최근 기능성 식품 수요가 늘어나면서 유용성분 함량이 높은 작물 품종 개발이 중요해지고 있다. 국내 농산업 경쟁력을 높이기 위한 첨단 육종 기술 개발이 요구되는 가운데, 농촌진흥청이 종자 분석 분야의 새로운 대안을 제시했다.

농촌진흥청(청장 이승돈)은 영상 데이터와 인공지능(AI) 분석 기술을 결합해 종자를 손상하지 않고도 참깨와 들깨 유용성분 함량을 빠르게 분석할 수 있는 ‘유용성분 함량 분석 모델’을 개발했다.

이번에 개발한 분석 모델은 자외선, 가시광선, 적외선 영역의 성분 구조를 세밀하게 볼 수 있는 초분광영상을 활용한 비파괴 분석 방식이다.

이 모델을 적용하면, 참깨의 세사민, 세사몰린, 리그난 성분과 들깨의 팔미트산, 스테아르산, 올레산, 리놀레산, 오메가-3의 총 지방산 함량을 비파괴 방식으로 정밀하게 분석할 수 있다.

단 1회 촬영으로 500알 종자를 분석하는 데 48시간 걸렸던 작업을 5~10분 안에 수행할 수 있다. 분석 시간이 줄어든 데다 기존 이화학적 분석과 유사한 수준의 정확도를 보여 성분분석과 종자 선별에 걸리는 시간을 획기적으로 단축할 수 있다.

그동안 참깨·들깨 같이 기능 성분 함량이 중요한 작물의 품종 개발은 종자를 파괴한 뒤 이화학적 성분분석을 통해 진행하다 보니, 시간과 비용이 많이 들었다.

이번에 개발한 분석 모델은 이러한 문제를 해결하고, 종자 육종 과정의 효율성을 획기적으로 높일 수 있을 것으로 기대된다.

농촌진흥청 스마트생산기술과 연구진은 이번 연구 성과를 바탕으로 자동화 모델 저작권 2건 등록을 진행 중이며, 현장에서 바로 활용할 수 있는 운영 지침(매뉴얼) 1건도 구축했다.

오는 3월에는 국립식량과학원 육종부서를 대상으로 시연회와 자동화 프로그램 교육을 진행, 현장 기술 확산과 실질적인 활용을 지원할 계획이다.

분석 모델 프로그램 배포와 시연회 관련 문의는 농촌진흥청 스마트생산기술과로 하면 된다.

농촌진흥청 고지연 스마트생산기술과장은 “이번 인공지능 영상 기반 비파괴 분석 기술은 유지작물 육종과 종자 품질 평가 방식을 획기적으로 개선할 수 있다.”라며, “유용성분 분석 모델 개발을 다른 작목으로 확대해 육종 효율성을 높이고, 우수한 신품종을 개발·보급해 농가 소득 향상에 기여하겠다.”라고 밝혔다.