1. 전 세계 GM작물 재배면적은 매년 꾸준히 증가하여 2018년에는 191.7백만 ha에 도달하였다. 26개국에서 GM작물이 재배되고 있으며, EU 포함 44개국에서 식품, 사료 및 가공용으로 승인하였다. 2. 국내 농업용 GM작물 승인 현황 조사 결과, 2015년에 GM작물이 가장 많이 승인되었으며, 농업적 형질은 제초제내성에 이어 해충저항성이 많았다. 단일품목과 후대교배종을 포함하여 옥수수가 가장 많이 승인된 작물이며, 후대교배종 승인은 꾸준히 증가하여 승인된 전체 GM작물의 57%를 차지한다. 3. 승인된 GM작물의 형질은 농업적 유용 형질에서 소비자 중심으로 변화되고 있다. 제초제내성과 해충저항성과 같은 1세대 GM작물은 생산비 절감이나 수량 증가 등으로 농민에게 경제적 이익을 제공하였으며, 2세대 GM작물은 소비자들에게 더 많은 혜택을 제공하는 기능성 강화나 산업용 특성을 증가시킨 것이 특징이다. 4. 향후 농업인과 소비자 모두에게 이익이 되는 연구개발과 실용화 추진을 위해 미래 대응 GM작물 개발과 형질 예측에 필요한 산업 성장 추세 정보를 제공하였다.

1. 본 연구는 GM콩이 비의도적으로 자연에 방출되었을 시 야생콩과의 교잡에 의해 발생 가능한 교잡콩을 모니터링하고 영양학적 측면에서 안전성을 평가하기 위하여 수행하였다. 이를 위해, 베타카로틴 강화 GM콩과 야생콩, 두 품종간 인위적으로 생산한 교잡콩, GM콩의 모본이자 일반 재배 품종인 광안콩 등 4품종을 국내 2개 지역에서 재배하고 콩 종자를 대상으로 주요 영양성분 38종을 분석하였다. 2. 재배 환경에 영향을 받지 않고, GM콩 및 야생콩과 비교해 교잡콩에서 유의적 차이를 보이는 성분은 조단백질, 조섬유, alanine, glycine, leucine, serine, tryptophan, oleic acid, linolenic acid, arachidonic acid 등 10종이었다. 하지만, 분석한 모든 시료의 성분은 국내외 자연 범위에 포함되는 수준이었다. 3. PCA분석 결과, 주요 영양성분 함량 변이는 GM콩은 모본과 유사하였고, 교잡콩은 GM콩 보다는 야생콩과 유사하였다. 즉, 분석한 4품종의 영양성분의 변이는 재배 환경보다는 유전적 요인에 의해 더 크게 영향을 받음을 알았다. 4. 본 연구의 결과는 GM콩과 야생콩간 교잡콩의 영양학적 안전성을 분석한 최초의 보고이며, 이는 향후 GM콩의 비의도적 자연 방출을 모니터링하는데 있어 유용한 기초 자료로써 활용 가치가 있을 것이다.

Understanding biotic interactions is important to illustrate ecological functions of stream environments. The purposeof this study is to compare the ecological functions of natural and artificial streams. For linking species, we used bioticinteraction databases and made food-webs for species lists of 18 streams in Seoul, Korea. We conducted species removalanalysis of networks and compared network beta-diversity between watersheds. The results showed that natural streamswere more affected by a removal of keystone species than artificial streams. The cheonggye watershed including artificialstreams had high dissimilarities among streams, presenting that artificial streams had different functions from natural streams.

