치명적인 곰팡이병과 뿌리 부패로 사실상 멸종했던 미국 밤나무가 유전자 분석 기술을 통해 복원 가능성을 높이고 있다. 연구진은 미국 밤나무의 성장 특성과 중국밤나무의 질병 저항성을 결합해 우수한 개체를 조기에 선별함으로써, 동부 숲에 건강한 밤나무를 다시 확산시키는 것을 목표로 하고 있다. (이미지/보스턴살아)

 

 

 

 

 

죽은 나무의 귀환

유전자 분석으로 미국 밤나무 ‘부활’

치명적 질병에 멸종 위기였던 동부 상징 나무, 맞춤 육종으로 빠른 복원 가능

 

 

 

 

 

한때 동부 미국을 뒤덮었던 수십억 그루의 미국 밤나무가 유전자 분석 덕분에 다시 숲으로 돌아올 날이 가까워졌다. 1950년대 치명적 곰팡이병과 뿌리 부패로 사실상 멸종한 이 나무는, 과학자들의 최신 연구 덕분에 건강한 세대를 빠르게 재생할 가능성을 얻었다.

 

재러드 웨스트브룩(Jared Westbrook) 미국밤나무재단(The American Chestnut Foundation) 과학국장은 AP통신 보도를 통해 “이번 연구가 바로 복원의 엔진”이라며 “메인주에서 미시시피까지 분포했던 나무를 다시 고향 숲으로 돌려보내는 것이 목표”라고 밝혔다.

 

미국 밤나무는 30미터 이상 자라며 풍부한 밤을 생산하고, 목재도 직선성이 뛰어나 과거 숲과 사람들에게 중요한 자원이었다. 그러나 외래 질병에는 속수무책이었다. 반면 중국밤나무는 질병에 강하지만 키가 작고 숲에서 경쟁력이 떨어져, 미국밤나무가 생태계에서 맡던 역할을 대신할 수 없었다.

 

연구진은 미국밤나무의 성장 특성과 중국밤나무의 질병 저항성을 결합한 맞춤 육종 전략을 제시했다. 유전체 시퀀싱을 통해 원하는 특성과 연관된 유전자 위치를 찾아내, 미국밤나무 DNA를 70~85% 유지하면서도 질병에 강하고 키가 큰 나무를 선별할 수 있다. 이를 통해 자연 성장을 기다리지 않고도 세대 간 간격을 줄여 복원을 앞당길 수 있다.

 

 

버논 코피(Vernon Coffey·왼쪽), 윌리엄 파월(William Powell), 앤디 뉴하우스(Andy Newhouse)가 2019년 9월 30일 뉴욕주 시러큐스에 있는 뉴욕주립대학교 환경과학·임업대학(College of Environmental Science & Forestry) 라파예트 로드 실험장(Lafayette Road Experiment Station)에서 유전자 변형 밤나무 시료를 수확하기 위해 준비하고 있다.

 

 

 

허드슨알파 유전체 시퀀싱 센터(John Lovell 연구팀)의 연구에 따르면, 단순히 질병 저항성만 선택하면 나무가 작아지고 경쟁력이 떨어진다. 따라서 유전자 분석을 통한 종합적 선별이 필수적이다. 오리건주립대학교의 스티븐 스트라우스 교수는 “유전자 편집을 활용하면 더 빠르고 정밀하게 나무를 개선할 수 있다”며, 규제 장벽이 연구 속도를 늦출 수 있다고 지적했다.

 

하지만 전문가들은 한 가지 질문을 던진다. “얼마나 바뀌어야 여전히 ‘미국밤나무’라고 부를 수 있을까?” 환경사 연구가 도널드 데이비스(Donald Edward Davis)는 “미국밤나무는 북미 생태계에서 독특한 역할을 하는 핵심 종”이라며, 혼합종은 같은 생태적 가치를 지니기 어렵다고 밝혔다.

 

러벨 연구원은 매체 인터뷰에서 “외부 유전적 다양성을 도입해야 건강한 종 복원이 가능하다”며 “미국밤나무 유전자만 고집하면 유전자 풀이 좁아져 결국 멸종 위험이 남는다”고 강조했다.

 

이번 연구는 멸종 위기였던 상징적 나무를 되살리는 과학적 기반을 마련했으며, 맞춤 육종과 유전자 분석을 통해 미국밤나무가 다시 동부 숲을 장식할 날이 현실로 다가오고 있다.