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농촌진흥청


연구성과보고서 2024

농업의 미래 성장산업화
    • 플랫폼 기반 농업 데이터 공동활용과 새로운 가치 창출
      연구배경

      분산되어 활용도가 낮은 농업 데이터의 공유 및 개방 체계 필요

      주요성과

      농업 데이터 수집 종합 현황 (’24.12월) : 약 16억건 정도 (과제 144, 현장 114개소)

      데이터 플랫폼 사용자 등록 : 2,699명 데이터 분석 시각화 지원 : 7분야 17건

      스마트팜 민간 개발 우수모델 시범 제공 : 2품목(딸기·수박), 11농가

      수집 데이터의 공유 요청 및 승인 : 전체 51.3% (개방 134 / 전체 261)

      대통령 직속 디플정 전체회의(5차)에 「데이터 종합계획」심의· 의결(’24.4.17.)

    • 딸기 디지털육종을 위한 MAS 시스템 구축 및 유전자 칩 분석
      연구배경

      국내 딸기 육종 효율 증진을 위한 데이터 기반 분자표지 및 디지털 육종 기술 개발 필요

      주요성과

      딸기 분자마커 활용 육종 시스템(MAS) 구축 및 활용 마커 보급 마커도입: 병저항성, 과실품질, 개화특성 마커 33점 마커선발: 한국 딸기 유전자원에 적용 가능한 마커 2점 (복숭아향, 중일성) 선발 마커활용: 도입 분자마커 국내 딸기 육성기관(충남도원, 고령지농업연구소) 활용 확산

      딸기 유전체 정보를 활용한 선발을 위한 유전자칩 분석 유전체 정보: 한국 딸기 유전자원(384점) 유전자칩(50K) 분석

    • 노지 스마트기술 융복합 모델 조성으로 지속가능한 미래농업 전환
      연구배경

      농업인력 부족 및 기후 위기로 농산물 수급 불안 문제해결 필요

      주요성과

      (기반조성) 지자체·민간이 연계한 지역 현안 맞춤형 노지 스마트 기술 융복합 시범지구 조성(9개소, 318ha, 205농가) 생력화(3개소), 재해대응(3), 환경개선(3)

      (역할정립) 스마트기술 집적화·규모화를 위한 관계부처·민관 협업체계 구축 48개 부서 및 기관: 농식품부(1)+연구부서(16)+공공기관(2)+지자체(17)+민간기업(12)

      (기술지원) 지역별 현안에 따른 최적의 청 개발기술을 투입하여 영농효율 향상 및 경제적 효과 극대화 (영농효율) 생산성 12.7%↑증가, 노동력 58.8↓감소 (경제효과) 소득13.2%↑증가, 인건비 46.4%↓감소

    • “과수원 농업 로봇 시대 시작” 자율주행 기반 과원 농업 로봇 핵심기술 구축
      연구배경

      고령화 대응 유인 농기계의 무인화 기술 및 신규 농업로봇 개발

      주요성과

      (방제) 자율주행 기반 과수원 방제로봇 전동화 및 작업 편이성 향상 작업자 농약 피폭 및 전복 사고 예방, 적정 농약사용으로 환경오염 방지

      (제초) 과원 내 무인 잡초 제거를 위한 로봇 기술 개발 작업시간 5시간 확보(완충 기준) →기준 주행속도 2km/h일 때 1.85ha 제초 작업 가능

      (운반) 작업자를 추종하는 자율주행형 운반 로봇 개발 고정밀 GNSS, 레이저 센서(LiDAR), 카메라 등 적용 작업자 추종 기능

    • 디지털 정보 기반 콩 문제병원균인 현장방제 대응 기술 구축
      연구배경

      고온다습기상으로 인한 콩 병해 급격한 증가로 콩 생산 불안정, 수량 감소

      주요성과

      콩 병원균 발생 추적 및 역병균 병원성 분화 구명 ’90∼’10년대(20년) 병원성 변화 추적, 국내 우점 레이스 구명 국내 문제 병원균 유전체 기반 유전자 변화 (규칙성, 보존영역) 구명

      머신러닝기반 대량 병원균 병징 인식 및 저항성 검정 기술 개발 병징등급자동 기계판별: 1(저항성)∼5(감수성) 5단계 판정 ⇒ 노동력↓감소, 정확성↑증가

      병 방제 위해 천연 항균물질인 신규 박테리오신 구명 및 방제 능력 확인 박테리오신 생성균 확보 및 박테리오신 생성 유전자(단백질) 확인, 억제 미생물 선발

