Abstract
South America, particularly the Southern Cone region, which includes Argentina, Brazil, Paraguay, and Uruguay, serves as a global hub for soybean production, accounting for more than 56% of global supply. However, this region experiences recurrent and severe drought risks driven by climate variability associated with the El Niño-Southern Oscillation (ENSO), resulting in significant economic losses. Consequently, biotechnology- based drought-tolerant soybean breeding has emerged as a critical national strategy across these countries. Argentina has positioned itself as a primary technology originator with the development of the HB4 soybean, the world’s first commercial drought-tolerant trait, utilizing the sunflower-derived transcription factor HaHB4. Brazil is advancing beyond single-trait approaches by developing multistacked biotech varieties that integrate drought tolerance with herbicide resistance, insect resistance, and oxidative stress mitigation. Furthermore, Paraguay and Uruguay are rapidly emerging as international hubs for field testing and commercialization, supported by streamlined regulatory frameworks and a “dual-track” strategy for both genetically modified (GM) and genome-edited (GE) crops. This review integrates molecular strategies, national regulatory systems, and commercialization trends in South America and discusses strategic implications for Korea. Despite Korea’s limited domestic experience in large-scale commercial cultivation owing to regulatory constraints, it possesses internationally competitive expertise in transcription factor engineering, CRISPR-based precision breeding, and AI-driven stress phenotyping. We propose a strategic technology export model that leverages Korea’s advanced R&D capabilities as a “technology provider” and “joint developer,” in partnership with South American countries. Such collaborations can foster a climate-resilient agricultural ecosystem and secure Korea’s position in the global biotech seed market.
-
Keywords: soybean; drought tolerance; south america; genetically modified (GM); genome edited (GE) crop
서언
남미는 전 세계 대두(soybean) 산업의 중심지이자, 지구 기후변화의 영향을 가장 직접적으로 받는 농업지대 중 하나이다(
Da Silva et al. 2010,
Gasparri & de Waroux 2015,
Ribera 2012). 특히 아르헨티나, 브라질, 파라과이, 우루과이로 이어지는 남부 콘(Southern Cone) 지역은 글로벌 대두 수출량의 절반 이상을 차지하는 핵심 공급지로, 세계 식량 및 사료 시장의 안정성에 결정적인 역할을 수행하고 있다(
Bert et al. 2007,
Garrett et al. 2013,
Klein & Luna 2021,
Song et al. 2021).
최근 2025~2026년 남미 주요국의 대두 생산/수출 전망은 브라질: 1억 7,800만 톤/ 531억 달러, 아르헨티나: 5,300만 톤/ 11억 달러, 파라과이: 1,100만 톤/ 35.2억 달러, 우루과이: 310만 톤/ 2.05억 달러로 집계된다. 세계시장 생산 점유율 기준으로 브라질 41%, 아르헨티나 12%, 파라과이 2.5%, 우루과이 0.7%를 차지하며(
Table 1), 남부 콘 지역에서 전 세계 대두의 약 56%가 생산되고 있음을 의미한다(
Catacora-Vargas et al. 2012,
Colussi 2025,
USDA 2025).
본 논문에서는 남미 지역을 중심으로 내건성 생명공학 대두 육종의 기술적 진전, 국가별 상업화 현황, 사회적 수용성, 그리고 향후 연구 및 정책적 방향을 종합적으로 검토한다. 이를 통해 우리나라가 보유한 생명공학 기술을 기반으로 한 지속 가능한 해외 대두 생산 전략 수립에 필요한 기초 자료와 정책적 통찰을 제시하고자 한다.
남미의 내건성 대두: 생명공학적 접근
식물은 고착생물로 외부 환경의 급격한 변화나 다양한 비생물⋅생물 스트레스에 대응하기 위해 복잡한 생리적⋅생화학적⋅분자적 방어 체계를 진화해 왔다(
Devi et al. 2017). 이러한 체계적 방어 능력은 자연 상태에서 식물이 극한 환경에서도 생존할 수 있도록 하는 핵심 요인이다. 그러나 작물은 인간의 목적에 따라 생산성, 품질, 수량 등의 향상에 초점 맞추어 선택 및 개량되어 왔기 때문에, 자연 식물에 비해 스트레스 내성이 상대적으로 약화한 경우가 많다(
Gepts 2023). 특히, 지구 온난화와 엘니뇨-남방진동 변동성 증가로 인해 가뭄(drought)의 빈도와 강도가 지속적으로 상승하고 있어, 주요 작물일수록 재배 환경에서 발생하는 수분 스트레스를 인위적으로 완화하기가 더욱 어려워지고 있다(
Cook et al. 2007,
Rodell et al. 2018,
Vicente-Serrano et al. 2011).
아르헨티나의 Bioceres S.A., Arcadia Biosciences, Verdeca가 공동 개발한 HB4 대두는 해바라기 유래 전사인자 HaHB4를 이용하여 수분 결핍 하에서도 생체 내 ROS (reactive oxygen species) 억제 및 기공 조절을 통해 수량을 유지하도록 설계된 최초의 상업용 내건성 대두이다(
Chiozza et al. 2020). HB4 대두는 심각한 가뭄 조건 테스트에서 기존 RR (Roundup Ready
® soybean) 계통 대비 평균 15~25%의 수량 안정성(yield stability) 가지는 동시에 제초제 저항성 형질도 포함하고 있다(
Minussi et al. 2022). HB4 대두는 2015년 아르헨티나에서 최초 승인된 이후, 2019년 미국⋅브라질⋅파라과이, 2021년 캐나다, 2022년 중국 국가 등의 수입 승인으로 확산하였으며, 현재 남미 전역의 내건성 생명공학 육종 체계에 큰 변화를 불러오고 있다(
ISAAA 2019a,
2019b,
2022,
Kovak et al. 2022).
