유전자 변형(GM) 작물의 재배 및 유통이 확대됨에 따라, GM 작물의 신속하고 정확한 현장 검출 기술의 필요성이 증가하고 있다. 본 연구에서는 5-enolpyruvylshikimate-3- phosphate synthase (EPSPS) 유전자를 대상으로, RPA (Recombinase Polymerase Amplification) 기반의 등온 증폭 기법과 특이적 프라이머·프로브 세트, 그리고 간이 DNA 추출법을 결합하여 현장 적용이 가능한 GM 콩 검출 시스템을 개발하였다. 먼저, 설계된 프라이머 및 프로브 세트는 GM 콩에서만 형광 신호가 유의하게 증가하며, non-GM 콩에서는 신호가 검출되지 않아 높은 타겟 특이성을 확인하였다. 또한, RPA 반응은 39℃의 등온 조건에서 25분 이내에 이루어져 기존 PCR 기반 방법에 비해 분석 시간을 대폭 단축할 수 있었다. 다양한 DNA 추출 버퍼를 이용한 간이 추출법과 상용 DNA 추출 키트를 비교한 결과, 10 mM NaOH 및 10 mM NaCl 버퍼에서 우수한 검출 성능을 보였으며, 5분 이내에 DNA 확보가 가능해 현장 적용성이 뛰어남을 확인하였다. 본 연구의 시스템은 시료 채취부터 DNA 추출, 증폭, 검출까지의 전 과정을 단시간 내에 수행할 수 있어, 농업 현장에서 GM 작물을 신속하고 정확하게 판별할 수 있는 실용적 기술로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

With the expansion of the cultivation and distribution of genetically modified (GM) crops, there is an increasing need for rapid and accurate on-site detection technologies. In this study, we developed an on-site applicable GM crop detection system by combining recombinase polymerase amplification (RPA) with a specifically designed primer–probe set and a simple DNA extraction method targeting the 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase (EPSPS) gene. The designed primer and probe set showed high target specificity, as a significant increase in fluorescence signal was observed only in GM crops, while no signal was detected in non-GM crops. The RPA reaction was completed within 25 minutes under isothermal conditions at 39℃, significantly reducing the analysis time compared to conventional PCR-based methods. When comparing various simple DNA extraction buffers with a commercial DNA extraction kit, the use of 10 mM NaOH and 10 mM NaCl buffers exhibited excellent detection performance, allowing DNA to be obtained within 5 minutes and demonstrating high field applicability. This system enables the entire process—from sample collection to DNA extraction, amplification, and detection—to be completed in a short time, and is expected to serve as a practical technology for the rapid and accurate on-site detection of GM crops.

초록
Abstract
서론
재료 및 방법
    1. EPSPS 유전자 검출용 프라이머 및 프로브 설계
    2. EPSPS 유전자 검출을 위한 RPA 반응 최적화 및 평가
    3. EPSPS 유전자의 현장 검출 모니터링을 위한 버퍼별DNA 추출 및 RPA 반응 및 검출
결과 및 고찰
    1. RPA 기반 EPSPS 유전자 검출을 위한 프라이머 세트의검증 및 적용 가능성 평가
    2. EPSPS 유전자 특이적 검출을 위한 RPA 프로브 제작 및검증
    3. 간이 DNA 추출법을 활용한 EPSPS 유전자 RPA 검출의현장 적용성 평가
References

• 장예진(국립농업과학원 농업생명자원부 전문연구원) | Ye Jin Jang (Post doc, Department of Agricultural Biotechnology, National Institute of Agricultural Sciences, Jeonju 54874, Korea)
• 송수진(국립농업과학원 농업생명자원부 전문연구원 전문연구원) | Su jin Song (Researcher, Department of Agricultural Biotechnology, National Institute of Agricultural Sciences, Jeonju 54874, Korea)
• 박종찬(국립농업과학원 농업생명자원부 전문연구원 농업연구사) | Jong Chan Park (Researcher, Department of Agricultural Biotechnology, National Institute of Agricultural Sciences, Jeonju 54874, Korea)
• 윤도원(국립농업과학원 농업생명자원부 전문연구원 농업연구사) | Do Won Yoon (Researcher, Department of Agricultural Biotechnology, National Institute of Agricultural Sciences, Jeonju 54874, Korea)
• 장안철(국립농업과학원 농업생명자원부 전문연구원 농업연구관) | An Cheol Chang (Senior researcher, Department of Agricultural Biotechnology, National Institute of Agricultural Sciences, Jeonju 54874, Korea)
• 이범규(전주대학교 환경생명과학과 교수) | Bum Kyu Lee (Professor, Department of Environment Science & Biotechnology, Jeonju University, Jeonju 55069, Korea)
• 오성덕(국립농업과학원 농업생명자원부 전문연구원 농업연구사) | Sung Dug Oh (Researcher, Department of Agricultural Biotechnology, National Institute of Agricultural Sciences, Jeonju 54874, Korea) Corresponding author