    • 노지 스마트농업 정밀 물관리기술 개발과 보급확산
      연구배경

      (정책지원) 논에서 밭작물 안정생산을 위해 배수개선 기술개발 필요

      (기후변화 대응) 노지 밭작물의 안정적 수분공급을 위한 관개기술개발 필요

      주요성과

      (원천기술) 노지 밭작물 핵심 양수분 관리 기술 개발(4종) 땅속배수, 지중점적관개, 관·배수 통합물관리, 토양양분 센서

      (논콩 생산기술) 논콩 생산단지별 생산성 증대 재배기술 확립

      (시범사업) 땅속배수 36개소 및 밭작물 관개시스템 5개소 반영

      (정책) 논콩 생산단지 배수개선사업 추진 (’23~ 농식품부) 김제 종신지구, 39필지, 14ha

    • 박과채소 분자마커 개발 및 보급으로 국내 종자기업의 디지털육종 지원
      연구배경

      박과채소 육종은 타작목 대비 대면적이 필요해 디지털 기술 기반의 육종효율기술 수요 증가 추세

      주요성과

      현장수요를 반영한 종자기업 맞춤형 박과채소 마커세트 개발 누적: 오이(327개), 동·서양계 호박(219·240), 수박(341) 선발효율 증진으로 육종기간 단축(6~8세대 →변경 3~4)

      마커 기술이전 및 현장 보급으로 민간 종자기업의 디지털육종 전환 촉진 농진원 및 종자기업 기술이전(누적 108건, 기술료 4.7억 원) 맞춤형 컨설팅(36건), 대국민 홍보(56건), 워크숍(’24) 개최

    • 2세대 스마트팜 플랫폼 ‘아라온실’ 민관협력 통해 완성
      연구배경

      효율성을 갖춘 2세대 스마트팜 농가 보급을 위한 민관 협력 필요

      주요성과

      아라온실 상용화 드림팀 운영(’24~) 국내 주요 스마트팜 기업 21곳(국내 시장 80% 이상 점유)

      온라인 개발자 커뮤니티 운영(’24~) 민간 사용제품 개발 지원을 위한 오픈소스 등 기술 정보 제공 온라인 주소: https://cafe.naver.com/aragp

    • 시설과채류 순환식 수경재배 기술 개발과 현장 보급 확대
      연구배경

      친환경 스마트농업 구현을 위한 순환식 수경재배 기술 개발 및 보급

      주요성과

      (원천기술) 수경재배 급배액 모니터링 및 급액량 관리 프로그램 알고리즘 특허

      (탄소저감) 비료 사용량 감소에 따른 온실가스 배출 탄소배출량 감소: 딸기 26%, 토마토 63%, 파프리카 61%, 멜론 34%

      (현장보급) 순환식 수경재배 현장 보급 확대 ’24∼’26 농촌진흥청 신기술보급사업 전국 30개소 (누적)

      (성과확산) 한국형 순환식 수경재배 현장 보급 촉진을 위한 기술 교육 및 홍보

    • 기계화·자동화로 훨씬 가까워진 미래형 사과원
      연구배경

      노력 절감 미래형 사과원에 적합한 수형개발 필요

      주요성과

      기계 전정기를 이용한 과원관리 효과 분석 전정기계 활용 노력 절감 효과와 수체생리 및 반응 분석

      기계적엽 조건 설정 토출압 0.9bar, 기계적엽은 잎 따는 시기를 늦출 수 있어 과실비대와 착색증진 동시 효과

      전방 동력인출장치(PTO) 시스템형 국산 트랙터 탈부착 기계 전정기 제작 시제품 경량화 및 국산 저동력 트랙터(50HP) 전방 탈부착 가능, 지름 4cm 절단 가능

      ICT기반 무인자동 농약살포 시스템(MSS) 성능평가 고속분무기(SS기) 대비 효과 차이 없음

    • 인공지능 기반 돼지 행동 및 발성음 모니터링 기술
      연구배경

      돼지 건강 상태 파악을 위한 비접촉식 생체정보 수집 기술 필요

      주요성과

      산업체 협력연구를 통한 돈사 환경 적합 영상 수집 장치 개발 영상 품질 유지 및 카메라 내구성 확보를 위한 와이퍼 부착형 케이스 개발

      영상·발성음 모니터링 인공지능 모델 개발 (사료섭취행동) 돼지 몸통, 머리, 꼬리의 형태적 특성 반영
      * 실험농가 4개소 교차 검증 정확도: 78.3%
      (활동량) ID 재부여 방식을 적용한 개체추적 모델 활용
      * 개체추적 모델 실험농가 4개소 교차 검증 정확도: 89.1%
      ** 활동량의 경우 돈군 내 개체별 추적 정확도에 비례하여 성능이 결정됨
      (기침·비명) 소리 특징 추출 방식의 조합 활용
      * 실험농가 3개소 교차 검증 정확도: 85.0%