한편, 최근 유전자 교정 기술(CRISPR/Cas9)의 빠른 발전은 외래 유전자를 도입하지 않고도 내건성 관련 유전자를 정밀하게 조절할 새로운 가능성을 제시하고 있다(
Khan et al. 2023,
Zhou et al. 2023). 최근 유전자 교정 기술(CRISPR/Cas9)의 발전은 외래 유전자를 도입하지 않고도 내건성 관련 유전자를 정밀하게 조절할 수 있는 가능성을 제시하고 있다(
Kim et al. 2015). 다만, 유전자 교정 작물의 규제 분류와 수용성은 국가별로 상이하다. 아르헨티나와 브라질은 외래 유전자가 삽입되지 않은 유전자 교정 작물에 대해 사례별(case-by-case) 평가를 통해 비GM 작물로 분류할 수 있는 제도적 틀을 운영하고 있으며, 우루과이는 이를 명문화한 규제 지침을 비교적 조기에 확립하였다. 반면, 일부 국가 및 지역에서는 유전자 교정 작물에 대해 보다 신중한 접근을 유지하고 있다. 이러한 규제 환경 차이는 CRISPR 기반 내건성 대두 품종의 상업화 전략과 국제 시장 진입 경로에 중요한 영향을 미치는 요소로 작용한다(
Hartung & Schiemann 2014,
Heynes et al. 2022,
Menz et al. 2020).
내건성 대두의 생명공학적 육종은 전사인자 조절-호르몬 신호전달-대사 조절-유전자 정밀 조작을 중심으로 하는 다층적 전략으로 진화하고 있으며, HB4 대두의 상업화는 이러한 접근이 실제 농업 현장에서 생산성 안정성과 기후 회복력(climate resilience)을 실질적으로 항상 시킬 수 있음을 보여주는 대표적인 사례이다.
남미(남부 콘) 국가별 생명공학 작물 규제 및 육종 전략
남미의 남부 콘(Southern Cone)은 전 세계 대두 생산의 56% 이상을 차지하는 주요 농업지대이자, 엘니뇨-남방진동 기반의 기후변동성 증가로 가장 큰 가뭄 피해가 반복되는 지역이다. 가뭄에 대한 취약성을 극복하기 위해 남미 국가들은 생명공학 기반의 내건성 대두 개발 및 상용화를 각국의 생명공학 작물 규제 시스템, 육종 전략, 기술 적용 범위, 상업화 정책은 서로 상호 보완적인 구조를 형성하고 있다.
아르헨티나: CONABIA 중심 안정적 규제와 HB4 플랫폼 기술 발원지
아르헨티나는 남미에서 가장 오래되고 체계적인 생명공학 작물 규제 시스템을 갖춘 국가로, 농업생물공학 자문위원회(CONABIA, Comisión Nacional Asesora de Biotecnología Agropecuaria)는 유전자 변형 농산물(GM crop)의 안전성 평가, 환경 영향 평가 등 상업화 승인 과정 담당하고 있다. CONABIA는 환경부, 농림부, 과학기술부, 학계, 산업계 전문가들로 이루어진 다부처 통합형 구조를 갖추고 있어 남미 국가 중 가장 투명하고 신속하게 생명공학 작물 심사 체계를 구축했다는 평가를 받는다. 이러한 규제 및 평가 시스템은 아르헨티나가 세계 최초로 내건성 생명공학 대두 HB4를 승인 가능하게 하였다(
Ribichich et al. 2020). 또한, 2022년 아르헨티나와 브라질은 생명공학 작물의 생물안전성에 관한 협력 협정을 체결하였고 2023년 파라과이와 우루과이도 이 협정에 동참하여 4개국 협력 시스템을 구축하는데 CONABIA가 중요한 역할을 하였다(
USDA 2023).
CONABIA는 유엔식량농업기구(FAO)로부터 유전자 변형 생물체의 생물안전성 참고센터로 지정되어 남미의 신 육종 기술에 대한 규제를 수립하는 등 생명공학 작물 분야에서 선도적인 역할을 하고 있다(Argentina 2023). 아르헨티나는 특히 “기술 수입국”이 아닌 “기술 원천국”의 정체성이 뚜렷하다. 아르헨티나 기업 Bioceres S.A.가 주도하여 개발한 HB4 기술은 남미 농업 생명공학 분야에서 가장 혁신적인 플랫폼 중 하나로 평가된다. 이 기술은 가뭄에 대한 저항성을 가지는 동시에 제초제 저항성 형질이 있어 기존의 제초제 내성 및 해충 저항성과는 완전히 차별화된 생명공학 플랫폼으로 주목받는다.
HB4 기술은 현재 밀, 알팔파, 해바라기 등 여러 작물로 적용이 확대되고 있으며, 특히 HB4 밀은 2021년 브라질의 수입 승인 이후 세계 최초의 내건성 생명공학 밀 상업화에 성공하였다(
Ayala et al. 2019,
Brazeau 2025). 이는 식량작물 중 생명공학 기술 적용이 가장 어려웠던 밀에서 혁신을 이루었다는 점에서 국제적 의미가 크다. HB4 기술 플랫폼 확장은 아르헨티나가 기후 회복력 작물 분야에서 선도적 위치를 차지하고 있음을 보여주는 대표적 사례이다.
결론적으로 아르헨티나는 생명공학 작물 규제 안정성, 기술 개발 역량, HB4 기반 플랫폼 확장성이라는 세 가지 요소를 갖춘 국가로 남미의 내건성 생명공학 연구-개발-상업화 생태계를 실질적으로 주도하고 있다. 아르헨티나의 전략은 HB4 기술을 중심으로 한 전사인자 기반 기후 회복력 작물 플랫폼 국가로의 전환이며, 이는 향후 생명공학 종자 시장의 핵심 표준이 될 잠재력을 가지고 있다.