정부재정에 대한 의존도가 높은 과학기술분야 정부출연연구기관[이하 ‘출연 (연)]에 대해 국회와 언론을 중심으로 연구경쟁력과 비효율성 문제가 지속적으로 제기되고 있다. 이들 외부 관계자는 출연(연) 평균연령의 증가를 비효율의 주된 원인 중 하나로 꼽는다. 평균연령 증가가 인건비 상승, 연구명맥 단절, 신진 연구자 유입 저하 및 연구경쟁력 약화 등을 야기한다는 것이다. 하지만, 출연(연) 내부에서는 평균연령 점증은 입직(入職) 연령 증가 등에 따른 자연스러운 현상이며, 연구성과에 미치는 부작용은 낮거나 오히려 그 반대라고 주장한다. 이처럼 논쟁이 극화되고 있음에도 불구하고 평균연령과 연구성과 간의 상관관 계를 실증한 기존 연구가 없다는 점은 흥미로운 사실이다.본 연구는 이와 같은 인식하에 2011년도부터 2015년도까지의 5개년도 출연(연) 연구성과 및 인력구조를 추적 조사 및 분석하고, 평균연령과 연구성과 간의 상관관계의 실증을 시도했 다. 그 결과 논문성과와 평균연령은 역U형 상관관계가 존재하고, 최적 평균연령은 44.96세라 는 점을 확인하였다. 특허성과에 있어서는 평균연령과의 상관관계를 확인할 수 없었다.

There are studies on the assessment of non-edible transgenic plants on soil microbial communities. In this research we evaluated the effect of virus-resistant trigonal cactus on soil microbial communities of the rhizosphere. Soil samples are collected and compared in genetically modified (GM) and non-GM trigonal cactus cultivation fields during vegetative growth period and post-harvest period. Biolog EcoplateTM was used to evaluate the functional diversity of soil microbial communities. There were no significant differences between the GM and non-GM soil samples collected during the vegetative growth period. However, we observed temporary difference in carbon substrate utilization. Principal component analysis showed that soil microbiota was influenced not by presence of GM or non-GM trigonal cacti, but rather by the cultivation period. Denaturing gradient gel electrophoresis fingerprinting revealed that virus-resistant trigonal cactus cultivation had insignificant effect on soil microbial communities including dominant rhizosphere bacteria, actinomycetes, and fungi. We found no clear evidence of GM trigonal cactus cultivation affecting the functional diversity of soil microbial communities.

The vitamin E enhanced transgenic soybean was developed by introducing a perilla γ- tocopherol methyltransferase gene (γ-TMT) under the control of pea vicilin promoter and a selection marker, phosphinothricin acetyltransferase (PAT) gene. With regard to the potential problems of safety, the non-target organism evaluation is required as an essential element for the environmental risk assessment of genetically modified (GM) crops. We studied the effects of the vitamin E enhanced transgenic soybean feeding on survival of Daphnia magna which is commonly used as a model organism in ecotoxicological studies. The Daphnia magna was fed on vitamin E enhanced transgenic soybean and non-genetically modified (non-GM) soybean (Willams 82) at 0, 1,000, 1,800, 3,240, 5,830, 10,500 and 20,000 mg/L concentrations, respectively. The GM soybean used for the test was confirmed to have the γ-TMT/PAT gene expression by the enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and polymerase chain reaction (PCR) analysis. The results showed that there was no significant differences between cumulative immobilities of Daphnia magna fed on GM soybean and non-GM soybean. The 48hr-EC50 values showed no significant differences between GM soybean (2,416 mg/L) and non-GM soybean (2,408 mg/L). The results of this study suggested that there was no significant differences in toxicity for Daphnia magna between GM soybean and non-GM counterpart.

물벼룩 급성 독성 평가를 위한 비타민A 강화벼의 분자생물학적 특성을 분석한 결과, Southern blot에서 베타-카로틴 생합성을 위한 Psy와 CrtI 유전자들이 one-copy로 도입됨을 확인하였으며, 선발마커인 Bar 유전자의 단백질 검출 immunostrip 분석에서도 비타민A 강화벼에서만 검출되었다. 비타민A 강화벼의 목적하는 최종 산물인 베타-카로틴 함량도 낙동벼에 비해 8.9배 증가됨을 확인하였다. 비타민A 강화벼와 낙동벼의 농업환경 생물지표종인 물벼룩(Daphniamagna)에 대한 급성독성시험을 실시한 결과, 비타민A 강화벼의 48시간-EC50은 3,311.40 mg/L(95% 신뢰한계 : 2,901.39 ~ 3,779.23 mg/L), 무영 향농도(NOEC)는 1,800 mg/L였고, 낙동벼는 48시간-EC50은 3,655.23 mg/L(95% 신뢰한계 : 3,156.71 ~ 4,232.86 mg/L), 무영향농도는 1,800 mg/L였다. 따라서 Psy와 CrtI 유전자가 형질전환된 비타민A 강화벼 및 낙동벼가 환경 지표생물종인 물벼룩에 미치는 영향 평가 결과 상대적 동등성을 보였으며, 이는 Psy와 CrtI 유전자의 단백질 노출이 물벼룩에 부정적인 영향을 미치지 않은 것으로 판단된다.