    • 인공지능 기반 돼지 임신 판정 자동화 및 조기 판정 기술 개발
      연구배경

      전문인력 대체 및 비생산일수 저감을 위한 임신판정 자동화 필요

      주요성과

      고해상도 5MHz 영상 기반 원천기술 개발(’22∼) 판정 정확도: 교배 후 (18∼21일) 97.1%, (22∼25일) 97.9%

      저해상도 3MHz 영상 기반 농가보급기술 개발(’23∼) 판정 정확도: 교배 후 (18∼21일) 88.4%, (22∼25일) 95.7%

      임신 판정 프로그램 개발(’24∼) 태블릿 PC용 안드로이드 초음파 영상 판독 프로그램

    • 인공지능(AI)을 활용한 비산란계 존재 케이지 선별 기술 개발
      연구배경

      비산란계(산란율 0%) 및 과산계(산란율 50% 미만)로 인한 불필한 사료 소비를 줄이고, 보다 효율적인 농장 운영을 위해 AI 기반 케이지 선별 기술 개발이 필요

      주요성과

      인공지능(AI)을 활용한 비산란계·과산계 존재 케이지 선별 기술 개발 달걀 탐지·추적 모델과 케이지별 산란수 산출 알고리즘을 통해 선별

      비산란계·과산계 존재 케이지 실시간 모니터링 시스템 구축 케이지별 산란수, 누적 산란 추이 및 비산란계·과산계 존재 케이지 정보 제공

    • 작물 재분화 장벽 극복을 위한 분자요소 발굴
      연구배경

      식물재분화 원천기술 확보를 통한 유전자교정 신품종 육성의 기반 구축 필요

      주요성과

      난(難)분화 작물의 재분화 장벽 극복을 위한 기작 연구 재분화율 차이가 나는 고추 두 품종에서 전장유전체 분석 CaPAT1유전자 SNP변이 로 인한 불완전 단백질 형성 확인

      재분화 억제 인자로 작용하는 분자요인의 범용 적용 기술 구축 완전한 형태의 CaPAT1 유전자 과발현 벡터 개발 작물 재분화능의 획기적인 향상 달성

    • 품종개발비를 최대 50% 감축시키는 교배기반 반수체 유도기술 개발
      연구배경

      작물육종 및 순계통 생산 육종연한 단축을 위한 손 쉬운 반수체 유도기술 필요

      주요성과

      세계 최초 pPLA 계열의 pPLAIIγ 유전자 교정에 따른 쌍자엽 식물에서 반수체 유도 규명 및 자포니카 벼에서 신규 반수체 유도 유전자 OsMATL2 기능 추가 규명 pPLAIIγ 유전자가 쌍자엽 식물에서도 최초로 반수체 유도에 적용 가능함을 확인 OsMATL2 유전자가 교정되면 자포니카 쌀 에서 최대 9.4%까지 (인디카 쌀-최대 6%) 반수체가 유도 됨을 추가 검증

    • 의료용 대마 산업화 기반마련을 위한 국산 품종육성 및 기술개발
      연구배경

      의료용 대마 산업화에 대비한 유전자원 및 생산기술의 선제적 개발 필요

      주요성과

      (품종) 국산 의료용 대마 2품종 육성 (기능성) 의약품 원료용 의료성분 고함유(CBD 9%↑증가) (안전성) 불법활용 어려운 중독성분 저함유(THC 0.2%↓감소)

      (기술) 연구·산업 표준화 기술 개발 (육종) 자가수정 유도 →다음 순계육성(유용형질 고정: 2년) (분석) 미전개엽 분석 →다음 조기선발(유효성분 평가: 8주) (증식) 삽목기술 개발 →다음 대량증식(1회증식률: 100~200배)

