 강력하게 뒷받침하고 있다. 이처럼 약 140억 원 규모의 김 종자산업은 내수용과 수출용 물김을 생산하고 마른김으로 생산하여 3조원 규모의 김산업 창출의 기반이라 할 수 있다.
국내 대부분의 김 양식장에서는 방사무늬김을 재배하고 있어 현재 종개발의 초점은 여전히 방사무늬김 이다. 기존 방사무늬김에 비해 개발된 신품종의 생산성은 1.5~2배 향상된다. 또한 세엽형 품종은 초기에 빠르게 성장합니다. 양식과정에서는 후기 생산량이 안정적인 광엽종부터 맛과 품질이 향상된 고품질 품종 등 다양한 특산품종이 재배되어 농민들에게 호평을 받고 있다.
품종 출원 현황과 앞으로의 계획
2018년 기준 국립수산과학원 10종, 지자체 7종, 기업 2종 등 총 21종의 김 품종이 신청됐다. 국립수산과학원에서는 다수확, 고품질, 내광성 품종을 개발하고 있으며, 매년 1~3품종을 신청할 계획이다.
03 유리사상체 배양
김을 재배하려면 먼저 김 패각사상체를 생산해야 합니다. 김 패각사상체는 김 유리사상체와 어미엽체(모조)를 이용한 과포자를 투입합니다. 그 중 유리사상체 배양방법에 대해 알아보겠습니다. 김의 생활주기 동안, 봄부터 가을까지, 그것은 사상체를 통과합니다. 김의 암수 생식세포가 수정되어 생성된 과포자가 발아하면 사상체가 됩니다. 사상체는 일반적으로 기판에 부착되어 있으며 부착된 기판에서 분리되는 사상체를 유리 사상체라고 합니다. 유리사상체를 재배하는 방법에는 정적 배양과 통기 배양의 두 가지 방법이 있습니다. 우선, 정적 배양시 사상체는 증식이 느리나 배양 및 관리가 용이하며, 양식 초기 및 여름 수온이 높을 때 사상체의 보존 및 관리가 용이하다. 통기배양은 사상체의 대규모 증식을 위해 가장 일반적으로 사용되는 방법으로 증식 속도는 빠르지만, 규조류 및 세균과의 접촉이 사상체의 성장에 영향을 미친다는 단점이 있다. 유리사상체의 최적 배양조건은 수온 18~20°C, 광도 500~1,000lux, 광시간 16시간, 암시간 8시간이다. 수온이나 조도는 수온을 높이고 조도를 낮추는 것이 좋습니다. 발아 후 약 2개월 동안 자란 사상체 덩어리를 핀셋이나 가정용 믹서기를 사용하여 작은 조각으로 자른 후 여러 개의 페트리디쉬에 나누어 정치 재배합니다. 배양 후 사상체가 증식하여 그 수가 증가하면 소형용기에서 대형용기로 옮겨서 통기시킨다.
04 유리사상체 패각이식
유리사상체를 배양한 후, 배양된 사상체를 패각에 이식하였다. 보통 3월에서 4월 사이에 시작됩니다. 이때, 유리사상체 습중량 1g으로 패각 100상자 정도를 이식할 수 있으므로, 유리사상체 양은 종자생산계획에 따라 조절하면 된다. 이제 껍질 속으로 침투할 유리사상체 를 쉽게 침투할 수 있는 크기로 잘라야 합니다. 먼저, 배양액에 들어있는 바닷물의 2/3 정도를 제거하고 믹서를 사용합니다. 칼날이 잠길 만큼 충분한 바닷물을 넣은 후 0.3~0.5mm가 될 때까지 자르면서 자주 확인하세요. 100배율로 현미경으로 볼 때 5cm보다 큰 사상체가 너무 많거나 너무 적으면 껍질 속으로 침투하기 어렵기 때문입니다. 이때 너무 짧게 자르면 껍질 속으로 서서히 자라기 때문에 주의하세요. 절단된 유리사상체는 적당량의 배양해수로 희석한 후 수심 5~8cm의 수조에 깔아준다. 유리사상체 분사시 기포가 생성되는 광합성으로 인해 기포가 가라앉았다가 뜨는 경우가 있습니다. 패각 이식 후 초기배양 관리조건은 수온 15℃내외, 조도 2,500~3,000lux, 비중 1.023~1.025이며, 수온이 높아질수록 수색이 진해진다. 실크가 껍질 안으로 침투하는 것은 유리사상체 를 분사한 후 1주일 후 현미경으로 확인할 수 있고, 2주 후에는 육안으로 확인할 수 있습니다.