브라질: CTNBio 기반 규제⋅초대형 농업구조⋅차세대 스택형 기술의 세계 허브
브라질은 현재 전 세계 대두 생산의 41%를 차지하는 최대 생산국이자, 남미 생명공학 작물 개발의 기술 및 시장에서 중심축 역할을 수행하는 국가이다(
Catacora-Vargas et al. 2012,
Colussi 2025,
USDA 2025). 브라질의 생명공학 작물 규제는 국가생명안전위원회(CTNBio; Comissão Técnica Nacional de Biossegurança)에 의해 총괄되며, CTNBio는 위험평가, 환경영향성 검증, 식품 및 사료 안전성 평가를 일원화하여 빠르면서도 과학적 기반의 의사결정을 내리는 것으로 높이 평가된다(
da Cunha et al. 2025). 이러한 체계적이고 예측 가능성이 높은 규제 시스템은 브라질의 생명공학 대두의 수입률을 높이고 생명공학 및 유전자 교정 기반 내건성 연구가 대규모 농업 생산 현장으로 이어지는 데 중요한 역할을 하고 있다.
브라질은 2019년 HB4 대두를 승인한 이후, 남부 리우그란지두술(Rio Grande do Sul)과 산타카타리나(Santa Catarina)에서 초기 실증시험을 수행하였고, 이후 고온 및 저수분 환경이 집중된 세하두(Cerrado)지역까지 평가 범위를 확장하였다(
ISAAA 2019a). 세하두(Cerrado)는 브라질 전체 대두 생산의 절반 이상을 차지하는 동시에, 장기 건기, 산성 토양, 40℃에 달하는 고온 스트레스 환경이 반복되는 지역이기 때문에 내건성 기술 검증에 있어 가장 적합한 시험지대로 간주된다. 초기 HB4 실증 결과, 건조+고온 조건에서 기존 RR (Roundup Ready
® soybean) 또는 RR2 PRO (Roundup Ready 2 Yield
® PRO soybean) 계통 대비 평균 15~20% 이상의 수량 안정성 향상, 개화기, 착협기 등의 ROS (reactive oxygen species) 축적 억제, 주간 고온 구간에서도 기공 폐쇄 유지 등의 생리적 안정성이 확인되었다(
Ribichich et al. 2020,
Waltz 2014).
그러나 브라질의 전략은 HB4와 같은 단일 내건성 개발에 머물지 않고 있다. 브라질 정부와 EMBRAPA (브라질 농업연구공사)는 2010년대 후반부터 차세대 스택형(stack) 내건성 생명공학 대두 개발 프로그램을 적극 추진해 왔다. 차세대 스택형 전략은 내건성 형질을 단독으로 적용하는 것이 아니라 실제 브라질 농업환경에서 빈번하게 동시에 발생하는 복합 스트레스(가뭄, 고온, 산화 스트레스, 해충 피해, 잡초 등)를 한 번에 제어하기 위해 다중 형질을 하나의 유전자 패키지로 통합하는 방식으로 내건성+광범위 제초제 저항성+ 해충 저항성+ 열 스트레스 저항성+ 활성산소(ROS) 제어 및 산화 스트레스 저항성 형질들을 한꺼번에 부여하는 것이다(
Figueiredo 2016). EMBRAPA는 대두 가뭄 반응 관련 전사인자를 정밀 조작하여 다양한 환경 조건에서 작동하는 환경 적응성 모델을 구축하고 있으며 유전자 교정 계통도 활발히 평가하고 있다. 단순히 특정 기후에서의 내건성 확보를 넘어, 기후변화로 급속히 불안정해진 브라질 농업환경 전체를 보호하는 종합 생명공학 플랫폼 구축을 목표로 한다.
브라질은 정부 주도만이 아니라 다국적 민간 기업(Agroceres, Don Mario, Syngenta, BASF 등)과 협력으로 생명공학 종자 개발을 추진하고 있다. 이는 기존 상업 품종에 새로운 형질의 생명공학 작물을 접목하여 현장의 작물 생산성을 향상하는 동시에 경제적 위험을 줄이기 위한 다양한 기술 패키지(종자+제초 시스템+기후 보험 모델)를 제공하여 농업경영 안정성을 확장하는 중요한 변화로 평가된다.
또한, 아르헨티나와의 HB4 공동 실증, 파라과이와의 가뭄 및 해충 통합 관리 연구, 우루과이와의 유전자 교정 작물 규제 평가 협력 등 남미 전역과 기술 네트워크를 강화하고 있다. 세하두(Cerrado) 지역은 인공 관개 없이 광범위한 건조 환경에서 대규모 필드 실험이 가능한 몇 안 되는 지역이기 때문에, 다국적 기업과 국제 연구기관의 시험 재배가 집중되고 있으며, 사실상 전 세계 스트레스 저항성 생명공학 작물의 표준 시험지로 기능하고 있다. 향후 브라질은 가뭄+열+산화 스트레스 통합 조절 스택형 대두를 상업화할 가능성이 높으며, 이는 남미뿐 아니라 글로벌 시장에도 직접적인 파급 효과를 가져올 것으로 예상된다.
파라과이: GM+GE 이중 전략의 실용적 적용국
파라과이는 남미 국가 중 대두 생산량은 브라질과 아르헨티나에 비해 적지만, 수출 의존도가 높은 국가이며 대부분의 수출 분야는 농업 및 축산물에 집중되어 있어 기후변동성과 가뭄 스트레스에 대한 민감도가 매우 높은 국가이다.
파라과이의 농업구조는 남부, 동부 지역을 중심으로 한 집약적 대규모 재배지와 북부 차코(Chaco) 지역의 광범위한 건조지대로 이원화되어 있으며 차코(Chaco) 지역은 고온, 건조, 불균일 강우라는 특성을 가져 내건성 품종의 효과가 가장 극적으로 나타나는 지역으로 평가된다(
Bracalenti et al. 2024).