    • 화상병 방제용 박테리오파지 칵테일 FireFighter-B 개발
      연구배경

      국내 원천기술을 이용한 친환경 화상병 방제제 개발로 효과적인 화상병 방제체계 구축 및 수입 방제제 대체 필요

      주요성과

      화상병균만 특이적으로 공격하는 박테리오 파지 칵테일 개발 파지 선발 →다음 유전체 분석 →다음 칵테일 구성 →다음 효과 검정

      박테리오파지 칵테일의 화상병 방제효과 화상병균 제어효과 기내검정법 확립 →다음 마이크로바이옴 분석을 통한 효과 검정 →다음 현장실증

    • 아프리카돼지열병 감염 시 바이러스의 체내 확산경로 및 면역회피기전 규명
      연구배경

      아프리카돼지열병에 대한 최적 예방대책 및 관리전략 부재

      주요성과

      아프리카돼지열병 감염 초기 매커니즘 분석 감염 초기 단계에서 장기 9종(비장, 폐, 간, 심장, 림프절 등)에 대한 바이러스 작용 분석 바이러스 확산경로(혈액 →다음 비장 →다음 간, 폐) 및 ASFV의 면역 회피 메카니즘(PI3K-Akt) 확인 Transcriptome profiles of organ tissues from pigs experimentally infected with African swine fever virus in early phase of infection(SCI, IF 13.2)

    • 여왕벌의 먹이 로열젤리, 주름개선 기능성화장품으로 변신
      연구배경

      국산 로열젤리 이용 피부주름 개선 기능성화장품 등록을 통해 기후변화에 영향을 덜 받는 로열 젤리의 고부가가치 기능성 소재화

      주요성과

      국산 로열젤리를 이용한 피부주름 개선 효과 검증 (세포실험) 자외선 조사에 따른 피부 표피세포(HaCaT)의 생존율 34.7% 증가, 진피세포(HDF) 생존율 6.5% 증가, 주름 유발 단백질 발현 최대 27% 감소 (임상시험) 피부 평균 거칠기 15.5% 감소, 주름 평균 깊이 21% 감소 확인

      국산 로열젤리 함유 세럼의 기능성화장품 등록

      로열젤리 대량생산을 위한 생산체계 구축 및 생산관리 매뉴얼 개발

    • 식물바이러스로 만든 가축용 백신, ‘산업화’ 기반 기술에 한걸음 전진
      연구배경

      식물기반 그린백신은 기존 플랫폼에 비해 안전성, 경제성, 백신 장기저장력이 좋기 때문에 그린 백신 후보물질의 수율증진으로 산업화 위한 기반기술 확보

      주요성과

      제미니바이러스 기반 바이럴 벡터 3종 개발 TYLCV(토마토황화잎말림), HYVV(인동황화엽맥), BMCTV(비트말림상부)의 3종

      바이럴 벡터 이용 콜레라B독소 단백질 함량 10배 증가 0.25 mg/g 생체중(바이럴벡터 비사용) →변경 2.5 (바이럴 벡터 사용)

      유전자발현 종결자의 이중조합 이용 형광단백질 함량 30% 증진 1.14 mg/g 생체중(PinII 종결자) →변경 1.5 (PinII+Extensin 이중종결자)

      재조합 단백질 생산수율 증진 위한 담배 기주식물 개량 단백질 분해효소 활성 64%↓감소, 니코틴 함량 97%↓감소

    • 식량작물 이용 메디푸드 및 대체식품 등 고부가가치 가공산업 기반구축
      연구배경

      미래 농식품산업 기반 조성을 위한 그린바이오 산업 육성 및 신소재 R&D 강화를 통한 산업 기반 조성 필요

      주요성과

      당뇨병, 고혈압 예방 국산 잡곡 최적 혼합비율 설정 및 제품화 (항당뇨) 공복혈당 22.5%↓감소, 포도당 부하 15.5%↓감소 (항고혈압) 수축기 혈압 20%↓감소 심근섬유 부종 완화 (제품화) 항당뇨 혼합곡, 선식/ 항고혈압 혼합곡, 음료

      대체식품 원료 국산화를 위한 국산 콩 활용 기술 개발 ‘미소’ : 저장단백질 조성, 베타병풍구조 비율↓ ☞ 단백질 분리/정제없이 대체식품 제조 가능

