유전형과 표현형의 차이점은 무엇인가요?

• 1. 인디카, 사티바, 루데랄리스, 그리고 하이브리드
• 2. 유전형과 표현형이란?
• 3. 페노헌팅
• 3. a. 클론 채취
• 4. 표현형 특성을 드러내는 최고의 방법
• 4. a. 온도
• 4. b. 스트레스
• 5. 다양한 표현형 구분하기
• 6. 결론

표현형과 유전형은 대마초에만 국한된 용어는 아니지만, 최근 대마 시장에서 자주 사용되고 있습니다. 사전에서 이 용어를 찾을 수 있지만, 대마초 식물에 대해 논의할 때 이 용어들이 실제로 무엇을 의미하는지 제대로 이해하려면 조금 더 알아야 합니다. 대마초 식물에 대해 이야기할 때, 유전형은 다양한 가능성을 지닌 유전자 코드를 의미하고, 표현형은 특정 환경에 노출되었을 때 그 유전형이 실제로 발현되는 모습을 의미합니다.

혹시 아직 완전히 이해하지 못하셨고 대마씨앗에 어떠한 영향을 미치는지 더 알고 싶으시다면, 여기서 유전형, 표현형, 그리고 대마초에 대해 꼭 알아야 할 모든 정보를 안내해 드립니다.

1. 인디카, 사티바, 루데랄리스, 그리고 하이브리드

대마초 세계에서 이 용어들을 더 공부하기 전에, 먼저 대마초 스트레인의 기원에 대해 조금 알아두는 것이 중요합니다. 잘 아시다시피 대마는 3,000년 이상의 역사를 가지고 있어 정확한 기원을 알기 어렵습니다. 그 시절에는 오랜 시간 자연적으로 진화한 랜드레이스가 있었고, 환경적 조건에 따라 인디카, 사티바, 루데랄리스 간의 명확한 구분이 있었습니다.

이렇게 서로 다른 조건에서 성장하며 진화했기 때문에, 인디카는 대체로 키가 작고 넓은 잎을 가지며 성장 기간이 짧고, 사티바는 키가 크고 얇은 잎에 성장 기간이 길었으며, 루데랄리스는 약 50cm로 성장하고 CBD가 풍부하며, 개화가 빛 주기로 좌우되지 않습니다. 인디카와 사티바에서 정말 흥미로운 점은, 실제로 인디카가 더 차분하게 만들거나 사티바가 더 활기차게 만든다는 의미는 아니라는 것입니다. 인디카와 사티바는 사실 그 식물이 원래 어디에서 유래했는지만을 알려줄 뿐, 효과에 관한 예상과는 관련이 없습니다. 최근 몇 년간 시장에서는 인디카와 사티바의 의미가 상당히 흐릿해졌습니다.

1980년대 후반으로 넘어오면서 교배와 실내 재배가 인기를 끌었고, 하이브리드(인디카와 사티바 유전이 혼합된 품종)도 만들어졌습니다. 그리고 재배자들이 온도, 습도, 조명, 영양소 등 다양한 환경에서 재배하면서, 아주 작은 외부 요인(예: 조명의 각도)조차도 같은 어미와 아비 식물에서 나온 개체임에도 다른 특성이 발현될 수 있다는 사실을 곧 깨닫게 되었습니다. 교배가 활발해지면서, 재배자들은 품질이나 수확량을 저하시키지 않으면서도 자신만의 환경에 맞게 유전자를 조절할 수 있다는 것을 알게 되었습니다. 

2. 유전형과 표현형이란?

모든 대마초 식물에는 다른 생물과 마찬가지로 유전자 코드가 존재합니다. 이 코드를 유전형이라 하며, 식물의 잠재력을 의미하고, 어떤 품종이 성장하면서 발현할 수 있는 특성들을 담고 있습니다. 반면, 표현형은 특정 재배 환경(예: 실내 또는 실외)이 대마초 식물의 생애주기에서 드러나게 하는 가시적인 특성을 의미합니다. 이러한 특성에는 다음과 같은 것들이 있습니다:

이 개념을 가장 쉽게 이해하려면 우리에게 익숙한 인간을 예로 들어볼 수 있습니다. 유전형은 태어날 때 부모로부터 받은 유전자로, 자신이 어떻게 만들어지는지는 스스로 변형할 수 없습니다. 우성, 열성 유전자의 조합에 따라 부모님의 어떤 특성을 발현하는지가 결정되며, 이는 메신저 RNA라는 단일 가닥을 통해 DNA의 코드를 복사해 신체 특정 세포에 저장하게 됩니다. 이 구조들은 코드에 따라 아미노산 사슬을 조립해 단백질을 만듭니다.