파라과이는 2019년 SENAVE (Servicio Nacional de Calidad y Sanidad Vegetal y de Semillas)를 통해 HB4 내건성 대두의 환경, 식품, 사료 용도를 동시에 승인하면서 남미에서 HB4 대두가 가장 빠르게 확산된 국가 중 하나로 자리매김하였다(
Benítez Candia et al. 2024). 승인 직후 주요 대두 재배지에서 대규모 실증 시험이 수행되었으며, 가뭄 조건에서 HB4 대두는 기존 RR 품종 대비 약 12~18%의 수량 안정성, 생육 후기 착협률 유지, 건조 스트레스 회복력 증가 등의 효과가 관찰되었다(
Ribichich et al. 2020). 특히 차코(Chaco) 지역에서는 강수량이 평년 대비 40-60% 감소한 해에서도 감소폭을 크게 줄인 것으로 보고되었으며, 이는 파라과이 농업경제의 구조적 취약성을 보완하는 실질적 기술 가치로 해석된다(
Bracalenti et al. 2024).
파라과이는 국경(아르헨티나, 브라질) 연계형 종자 및 기술 유통 구조 덕분에 신기술의 도입 확산 속도가 빠르다. 민간 종자 기업과 생산자 단체(UGP, Fecoprod)는 내건성 기술의 경제적 효과에 대해 높은 관심을 가지고 있으며, 2023~2024년 가뭄 피해 이후 내건성 기술 수요가 폭발적으로 증가하였다(
Henderson et al. 2021). 이러한 구조는 파라과이가 향후 남미의 내건성 기술 상업화의 “확산 허브”로 자리 잡을 가능성을 높이고 있다.
파라과이는 규모는 작지만, 도입 속도, 응용, 적응력, GM⋅GE 병행 전략 측면에서 남미 국가 중 가장 유연하고 현실적인 내건성 생명공학 작물의 수용 모델을 보여주는 국가로 평가된다.
우루과이: 남미 최고 규제 안정성을 기반으로 한 국제적 GM⋅GE 실증 허브
우루과이는 농업 규모는 상대적으로 작지만, GM⋅GE 작물 규제의 안정성, 예측 가능성, 국제 신뢰도 측면에서는 남미 최고 수준을 갖추고 있어 국제적인 생명공학 작물의 실증 및 검증 허브로 기능한다. 우루과이의 생명공학 규제 기관인 GNBio (Grupo Nacional de Biotecnología)는 단일 심사 창구(one-window system) 구조를 갖추고 있어, 안전성 평가, 환경 영향성 분석, 식품, 사료 용도 승인 절차가 중복 없이 명확히 구분되어 있다(
Elliott 2011). 이러한 체계는 기업과 연구기관이 다국적 실증 시험을 수행할 때 행정적 불확실성이 적어 실증 시험지로서의 매력도가 매우 높다.
또한, 우루과이는 유전자 교정(GE) 작물에 대한 명확한 규정을 남미 국가 중 가장 먼저 확립하였다(
Hernández-Soto & Gatica-Arias 2024). 2024년 개정된 GE 가이드라인은 외래 유전자가 삽입되지 않은 CRISPR 계통은 ‘비GM’으로 분류될 수 있도록 명확히 규정하였으며, 이는 유럽 및 중국 등 글로벌 규제 시장에서 통할 수 있는 ‘비GM 내건성 작물 개발’의 중요한 법적 토대를 제공한다.
우루과이는 이미 중국 DBN 그룹의 3종 스택 대두(글리포세이트+글루포시네이트 제조제 저항성+해충 저항성)을 2025년에 승인하였고 HB4 내건성 대두는 2025~2026년 승인 가능성이 매우 높은 것으로 평가된다(
Bervejillo & Wainwright 2025). 우루과이는 농업 기후대가 아르헨티나, 브라질과 유사하면서도 작물 질병율이 낮고 환경 스트레스 요인이 비교적 일정하여 정밀한 계통 비교 및 환경 적응성 평가에 매우 적합하다. 실제로 국제 종자 기업과 연구기관들은 우루과이를 브라질과 아르헨티나와 함께 “남미 3대 검증 지대” 중 하나로 분류하고 있다.
우루과이는 “대규모 생산국”은 아니지만, 규제 신뢰도, 국제 공동 실증, GE 기술 적용성, 데이터 친화적 농업 생태계라는 측면에서 남미 전체 생명공학 작물 개발 체계에서 핵심적이고 대체 불가한 위치에 있다.
남미(남부 콘) 시장 국내 기술 수출 전략
한국은 지난 20여 년간 농촌진흥청⋅과학기술정보통신부⋅농림축산식품부를 중심으로 작물유전체사업단, GM 작물 실용화 사업단, 그린바이오사업, 차세대 바이오그린21 사업, 차세대 농작물 신육종기술 개발 사업단 등을 추진하며 기능 검증된 유전자 자원, 고도화된 형질전환 기술, 유전체 기반 분자 육종 기술을 축적해 왔다. 특히, 내건성⋅내염성⋅병저항성 등 스트레스 반응 관련 전사인자, 내생 호르몬 조절 유전자, ROS (reactive oxygen species) 반응 조절 경로 등은 이미 기능 검증(functional validation)을 마친 상태로, 국제 수준의 생명공학 기술 역량을 보유하고 있다(
Table 3).