    • 생체 내 유전자 기능 검증용 유전자가위(Cas9) 발현 돼지 개발
      연구배경

      세포 단계가 아닌 생체 단계에서 유전자 기능을 검증하여 유용한 유전자의 발굴 효율을 높일 필요성 제기

      주요성과

      (돼지 증식) 체세포 복제법으로 ’23년 생산된 Cas9 돼지(F0) 활용 후대) 생산 Cas9 돼지(F1) 10두(암5, 수5)

      (기능검증) Cas9 돼지 유래 세포에서 gRNA 도입 후 유전자 편집 확인 gRNA 이용 CD163 유전자 절단 확인

    • 초고령사회 대응을 위한 알츠하이머 예방 항산화 유산균 및 유제품 개발
      연구배경

      수입산과 차별화된 유제품 제조에 활용하기 위한 토종 유산균 선발 필요

      주요성과

      (균주선발) 우유에서 유산균을 분리하고 항산화활성 우수균주 선발 「락티카제이 바실러스 카제이(KACC 92338)」

      (제품적용) 선발 유산균을 활용한 발효유 및 카테지 치즈 제조기술 개발

      (효과구명) 알츠하이머 모델동물에 유산균 및 유제품을 급여하여 효과 확인 행동실험 결과 단기기억 개선 : 대조구 대비 18.6% 증가 뇌 조직 베타아밀로이드** 플라크 침착 감소 : 대조구 대비 41.7% 감소 알츠하이머 병에 결정적으로 관여하는 36∼43개의 아미노산 펩타이드

    • 국산 농축산물 활용 반려동물 사료 대체원료 발굴 및 기능성 소재화 기술 개발
      연구배경

      고부가가치 맞춤사료 개발에 활용할 수 있는 반려견 건강증진 기능성 원료사료 발굴 및 안전성 및 효능에 대한 과학적 데이터 확보를 위한 연구

      주요성과

      (노령견 대상 재래흑염소고기 함유 기능성 사료의 급이 안전성 및 효능 검증)

      기호성 평가 닭고기와 재래흑염소고기 사료의 기호성 유의적 차이 없음

      글리칸(장 점막) 분해효소 활성도 감소 Sulfatase 효소 활성도 감소 경향성(P=0.05)

      그룹간 장내 미생물 다양성 변화 급여 전/후 beta diversity 유의적 차이

      분변 내 장내 미생물 개선(미생물 16sRNA 분석) 장막 손상을 야기하는 미생물의 감소 장막재생 촉진, 면역력 강화 및 항염증 미생물 증가

    • 국내 고유 반려동물 사료 영양표준 설정
      연구배경

      국내산업 기반 강화와 산업경쟁력 제고, 수출 활성화 지원 등을 위해 국내 영양표준 설정 필요

      주요성과

      국내 실정에 맞는 반려동물(개, 고양이) 사료 영양표준 초판 설정 영양표준 구성: 권장 영양수준, 대사에너지 산출법, 체외소화 시험법 등 8개 항목 권장 영양소 기준 (개) 성견 38종, 성장/번식기 40종, (고양이) 성묘 41종, 성장/번식기 43종

      기관 누리집 연계 서비스 제공 축산원-연구활동-간행물, 농사로-농업기술 도서정보

    • 젖소 개량형질 다양화를 위한 번식형질 유전능력평가 개발
      연구배경

      수태율 등 번식관련 개량에 대한 농가요구 증대

      주요성과

      번식형질 평가를 위한 형질 정의 국제유전능력평가기구(Interbull) 번식형질 그룹 개발
      * 미경산우 수태율 등 5가지 그룹

      유전평가 모형설정 및 유전모수 추정 평가에 영향을 주는 환경요인을 반영한 평가모형 설정 설정된 평가모형을 반영한 유전모수 추정(유전력, 유전상관 등)

      번식형질 유전능력평가 개발 설정된 평가모형 및 유전모수를 반영한 번식형질 유전능력 평가 개발

    • 효소와 열처리 기술 접목한 농산물 유용성분 증진기술 개발
      연구배경

      농산물 유용성분 함량 증진 기술을 개발하고 제조공정을 표준화

      주요성과

      (원천기술)유용성분 함량 증진 기술 개발 및 농산업 현장 보급 열처리 방법 적용 천마 가스트로딘 5.5배, 도라지 플라티코딘D 8.8배↑증가

      (문제해결) 소규모 농산업체 적용 가능한 쉽고 간편한 제조공정 표준화 추가 가공시설 투자 불필요 및 제조공정 변화 최소화

      (기술확산) 현장 실증 연구, 신기술시범사업, 기술이전 12건을 통한 기술보급 확대