깎기작업 적응하면서 매번 발육특성 달리하는 새포아풀의 놀라운 생존투쟁
깎기작업 적응하면서 매번 발육특성 달리하는 새포아풀의 놀라운 생존투쟁
  • 이계윤
  • 승인 2021.06.09 09:48
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미국 펜실베니아주립대학교 잔디연구소 SUMMARY

답압 강한 고품질 새포아풀 육종
재생산 시도하면 잡초상태 회귀
예초 스트레스 새포아 발육 영향
잔디 품종 육종에 세계적인 권위를 갖고 있는 미국 펜실베니아주립대학교 새포아풀 연구자료에 다르면 새포아풀은 예초에 적응하면서 그 발육특성을 달리한다. 그러한 과정에서 선발된 우수한 형질은 후천적으로 얻어진 특성으로 예초를 계속 하게되면 그 특성을 유지한다.
잔디 품종 육종에 세계적인 권위를 갖고 있는 미국 펜실베니아주립대학교 새포아풀 연구자료에 다르면 새포아풀은 예초에 적응하면서 그 발육특성을 달리한다. 그러한 과정에서 선발된 우수한 형질은 후천적으로 얻어진 특성으로 예초를 계속 하게되면 그 특성을 유지한다.

 

새포아풀은 골프장에서 원하는 잔디를 쫓아내고 그 자리를 점유하므로 미국이나 유럽에서는 새포아풀을 아예 그냥 잔디로 사용하는 경우도 많다.

미국에서 오래된 명문 골프장은 ‘포아그린’으로 되어 있는 곳도 많으며 실제로 표면 품질도 매우 우수하다.

그렇다면 그렇게 얻어진 우수한 새포아풀을 퍼트려 다른 골프장에서도 고품질의 포아그린으로쓰면되지 않는가?

그런 배경에서 잔디 품종 육종에 세계적인 권위를 갖고 있는 미국 펜실베니아주립대학교에서는 오랫동안 잔디로써 품질이 우수한 새포아풀을 육종하는 노력을 기울여왔는데 아쉽게도 성공사례는 전무하다.

벤트그래스 관련 수없이 많은 품종을 육종해낸 곳에서 단 한건의 성공사례도 없었던 것은 매우 이해하기 어려운 일인데 바로 그 당사자들이 그 이유를 알아내 논문이 흥미롭다.

결론적으로 새포아풀은 예초에 적응하면서 그 발육특성을 달리한다. 그러한 과정에서 선발된 우수한 형질은 후천적으로 얻어진 특성으로 예초를 계속 하게되면 그 특성을 유지한다.

하지만 이를 종자로써 재생산하려고 하면 그 특성이 사라지고 원래 잡초상태로 돌아가버려 아무리 좋은 포아그린을 얻었다 하더라도 그것을 옮기는 것은 가능하지 않다는 것이다.

펜실베니아주립대학교 연구에 따르면 전세계 골프장에서 발견되는 새포아풀은 세대를 넘어가면서 그 부모세대가 예초를 받았는지에 대해 기억한다고 한다.

이 발견은 동 대학에서 잔디 유전육종학을 담당하면서 새포아풀을 그린용 잔디종자로 개발하려했던 데이비드 허프교수의 20년 묵은 수수께끼를 푼 것이다.

새포아풀은 일년생이기도 하고 다년생이기도 하면서 엄청나게 다재다능한 식물이다. 새포아풀은 전세계 7개 대륙에서 극단적으로 킬리만자로산이나 남극에서 조차도 발견되는 잡초다.

그런데 새포아풀은 퍼팅그린에서 예초 높이가 매우 낮고 답압이 심한 상태해서 벤트그래스로 유지하기 힘든 조건에서도 굳건한 잔디품질을 유지하는 점에서 가치가 높다.

허프 교수는 “우리는 새포아풀을 예초하면DNA 전반에 메틸레이션(*메틸기를 갖다 붙이는 현상)이 증가해 예초라는 환경영향을 예초를 받지 않은 후대에 전달한다는 사실을 알아냈다”며 “세대를 뛰어넘어 환경에 적응하는 이러한 새포아풀의 ‘유연성’은 후생유전(*유전자 자체에는 변화없이 후천적으로 획득한 특성이 전달되는 현상) 메커니즘에 따른 것 같다”라고 말했다.

새포아풀이 예초를 기억하거나 잊어버리는 능력은 왜 그가 퍼팅그린 초종으로 새포아풀을 육종하려고 하는 그의 노력이 계속 실패해 왔는가를 설명해준다.

1994년에 그는 새포아풀을 그린초종으로 육종하는 과제를 시작했고 USGA에서는 10년 이상 이 과제를 지원했다.

허프 교수는 “나는 연구를 시작한지 한 10년쯤 지나서 열 몇 개의 아주 우수한 계통을 갖게 되어 종자생산에 들어갔다. 그런데 종자를 수확하기 위해 예초를 하지 않고 2~3 세대를 경과하면서 퍼팅그린에 최적이던 ‘멋진 난장이 계통’들을 다 잃어버렸다”고 밝혔다.

실망스럽게도 그 새포아풀은 모두 크고 못생긴 잡초로 되돌아가버린 것이다. 이과정을 몇번 겪고 나서 “도대체 무슨 일이 일어나는 거야? 라고 자문했다.

허프 교수는 그래서 혹시 땅 속에 잡초인 새포아풀이 있어서 그랬나 싶어서 토양 소독도 해보고, 그냥 폿트에서 재배해보다가 대학원생 한 명에게 교배와 유전연구를 하라고 지시했다.

허프 교수는 “우리는 퍼팅그린의 특성으로 우리가 그렇고 사랑했던 아름다운 난장이 특성은 불안정하다는 것을 알게 되어 이 연구를 하게됐다”고 설명 했다.

같은 계통 새포아풀을 여러 세대에 걸쳐 예초된 한 것과 예초하지 않은 것을 비교해 방대한 유전분석을 해본 결과 연구자는 ‘스트레스(=예초)’가 새포아풀 발육에 영향을 주는 것을 확인했다.

최근 ‘Crop Science(미국작물학회 학술지)’에 게재된 논문에서 그들은 낮은 예초 스트레스에 적응하는 특성은 차세대로 이전되는데 그것은 유전되는 경향이 있는 DNA methylation과 상관이 있다고 한다.

이 연구를 이끌었던 대학원생 크리스 벤슨은 “예초 스트레스를 가하지 않으면 새포아풀은 예초 스트레스에 대한 기억을 상실한다. 아마도 후생유전적 표식을 제거하는 것이다. 우리는 이런 세대를 이어가는 기억이 더 강화되거나 약화될 수 있으며 이 지식을 기반으로 안정적인 품종 육성이 가능할 것으로 믿고 있다”고 말했다.


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