충남대, 40초 오존수로 아르테미시닌 생산성 3배

충남대 바이오AI융합학과·원예학과 박종석 교수 연구팀은 개똥쑥 유묘를 정식 전 오존수에 40초간 침지 처리하는 방식으로 생육과 기능성 성분 생산성을 동시에 높이는 고효율 재배 전략을 개발했다고 밝혔다.

이번 연구 결과는 산업작물 분야 국제학술지 *Industrial Crops and Products*(IF 6.2·JCR 상위 4.3%·Q1)에 게재됐다. 연구에는 김선우 박사과정생이 제1저자로, 박종석 교수가 교신저자로 참여했다.

연구팀은 다양한 농도의 오존수를 처리한 뒤 개똥쑥의 생육과 아르테미시닌 관련 대사물질을 분석했다. 그 결과 0.5mg/L 농도의 오존수를 40초간 처리했을 때 아르테미시닌 농도는 74.1%, 개체당 생산량은 209.8% 증가해 대조구보다 약 3.1배 높은 생산성을 확인했다. 지상부 건물중도 78.1% 증가해 생육과 기능성 성분 생산성이 함께 향상된 것으로 나타났다.

아르테미시닌은 개똥쑥에서 추출되는 성분으로 세계보건기구(WHO)가 권고하는 말라리아 치료제의 핵심 원료다. 그러나 식물 내 함량이 낮아 생산성을 높일 수 있는 재배기술 개발이 과제로 꼽혀 왔다.

연구팀은 저농도 오존 자극이 식물의 항산화 방어체계를 활성화하고 유용 대사물질 생성을 촉진하는 '호메시스(Hormesis)' 반응에 의해 이러한 효과가 나타난 것으로 분석했다. 오존수는 처리 후 빠르게 산소로 분해돼 잔류 부담이 적고, 정식 전 한 차례 처리만으로 효과를 얻을 수 있어 수경재배와 수직농장 등 스마트농업 생산 공정에도 적용 가능성이 높은 것으로 평가했다.

연구팀은 그동안 배초향과 일본겨자시금치, 적겨자, 갓, 케일 등을 대상으로도 오존수 처리 연구를 수행해 왔으며, 이번 연구는 약용작물뿐 아니라 다양한 고부가가치 작물의 기능성 성분 생산성 향상 기술로 활용 가능성을 제시했다.

박종석 교수는 "정식 전 단 한 번의 40초 오존수 처리만으로 개똥쑥의 생육과 아르테미시닌 생산성을 획기적으로 높일 수 있음을 확인했다"며 "수직농장과 수경재배 기반의 고부가가치 약용작물 생산 효율을 높일 수 있는 실용적인 기술로 활용될 것으로 기대한다"고 말했다.

이번 연구는 스마트팜 다부처 패키지 혁신기술개발사업과 농촌진흥청 농업과학기술 연구개발사업의 지원을 받아 수행됐다.