05 패각사상체 배양
이제 우리는 패각사상체 를 배양하는 방법을 배울 것입니다. 패각사상체 를 재배하는 방법에는 평면식과 수하식 방법의 두 가지 방법이 있습니다. 최근에는 바다보다는 육지에서 묘목을 수확하는 경우가 많으며, 육지에서 묘목을 수확하는 경우에는 수중에서 재배한다. 평면식은 평평한 진주층이 위로 향하게 하여 굴 껍데기를 평평한 표면에 배열하는 방법입니다. 조개껍질을 약간 겹치게 배열하면 기존 방식에 비해 필요한 조개개수가 늘어나지만, 고압분무기로 껍질을 청소할 수 있고 질병관리와 물갈이가 더 용이하다는 장점이 있다. 수하식 배양 방법은 먼저 굴껍질 20개를 일렬로 연결한 후 평면식이나 수하식 배양장에서 펼친 후 유리사상체를 잠입시키는데요 육안으로 침투가 확인되면 랙 사이에 15~20cm 간격을 두고 60cm 수심에 껍질을 서로 마주보게 매달아 배양한다. 수하식 배양은 평면식에 비해 3~4배 더 재배할 수 있다는 점이나, 윗면과 밑면의 생육이 고르지 않아 평면식보다 20~30일 먼저 배양해야 한다. 패각사상체의 재배할 때에는 광도, 수온, 비중, 수질관리가 가장 중요하다. 패각사상체 배양 적합한 조건은 수온 15~25°C, 조도 1,000~3,000럭스이지만, 패각사상체 의 성장 속도는 빛의 강도와 수온에 따라 다릅니다. 성장이 느린 경우 영양분을 공급하고 명암을 줄여 충분한 사상적 성장이 가능하도록 하며, 온도가 25°C 이상으로 올라가면 점차 검어집니다. 여름철 수온이 25°C 이상으로 올라가면 사상체의 성장은 둔화되지만 각질포자낭의 형성은 활발해진다. 패각사상체가 천천히 자라는 경우 통풍을 잘 유지하고 수온 상승에주의하며 배양을 위해 조명 시간을 인위적으로 16 시간 정도 연장하는 것이 좋습니다.