그러나 한국은 GM 및 GE 작물의 국내 재배 규제, 사회적 수용성 문제 등으로 인해 상업용 생명공학 작물의 대면적 실증 경험이 남미보다 부족하다는 구조적 한계를 가진다. 반면, 남미는 광활한 농경지⋅규제 안정성⋅대면적 실증 경험을 기반으로 세계에서 가장 빠르게 기술을 상업화할 수 있는 지역이다. 따라서 한국의 강점(기술)과 남미의 강점(상업화⋅대면적 실증)을 결합한 전략적 기술 수출 모델이 필요하다.
한국은 전사인자 기반 내건성 조절, 스트레스 반응 신호 조절 유전자, ROS 완화 경로, CRISPR 기반 유전자 편집 기술 등 기능이 검증된 내건성 플랫폼을 확보하고 있다. 비록 국내에서는 상업적 재배가 제한되지만, 남미와의 기술협력을 통해 플랫폼 수출이 가능하다.
1. 기능 검증된 유전자 패키지(gene stacks) 수출
한국에서 개발된 스트레스 저항성 유전자는 이미 국내에서 기능 분석이 충분히 이루어졌으며 많은 유전자를 확보하고 있다. 남미의 진출한 글로벌 생명공학 작물 개발 기업 등에 기술이전을 통한 기능성 유전자 소재 수출이 가능하다.
2. 유전자 교정 기술 기반 GE 작물 공동 개발
남미(특히 파라과이, 우루과이)는 GE 작물을 비 GM으로 인정하는 규제 전환을 진행하고 있어 한국의 표적 유전자 편집 전략 설계(Guide RNA, Cas 시스템 선택) 기술+ 남미의 실증 및 환경 적응성 평가와 육종 기술 등을 활용하여 공동으로 내건성 GE 대두 계통 개발하여 공동 IP를 확보 등 GM 작물의 규제를 우회하면서 수출 가능성을 크게 높인다.
3. 디지털 기반 표현형 분석 기술 수출
한국이 보유한 데이터 기반 식물 표현형 분석 기술은 남미의 광활한 농경지와 결합할 때 큰 가치를 가진다. 더 나아가 현재 개발 연구 중인 센서 기반 스마트 농업 데이터 플랫폼, 표현체 기반 가뭄⋅열⋅병해 분석 알고리즘, 생육⋅수량 예측 모델 등은 남미 기업⋅정부가 원하는 “비 종자형(Beyond-seed)” 기술로서, 새로운 수출 분야가 될 수 있다.
4. 남미 현지 실증 및 공동 연구 허브 전략
한국 생명공학 작물 상용화의 가장 큰 약점은 대규모 필드 실증이 현실적으로 불가능한 것이다. 하지만 많은 상용화의 경험이 있는 남미는 이미 대규모 테스트 필드가 구축되어 있으며 규제 부분에서도 한국의 결점을 보완할 수 있는 최적지이다. 한국-남미 공동 실험 동 및 데이터센터 조성하여 스트레스 환경 분석, 생육 모니터링, 유전체-환경 빅데이터 구축 등 국제 공동 플랫폼으로 확장하여 스트레스 저항성 대두 국제 연구 및 개발 협력 프로그램을 통하여 품종 평가 공동 보고서 발행, 기술 인증 체계 구축, 시험구 공동 실증 등 기술 수출의 신뢰성을 확보하는 인프라를 구축한다.
한국-남미 협력은 기술(한국) + 실증⋅상업화(남미) 라는 구조적 보완 관계를 형성할 수 있으며, 이를 기반으로 한국은 내건성 생명공학 글로벌 시장에 진입할 수 있다.
결론 및 향후 전망
기후변화로 인한 전 세계 농업 환경의 불확실성 증가는 가뭄에 취약한 주요 작물의 생산성 저하를 야기하며, 이는 국제 곡물 시장의 가격 변동성과 식량 안보 불안을 심화시키고 있다. 특히 남미 남부 콘(Southern Cone)은 전 세계 대두 생산의 절반 이상을 담당하는 핵심 공급지대로, 엘니뇨-남방진동 기반 기후변동성의 영향이 직접적으로 나타나는 지역이다. 아르헨티나⋅브라질⋅파라과이⋅우루과이 각국은 독자적 규제 체계와 기술 생태계를 기반으로 내건성 대두 개발을 선도해 왔으며, HB4 기술을 중심으로 생명공학 작물 상업화가 빠르게 확산되는 중이다. 이러한 변화는 남미 국가들이 기후위기 대응형 작물 개발을 국가 전략으로 인식하고 있으며, 향후 생명공학 기반 작물의 비중이 더욱 확대될 것임을 보여준다.
한국은 지난 20여 년간 국가 주도 연구 사업을 통해 생명공학 작물 개발 기술력을 고도화해 왔다. 전사인자 기반 조절 기술, 유전자 기능 검증 플랫폼, CRISPR 기반 정밀 교정 기술, 환경-유전체 통합 분석 능력 등은 국제적으로도 경쟁력 있는 수준에 도달하였다. 그러나 국내에서는 GM 상업 재배 제한, 규제⋅사회적 수용성 문제로 인해 실제 필드 상용화 경험이 남미 국가에 비해 부족하다는 구조적 제약이 존재한다. 이러한 ‘기술 중심⋅실용화 제한’ 구조는 한국이 남미 시장에 기술 공급국 또는 공동 연구 파트너로 참여할 경우, 오히려 강점으로 작용할 수 있다. 즉, 기술 개발 역량은 우수하나 자국 내 상용화 압력이 낮기 때문에, 남미 국가의 상업화 수요에 특화된 생명공학 기술을 제공하는 전략적 협력 모델 수립이 가능하다.