해충저항성 Bacillus thuringiensis (Bt) 벼의 비표적곤충인 벼물바구미(Lissorhoptrus oryzophilus)에 대한 성충 전용살충제 Clothianidin 액상수화제의 살충제 감수성 시험을 실시한 결과, 72시간-LC50은 0.245 ml/L(95% 신뢰한계는 0.195~0.307 ml/L)이었으며, Bt벼의 모본으로 대조로 사용한 낙동벼의 72시간-LC50은 0.257 ml/L(95% 신뢰한계는 0.199~0.331 ml/L)이었다. 72시간-LC50은 낙동벼에서 다소 높았지만, 해충저항성 Bt벼 72시간-LC50이 낙동벼의 95% 신뢰한계 내에 포함되어, 두 품종의 LC50값에 유의성이 없는 것으로 판단된다.

This study was carried out to develop of environmental risk assessments and the biosafety guide for Vitamin E enhanced transgenic soybean at LMO (Living Modified Organism) isolation field. In LMO quarantine area of National Institute of Agricultural Sciences, insect species diversities and population densities on vitamin E enhanced transgenic soybean and non-GM soybeans (Willams 82 and Seoritae) were investigated. A total of 17,717 individuals of 77 species from 8 orders were collected in LMO isolation field. In three type soybeans field, total of 5,250 individuals in Vitamin E enhanced transgenic soybean, 5,510 individuals in Willams 82, and 6,957 individuals in Seoritae were collected, respectively. There was no difference between the population densities of insect pests, natural enemies and other insects on Vitamin E enhanced transgenic soybean and Willams 82, while natural enemies density on Seoritae was higher than on Vitamin E enhanced transgenic soybean, but insect pests density on Vitamin E enhanced transgenic soybean was higher. These results provided the insects diversity for risk assessment survey of Vitamin E enhanced transgenic soybean and suggested that the guideline could be useful to detect LMO crops.

β-카로틴 강화벼 도입유전자의 도입 위치와 안정성을 도입 위치 주변염기서열 분석과 서던 분석한 결과, 벼 염색체 2번 중 30,363,938번과 30,363,973번 사이의 단일 부위에 도입유 전가 도입되었으며, T5-T7 세대 동안 도입된 모든 유전자들 이 안정적으로 유지되고 있으며, 도입유전자의 운반체인 Backbone DNA (pSB11)는 β-카로틴 강화벼에 삽입되지 않 았음을 확인하였다. 선발 마커로 도입된 PAT 단백질의 발현 분석 결과에서도 T5-T7 세대별, 생육시기별로 안정적으로 발 현됨을 검정하였으며, 목적 형질인 β-카로틴 분석 결과에서 도 모품종인 낙동벼에 비해 9.4배 함량이 증가됨을 확인하였 다. 이상의 분석기법을 통해 복수세대에서 β-카로틴 강화벼 의 도입 유전자들이 안정적으로 유지되고 목적 단백질들이 안정적으로 발현되고 있음을 확인하였다.