06 패각사상체 성숙
5월은 수온이 15℃ 정도가 되면 패각사상체 이 자라기 좋은 시기인데, 실크가 많이 자라면서 굴껍질 표면이 검게 나타난다. 6월부터 사상체 성장이 둔화되고 각각의 포자낭이 형성되기 시작합니다. 5~6월 조도관리는 수하식은 1,000~2,000럭스, 평면식은 700~1,200룩스로 낮추는 것이다. 조도가 너무 낮고 습도가 높으면 홍반이 생기기 쉽고, 빛이 너무 밝으면 녹색 반점이 생기기 쉬우므로 주의 깊게 관찰해야 합니다. 빛의 세기는 갈색규조류의 얇은 층을 덮을 만큼 충분하며, 배양해수를 멸균하거나 10일 이상 방치한다. 매달기 재배의 경우, 균일한 빛을 받기 위해서는 매달린 튜브의 상단과 하단을 자주 교체해야 합니다. 7~8월은 장마철이 여름으로 바뀌면서 재배환경이 악화되어 생리장애 및 질병이 발생하기 쉽다. 조도를 1000럭스 이하로 유지하고, 수온이 높을 때는 500~800럭스로 조정하세요. 특히, 환기를 잘 유지하고 사육수의 온도가 30°C를 초과하지 않도록 하는 것이 매우 중요합니다. 8월 중순부터 9월까지 각각의 포자낭이 점차 성숙하여 각각의 포자가 방출되기 시작합니다. 성공적으로 채묘를 수확하기 위해서는 파종 1주일 전에 포자낭의 성숙도를 관찰하고, 파종 시 포자의 대량 방출을 억제 또는 촉진하여 포자 방출을 조절하는 것이 필요하다. 9월이 다가오면 수온 변화에 주의를 기울여 포자낭이 잘 성숙되고 포자가 배출되는 것을 방지해야 합니다. 각 포자가 방출되는 수온은 약 22°C로 알려져 있습니다. 포자낭의 성숙도를 관찰하기 위해 껍질 사상체의 진주층을 분리하여 탈회법을 이용하여 400배 이상의 배율로 관찰하였다. 일반적으로 각 포자낭이 성숙하면 껍질은 회녹색 또는 황백색으로 변하며, 포자가 배출되면 손으로 문지르면 껍질이 미끄러운 느낌이 듭니다. 포자 방출을 확인하는 방법은 슬라이드를 500mL 비이커에 사상균 침입면이 아래로 향하도록 넣고 오전 8시부터 10시쯤 관찰하는 것이다.
각각의 포자낭이 잘 자라면 파종하기 전에 사상체 관리를 해야 합니다. 각 포자낭의 형성이 너무 빨라서 채묘보다 먼저 포자가 방출될 위험이 있는 경우에는 포자 방출 억제 방법을 사용하십시오. 반면, 각각의 포자낭이 너무 늦게 형성되어 파종 시 많은 수의 포자가 방출되지 않는 경우에는 포자 방출을 촉진시키는 방법을 사용해야 한다.
포자 방출을 억제하기 위해 고온 처리, 습도처리, 고비중 처리를 사용합니다. 그 중 가습처리 방법이 가장 널리 사용되고 있다. 습도처리 방법은 사상체를 꺼내어 3중비닐봉투에 넣은 후, 마르지 않도록 젖은 신문지로 덮어 두는 것이다. 이러한 조건에서 포자 방출은 7~10일 이내에 억제될 수 있습니다. 단일 처리, 저온 처리, 물 교환 처리를 사용하여 각 포자의 방출을 촉진하십시오. 단회치료란 포자 발생 1주 전부터 인위적으로 명기간을 8시간, 암기간을 16시간으로 조절하여 포자 방출기간을 조절하는 방법입니다. 저온 처리란 해수 온도를 18°C로 유지하면서 각 포자가 방출될 때까지 패각사상체를 배양하는 방법입니다. 이 기간 동안 명기간을 8~10시간, 암기간을 16~14시간으로 조절하면 효과가 빨라지며 각 포자 방출은 5~7일 후에 시작되고 각 포자 방출은 7일 후에 발생합니다. 7일까지. 늦어도 8일. 마지막으로 수질변화 처리방법은 배양해수를 1~2일 간격으로 교체하여 수온을 자극하여 각 포자의 방출을 촉진시키는 것이다.
김종자의 분양
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.
김은 우리나라 대표 수산물 수출품목이자 주력상품으로, 2017년 수출액은 5억달러에 달한다. 최근 김 시장은 특히 중국, 미국, 태국에서 확대되고 있습니다. 해초는 저칼로리 건강간식, 글로벌 식품으로 국가와 지방자치단체는 우수한 신품종 개발과 산업화를 통해 종자산업의 경쟁력을 높이고 있습니다. 글로벌 김 수요기반을 확대하고 지속가능하고 친환경적인 김 생산기지를 조성함으로써 김 양식산업의 더 밝은 미래를 기대합니다.