표현형은 환경, 스트레스 요인, 그리고 생활방식에 따라 시간이 지나면서 얻는 특성입니다.  예를 들어 일란성 쌍둥이가 다른 집에서 자랐다고 가정해 봅시다. 한 명은 매일 패스트푸드만 먹고 운동을 전혀 하지 않고, 다른 한 명은 매우 건강하게 먹으며 운동도 주 3회 합니다. 이렇게 되면 몇 년 만에 겉모습이 크게 달라질 수 있습니다. 이처럼 환경적인 요인이 유전과 무관하게 동일한 유전자를 지닌 쌍둥이의 모습도 바꿀 수 있습니다.

결국 표현형은 그 유기체가 살아가는 환경에서 유전자가 발현된 결과입니다. 대마초에서 예시를 들면 '색상'이 있습니다. 어떤 품종은 유난히 보라색을 띠는 경우가 있는데, 이는 유전자에 의해 보라색 색소(안토시아닌)가 많도록 프로그래밍되어 있기 때문입니다. 이 분자는 보라색 빛을 반사하고, 엽록소는 녹색 빛을 반사합니다. 안토시아닌이 많으면 식물이 보라색으로 보이게 됩니다. 하지만 이런 색상은 반드시 나타나지 않을 수 있으며, 환경적 요인(예: 개화기 밤 온도 하락 등)이 안토시아닌 발현을 촉진합니다. 쉽게 표현하자면, 다음과 같이 볼 수 있습니다:

유전형 + 환경 = 표현형

3. 페노헌팅

페노헌팅은 가장 우수한 표현형을 찾는 과정을 말합니다. 최고의 표현형이란 여러분이 추구하는 목적(예: 씨앗 생산 또는 최고의 자가소비)에 따라 다릅니다. 새로운 스트레인을 재배할 경우 씨앗 팩을 구입하게 되는데, 이 중 각각이 같은 스트레인이라 해도 서로 다른 표현형일 수 있으므로 직접 재배하며 라벨을 달아 성장 경과를 추적하고, 노트를 남기면서 수컷과 암컷을 구분할 때까지 키워야 합니다.

모든 씨앗을 재배한 후에는 약간씩 다른 식물들이 나오고, 여러분은 향, 맛, 효과 또는 앞서 언급한 다양한 특성 중 원하는 기준으로 가장 마음에 드는 것을 선택하게 됩니다. 페노헌팅은 위에서 말했듯 목적에 따라 결정되기에 꼭 어려운 작업은 아닙니다. 만약 교배를 하고 씨앗을 판매하려는 경우 수백~수천 개의 식물 중에서 1~2개의 표현형을 선택해야 하지만, 가정에서 소규모로 키우는 경우라면 10~20개 수준에서도 충분히 가능합니다.

10개를 재배하든 1000개를 재배하든 기본 과정은 동일하며, 원하던 표현형을 찾을 때까지 반복하게 됩니다. 페노헌팅은 대마 상업 재배자들에게 이상적인 작업으로, 매 수확마다 동일한 수확량을 달성하고, 꽃의 효과나 칸나비노이드가 달라지는 걱정 없이 안정적으로 재배할 수 있도록 해 줍니다.

클론 채취 

클론 채취(복제)는 원하는 표현형을 찾은 후에 진행되는 과정으로, 특정 식물의 유전자를 복사하는 방식입니다. 동일한 식물을 얻는 유일한 방법으로, 조직 배양이나 직접 특정 식물의 가지를 잘라서 할 수 있습니다.

이 방법은 이미 우수한 표현형을 선택한 재배자가 그 표현형을 정확히 복제해서 계속 재배하고 싶거나, 소비자가 좋아하는 특정 꽃을 계속 생산하고자 하는 상업 재배자가 주로 사용합니다. 클론은 동일한 조건에서 재배할 때만 꼭 같은 식물이 나온다는 점에 유의해야 하며, 앞서 언급한 것처럼 표현형은 환경의 결과이므로, 복제한 클론을 다른 조건에서 키우면 약간 다른 특성이 나타나기도 합니다.

개화기 prized pheno를 찾으면 반드시 클론을 채취하기 전에 순화(재생 성장) 과정을 거쳐야 합니다. 개화기 동안 식물이 완전히 다른 호르몬을 만들어내기 때문에 클론 과정이 매우 오래 걸리거나 실패할 수 있습니다. 또한 또 다른 클론에서 클론을 채취하는 것이 아니라, 항상 씨앗에서 나온 모식물만 사용할 때 가장 좋은 활력과 효과를 얻을 수 있습니다. 표현형 발현에 영향을 미치는 요인은 다음과 같습니다:

4. 표현형 특성을 드러내는 최고의 방법

저희 경험상 표현형 특성을 가장 효과적으로 보여주는 방법은 개화기 중 온도 변화와 스트레스를 주는 것입니다. 