따라서, 한국의 남미 시장 진출 전략은 단순한 유전형질 수출이나 육종 자료 제공을 넘어 1) 기술 플랫폼 공급국, 2) 실증 공동 개발 파트너, 3) AI⋅데이터 기반 농업 솔루션 기업이라는 세 단계 역할을 통합적으로 수행하는 방향으로 전환되어야 한다. 특히 남미의 대두 생산 구조는 광범위한 재배 면적, 고온⋅가뭄⋅산화 스트레스 동시 발생, 지역별 토양⋅강우 패턴 차이 등 복합적 요인이 작용하므로, 한국이 보유한 내건성 조절 기술, CRISPR 비GM형 편집 기술, 디지털 기반 스트레스 진단 및 예측 시스템은 모두 남미형 기후 대응 전략과 높은 적합성을 가진다.
결국, 남미의 HB4 중심 생명공학 대두 생태계와 한국의 기술 기반 연구 생태계는 상호보완적 구조를 형성한다. 남미는 대면적 상업화 및 필드 실증 강점을, 한국은 정밀 생명공학 기술⋅데이터 분석 역량을 제공함으로써 새로운 국제 생명공학 협력 모델을 구축할 수 있다. 향후 한국은 남미 국가들과의 공동 실증, 기술 동반 개발, 유전체-환경 빅데이터 공유 체계 구축 등을 통해 글로벌 기후 회복력 작물 시장에서 핵심 공급자 역할을 수행할 수 있을 것으로 전망된다.
본 논문에서 제시한 남미의 생명공학 발전 동향과 한국의 기술 수출 전략은 기후 위기 시대 농업 혁신을 이끌 핵심 참조 모델이 될 것이며, 향후 지속 가능한 국제 곡물 공급망 구축에도 중요한 기여를 할 것이다.
적요
남미의 남부 콘 지역은 전 세계 대두 생산의 핵심 공급지이자, 엘니뇨-남방진동 기반 기후변동성으로 인한 반복적 가뭄 피해가 가장 심각하게 나타나는 지역이다. 최근 남미 국가들은 전통 육종만으로는 대응하기 어려운 기후 스트레스 문제를 해결하기 위해 생명공학 기반 내건성 대두 개발을 전략적으로 확대해 왔다. 아르헨티나는 세계 최초의 상업용 내건성 형질HB4 대두을 개발하며 생명공학 육종 기술의 원천국으로 자리매김하였고, 브라질은 내건성⋅제초제 내성⋅해충 저항성⋅열 및 산화 스트레스 저항성을 결합한 다중 스택형 생명공학 형질 개발을 주도하고 있다. 파라과이와 우루과이는 효율적인 규제 체계와 시험재배 기반을 바탕으로 GM⋅GE 기술 도입을 빠르게 확산시키고 있다.
본 논문에서는 남미 4개국의 규제 체계, 생명공학 기술 전략, 상업화 현황을 종합적으로 분석하고, 한국의 내건성 작물 기술 경쟁력 및 남미 시장 대상 기술 수출 전략을 제안한다. 특히 한국이 보유한 내건성 조절 기술, CRISPR 기반 정밀 육종, 환경 데이터 기반 스트레스 분석 기술은 남미의 기후 회복력 농업 구축에 기여할 수 있는 높은 잠재력을 가진 것으로 평가된다.
사사
본 연구는 농촌진흥청 AI 활용 유망 계통 선발 플랫폼 기술 개발 사업(가뭄 등 재해 저항성 유전자 선발 및 생명공학 대두 종자 개발, 과제번호: RS-2024-00401062)의 지원으로 수행되었습니다.
Table 1Global soybean production and market share by major producing countries (forecast for 2025/26). Production is expressed in million tons (Mt).
Table 1
국가
Country |
생산량(만톤)
Production (Mt) |
점유율(%)
Global share (%) |
브라질
Brazil |
178.0 |
41.20 |
아르헨티나
Argentina |
53.0 |
12.30 |
파라과이
Paraguay |
11.0 |
2.50 |
우루과이
Uruguay |
3.1 |
0.70 |
미국
United States |
125.0 |
28.90 |
중국 외 기타
Others |
61.9 |
14.40 |
Table 2Major extreme climate events and their impacts on soybean production in the Southern Cone region.
Table 2
국가
Country |
시기
Period |
기상 특이점
Climate anomaly |
농업 영향 및 피해 규모
Agricultural impact |
브라질
Brazil |
2023~2024 |
관측 역사상 가장 따뜻하고 두 번째로 건조한 시즌
Record high temperature, low rainfall |
옥수수 생산량 12% 감소, 대두 파종 지연 및 생산량 하향 조정
Delayed planting; soybean yield downward revision |
아르헨티나
Argentina |
2022~2023
2023~2024 |
기록적 가뭄 및 폭염
Severe drought, heatwave Record high temperature, low rainfall |
대두 생산량 절반 이하 감소(세기 최저치), 수십억 달러 손실 발생
Soybean production reduced by >50%; multi-billion USD lossesDelayed planting; soybean yield downward revision |
파라과이
Paraguay |
2024~2025 |
북부 지역 가뭄
Northern region drought |
생산량 전년 대비 15~20% 감소, 약 6억 달러의 외환 손실 예상
Yield reduced by 15-20%; ~USD 0.6 billion loss |
우루과이
Uruguay |
2018~2023 |
약 70~100년 만의 최악 가움
Prolonged extreme drought |
2023년 생산량 16년 만의 최저치 기록, 심각한 물 부족 사태 유발
Lowest production in 16 years; severe water shortage |
Table 3Overview of Korea’s biotechnology R&D programs and core technological assets related to drought-tolerant crop development.