온도

개화기 동안 온도를 크게 변화시키면 꽃의 외관이 달라지며, 아름다운 가을색(보라색, 분홍, 노랑 등)의 색감을 한껏 끌어올릴 수 있습니다. 야외에서 재배할 경우 가을철 기온이 자동으로 내려가 아름다운 색상을 쉽게 연출할 수 있습니다. 실내에서 이 색감을 얻고 싶다면, 개화 마지막 3~4주간 야간 온도를 낮춰야 합니다. 추위는 식물에서 엽록소의 존재감을 약화시켜 유전자의 잠재력을 온전히 드러낼 수 있도록 해 줍니다.  

스트레스

대마초 식물에게 특정 스트레스를 주는 것도 표현형 특성을 드러내는 또 다른 방법입니다. 여기서 말하는 스트레스란 식물에 얼음물을 붓거나 가지를 꺾는 것이 아니라, 평소보다 식물의 흙이 더 마르게 두는 정도의 간단한 방법입니다. 대마초는 물주기와 건조기를 반복하는 것이 항상 이롭지만, 개화기 동안엔 테르펜과 트리콤의 생성이 늘어나기 때문에 평소보다 조금 더 건조하게 두는 것이 좋습니다. 단 하루만 물주기를 늦춰도 트리콤의 양이 증가할 수 있습니다. 트리콤은 식물을 강한 햇빛으로부터 보호하는 역할을 하며, 2차 대사산물이 만들어져 테르펜과 칸나비노이드 함량이 크게 증가합니다. 이런 스트레스는 식물이 곧 죽을 수도 있다고 판단해 자기방어로 2차 대사산물을 더 많이 생성하도록 만듭니다.    

5. 다양한 표현형 구분하기

다양한 표현형이 어떻게 발현되는지 시각적으로 이해할 수 있도록 여러 재배자들이 키운 Gorilla Glue Auto 사진을 준비했습니다.

이미지에서 볼 수 있듯, 두 식물은 비슷해 보이지만 작은 차이점들이 있습니다. 이는 서로 다른 배지와 조명 기구에서 비롯된 영향일 가능성이 크기에, 동일한 스트레인을 유사한 조건에서 키워도 결과는 충분히 달라집니다.

다른 예시에서는 꽃의 구조는 비슷해 보이나, 한쪽은 유기농 영양제와 LED 조명에서 성장했고, 또 다른 쪽은 LED와 HID 복합조명 그리고 합성 영양제를 썼습니다. 이로 인해 한쪽은 어두운 색상과 적은 잎을 가지게 되었고, 다른 쪽은 밝은 녹색에 잎이 더 많았습니다. 

이것이 어느 한쪽이 더 낫다는 의미는 아니며, 단지 스트레인이 다른 환경에서 키워질 때 드러날 수 있는 특성의 차이일 뿐입니다. 실제로 영양분이 식물에 생체 이용 가능하게 되면(유기든 합성이든), 식물은 영양소의 차이를 감지할 수 없습니다. 다만 유기농 재배자가 얻는 이점은 식물이 2차 대사산물을 더 많이 생성하기 때문에 풍미, 향, 효능에서 이로운 효과가 더 크다는 데에 있습니다. 

6. 결론

페노와 유전형에 대해 알아봤으니, 항상 재배에 최고의 유전자를 선택하는 것이 중요합니다. 여러분은 앞으로 3~4개월을 이 식물들을 기르는 데 쓸 것이니, 시간 낭비가 없도록 성공할 준비를 하세요. 여러 스트레인을 조사해 보고 자신이 원하는 것이 무엇인지 명확히 알아보고 시작하세요. 여러분에게 꼭 맞는 스트레인이 반드시 있습니다.

여러분이 페노헌팅을 경험해 봤거나, 다른 재배자들에게 도움이 될 만한 추가 정보가 있다면 아래 댓글란에 꼭 남겨 주세요!

외부 참고자료

1. Gene Networks Underlying Cannabinoid and Terpenoid Accumulation in Cannabis. Plant Physiology. - Zager, Jordan & Lange, Iris & Srividya, Narayanan & Smith, Anthony & Lange, Bernd. (2019).
2. High genes: Genetic underpinnings of cannabis use phenotypes. - Thorpe, Hayley & Talhat, M. & Khokhar, Jibran. (2020).