Table 3
구분
Category |
주요 사업단 및 프로그램
Major programs |
핵심 기술 및 자산
Key capabilities |
R&D
인프라 구축 |
차세대 바이오그린21, 작물유전체사업단 |
- 유전체 정밀 해독 데이터
- 고효율 형질전환 시스템
- 대량 표현형 분석 기술 |
|
|
유전자 자원 |
GM 작물 실용화 사업단, 그린바이오사업 |
- 핵심 유전자 기능 규명
- DNA 마커를 활용한 육종 본격화 |
|
|
신육종 기술 |
차세대 농작물 신육종기술 개발 사업단 |
- 외래 유전자 없는 정밀 육종 가능성 제시
- Non-GM 계통 선발 기술
- 글로벌 규제 대응력 확보 |
|
현지 실증
(예정) |
국제 협력 프로젝트
(우루과이⋅파라과이 등) |
- 글로벌 규제 대응(Biosafety Dossier) 역량
- 현지 적응성 평가를 위한 테스트 필드 구축
- 실험실 데이터를 현장 데이터로 전환 |
References
- 1. Anderson W, Seager R, Baethgen W, Cane M. 2017. Crop production variability in North and South America forced by life-cycles of the El Niño Southern Oscillation. Agric For Meteorol 239: 151-165.
- 2. Argentina. 2023. La FAO ratifica a CONABIA como centro de referencia en bioseguridad. Government of Argentina; Available from https://www.argentina.gob.ar. Accessed 18 March 2025
- 3. Ayala F, Fedrigo GV, Burachik M, Miranda PV. 2019. Compositional equivalence of event IND-ØØ412-7 to non-transgenic wheat. Transgenic Res 28: 165-176.
- 4. Benítez Candia N, Fernández Ríos D, Vicién C. 2020. Paraguay's path toward the simplification of procedures in the approval of genome-edited crops. Front Bioeng Biotechnol 8: 1023
- 5. Benítez Candia N, Ulke Mayans MG, Sotelo PH, Nara Pereira E, Arrúa Alvarenga AA, Fernández Ríos D. 2024. Paraguay's approach to biotechnology governance: A comprehensive guide. Front Bioeng Biotechnol 12: 1373473.
- 6. Bert FE, Podestá GP, Satorre EH, Messina CD. 2007. Use of climate information in soybean farming on the Argentinean pampas. Clim Res 33: 123-134.
- 7. Bervejillo G, Wainwright J. 2025. Trade, trust, and geopolitics: Soy exports to China from Uruguay and Argentina, 2000-2020. Eurasian Geogr Econ 66: 1-24.
- 8. Bracalenti MA, Müller OV, Lovino MA, Berbery EH. 2024. Agricultural expansion in South America's Dry Chaco: Regional hydroclimate effects. Hydrol Earth Syst Sci 28: 3281-3303.
- 9. Brazeau J. 2025. HB4 wheat and climate resilience in South America. Cultivar Mag; Available from https://revistacultivar.com. Accessed 18 March 2025
- 10. Catacora-Vargas G, Galeano P, Agapito-Tenfen SZ, Aranda D, Palau T, Nodari RO. 2012. Soybean production in the Southern Cone of the Americas: Update on land and pesticide use. GenØk/UFSC/REDES-AT/BASE-Is. Cochabamba.
- 11. Chiozza MV, Burachik M, Miranda PV. 2020. Compositional analysis of soybean event IND-ØØ41Ø-5. GM Crops Food 11: 154-163.
- 12. Colussi J. 2025. Global soybean market outlook 2025/26. Farmdoc Daily; Available from https://farmdocdaily.illinois.edu. Accessed 18 March 2025
- 13. Cook ER, Seager R, Cane MA, Stahle DW. 2007. North American drought: Reconstructions, causes, and consequences. Earth Sci Rev 81: 93-134.
- 14. da Cunha NB, Silva Junior JJ, Araújo AMM, de Souza LR, Leite ML, Medina GS, Rodriguez GR, dos Anjos RM, Rodrigues JCM, Costa FF. 2025. Updates on the regulatory framework of edited organisms in Brazil. Genes 16: 553
- 15. Da Silva VP, van der Werf HM, Spies A, Soares SR. 2010. Variability in environmental impacts of Brazilian soybean production. J Environ Manage 91: 1831-1839.
- 16. Devi EL, Kumar S, Singh TB, Sharma SK, Beemrote A, Devi CP, Chongtham S, Singh CH, Yumlembam RA, Haribhushan A. 2017. Adaptation strategies and defence mechanisms of plants during environmental stress. In: Medicinal plants and environmental challenges. Springer. pp. 359-413.
- 17. Ehsan MA, L'Heureux ML, Tippett MK, Robertson AW, Turmelle J. 2024. Real-time ENSO forecast skill evaluation. npj Clim Atmos Sci 7: 301
- 18. Elliott H. 2011. The strategic role of plant breeding in Uruguay. FAO Plant Production and Protection Paper. Rome, Italy.
- 19. European Commission. Joint Research Centre (JRC). 2024. New genomic techniques: State of play and future prospects in the EU agri-food system. Publications Office of the European Union, Luxembourg; Available from https://publications.jrc.ec.europa.eu/repository/handle/JRC133788. Accessed 18 March 2025
- 20. Figueiredo PN. 2016. New challenges for public research organisations in agricultural innovation. Q Rev Econ Finance 62: 21-32.
- 21. Foreign Agricultural Service (FAS). 2023. Oilseeds: World markets and trade. USDA; Washington, DC, Available from https://www.fas.usda.gov. Accessed 18 March 2025
- 22. Fraser-Baxter S. 2024. Climate change as a driver of Amazon basin drought. Clim Risk Manag 43: 100347.
- 23. Gao C. 2021. Genome engineering for crop improvement and future agriculture. Cell 184: 1621-1635.
- 24. Garrett RD, Rueda X, Lambin EF. 2013. Globalization's impact on soybean production in South America. Environ Res Lett 8: 044055.
- 25. Gasparri NI, de Waroux Y. 2015. Coupling of soybean and cattle production frontiers. Conserv Lett 8: 290-298.
- 26. Gepts P. 2023. Crop domestication as a long-term selection experiment. Plant Breed Rev 47: 1-44.
- 27. Hartung F, Schiemann J. 2014. Precise plant breeding using genome editing. Plant J 78: 742-752.
- 28. Henderson J, Godar J, Frey GP, Börner J, Gardner T. 2021. The Paraguayan Chaco at a crossroads. Reg Environ Change 21: 72
- 29. Hernández-Soto A, Gatica-Arias A. 2024. Genome editing in Latin America. Plant Cell Tissue Organ Cult 159: 55-68.
- 30. Heynes X, Wang D, Lu C. 2022. Plant genome editing: advances and prospects of market-ready food crops. Annu Plant Rev 5: 213-232.
- 31. ISAAA. 2019a. Brazil's CTNBio gives commercial approval to HB4 soybeans. Available from https://www.isaaa.org. Accessed 18 March 2025
- 32. ISAAA. 2019b. USDA approves Verdeca's HB4 drought tolerant soybeans. Available from https://www.isaaa.org. Accessed 18 March 2025
- 33. ISAAA. 2022. China approves drought tolerant HB4 soybeans. Available from https://www.isaaa.org. Accessed 18 March 2025
- 34. Javed T, Shabbir R, Ali A, Afzal I, Zaheer U, Gao SJ. 2020. Transcription factors in plant stress responses. Plants 9: 491
- 35. Júnior RNS, Fraisse CW, Karrei MAZ, Cerbaro VA, Perondi D. 2020. ENSO effects on soybean yield in Brazil. Agric For Meteorol 290: 108038.
- 36. Khan MD, Ahmad B, Ahmed SF, Ijaz M, Abdin ZU, Ghafoor I, Siddiqui GM, Adrees T, Ali S, Shahzadi N. 2023. CRISPR-Cas genome editing in crops. Phytopathogenomics Dis Control 2: 71-77.
- 37. Kim H, Kim ST, Kim SG, Kim JS. 2015. Targeted genome editing for crop improvement. Plant Breed Biotech 3: 283-290.
- 38. Klein HS, Luna FV. 2021. Growth of the soybean frontier in South America. Rev Hist Econ 39: 427-468.
- 39. Kovak E, Blaustein-Rejto D, Qaim M. 2022. GM crops support climate change mitigation. Trends Plant Sci 27: 627-629.
- 40. Kuiken T, Kuzma J. 2021. Genome editing regulation in Latin America. GM Crops Food 12: 1-9.
- 41. Lesk C, Rowhani P, Ramankutty N. 2016. Influence of extreme weather disasters on global crop production. Nature 529: 84-87.
- 42. McPhaden MJ, Zebiak SE, Glantz MH. 2006. ENSO as an integrating concept in earth science. Science 314: 1740-1745.
- 43. Menz J, Modrzejewski D, Hartung F, Wilhelm R, Sprink T. 2020. Genome edited crops touch the market. Front Plant Sci 11: 586027.
- 44. Minussi Winck JE, Sarmento LFV, Zanon AJ, Librelon SS, Garcia A, Streck NA. 2022. Growth and transpiration of soybean with HaHB4. Physiol Plant 174: e13557.
- 45. National Weather Service. 2024. La Niña and the ENSO cycle. NOAA; Available from https://www.weather.gov. Accessed 18 March 2025
- 46. Prieto MR. 2007. ENSO signals in South America. Clim Change 83: 39-54.
- 47. Rahimi S, Kang KK, Cho YG. 2016. Global trends in plant genomics research to improve crop productivity at PAG XXIV conference. Plant Breed Biotech 4: 1-15.
- 48. Ribera LA. 2012. Climate change, agriculture and food security in Latin America. American Journal of Agricultural Economics 94: 1236-1237.
- 49. Ribichich KF, Chiozza M, Ávalos-Britez S, Cabello JV, Arce AL, Watson G, Arias C, Portapila M, Trucco F, Otegui ME. 2020. Field performance of soybean expressing HB4. J Exp Bot 71: 3142-3156.
- 50. Rodell M, Famiglietti JS, Wiese DN, Reager JT, Beaudoing HK, Landerer FW, Lo MH. 2018. Global freshwater availability trends. Nature 557: 651-659.
- 51. Shinozaki K, Yamaguchi-Shinozaki K. 1997. Gene expression and signal transduction in water-stress response. Plant Physiol 115: 327-334.
- 52. Song XP, Hansen MC, Potapov P, Adusei B, Pickering J, Adami M, Lima A, Zalles V, Stehman SV, Di Bella CM. 2021. Massive soybean expansion in South America. Nat Sustain 4: 784-792.
- 53. USDA. 2023. Argentina, Brazil, Paraguay, and Uruguay strengthen cooperation on agricultural biotechnology and biosafety. United States Department of Agriculture; Washington, DC, Available from https://www.usda.gov. Accessed 18 March 2025
- 54. USDA.2025. World agricultural supply and demand estimates (WASDE). United States Department of Agriculture. Washington, DC.
- 55. Vicente-Serrano SM, López-Moreno JI, Gimeno L, Nieto R, Morán-Tejeda E, Lorenzo-Lacruz J, Beguería S, Azorin-Molina C. 2011. ENSO impact on droughts. J Geophys Res Atmos 116: D16102.
- 56. Waltz E. 2014. Beating the heat. Nat Biotechnol 32: 610-613.
- 57. Wang W, Vinocur B, Altman A. 2003. Plant responses to drought and salinity. Planta 218: 1-14.
- 58. Wu J, Wang J, Hui W, Zhao F, Wang P, Su C, Gong W. 2022. Physiology of plant responses to water stress. Forests 13: 324
- 59. Zhou X, Zhao Y, Ni P, Ni Z, Sun Q, Zong Y. 2023. CRISPR-mediated wheat improvement. J Genet Genomics 50: 815-834.