가뭄저항성벼의 복수세대에 대한 후대안정성을 서던 분석과 PCR로 분석한 결과, 가뭄저항성벼의 Agb0103 T4～T6 세대에서는 도입된 모든 유전자들이 안정적으로 도입되어 있으며, T-DNA 구성요소 이외의 backbone DNA는 가뭄저항성벼에 삽입되지 않았음을 확인하였다. 목적 유전자인 CaMsrB2와 제초제 저항성 선발 마커인 bar 유전자가 가뭄저항성벼 Agb0103의 T4～T6 세대에서 안정적으로 발현됨을 검증하였다. 제초제 저항성 선발 마커로 도입된 PAT 단백질의 발현 분석 결과에서도 Agb0103 T4～T6의 3세대에서 생육시기별, 부위별로 안정적으로 발현됨을 입증하였다. 도입유전자의 삽입 위치를 확인한 결과, 가뭄저항성벼 Agb0103의 도입유전자가 벼 8번 염색체 내에서 intergenic한 상태로 안정적으로 유지되고 있음을 확인하였다. 이상의 분석 기법을 통해 복수세대에서 가뭄저항성벼의 도입 유전자들이 안정적으로 유지되고 목적 단백질들이 안정적으로 발현되고 있음을 확인하였다.

본 연구는 대규모 GMO 격리포장에서 고추 유래 가뭄저항성CaMsrB2유전자가 도입된 가뭄저항성벼(Agb0103)의 안정성 평가에 대한 가이드라인 및 프로토콜을 개발하고자 수행하였다. 경북대학교 농업생명과학대학 GMO 실습격리포장에서 총 사용면적 4,700 m²에서 Agb0103와 모품종인 일미벼에 대해 거미류를 포함한 곤충류 다양성을 조사하였다. 조사기간 동안 채집된 개체들은 기능별로 해충군, 천적군, 거미군으로 크게 구분하여 계수하였으며, 조사된 개체군의 해충군, 천적군, 거미류 등의 밀도는 기능군 별로 Agb0103와 일미벼간에 유의성을 보이지 않았다. 해충의 발생양상을 비교 분석한 결과, 전반적으로 일미벼에서 발생량이 다소 많은 경향으로 나타났으나, 대부분의 시기별 발생량 평균 간의 차이는 없는 것으로 나타나서 Agb0103와 일미벼과의 해충 발생양상에는 유의성을 찾기가 어렵다고 판단된다. 또한 천적류 발생양상은 해충 발생양상과는 달리 Agb0103에서 발생량이 다소 많은 경향으로 나타났으나, 시기별 평균 간 차이는 없는 것으로 분석되어 천적 발생양상에도 특이한 유의성을 없다고 판단된다. 따라서 가뭄저항성 CaMsrB2유전자가 도입된 Agb0103에서의 해충 및 천적의 개체군 밀도 및 발생양상은 모본인 일미벼에서와 차이가 없는 것으로 조사되었다.

국내에서는 아직까지 유전자변형 작물이 재배되고 있지 않으나 유전자변형 작물의 환경방출을 위해서는 반드시 환경위해성 평가가 수행되어야 한다. 본 연구에서는 병저항성 유전자변형 벼(OsCK1)로부터 비 형질전환 벼(낙동벼)와 잡초성벼(R55)로의 화분 매개에 의한 유전자 이동성을 평가하였다. 비 형질전환 벼로부터 449,711립의 종자를 얻었으며 잡초성벼로부터는 164,604립의 종자를 수확하였다. 교잡개체는 2회의 제초제 살포와 병저항성 벼에 특이적인 프라이머를 이용한 분자생물학적 방법을 통해 저항성 여부를 검증하였다. 개화기간이 서로 일치하였음에도 불구하고 비 형질전환 벼에서만 교잡개체를 확인할 수 있었으며, 교잡율은 교잡개체가 발생한 거리에 따라 0.013～0.018%로 나타났다. 모든 교잡개체들은 병저항성 유전자변형 벼에 근접한 0.6 m내에서 발견되었다. 화분 매개에 의한 병저항성 유전자변형 벼의 유전자 이동성은 앞서 연구된 결과와 유사한 것으로 나타나 농업환경에 방출되더라도 환경에 미치는 영향은 다른 벼들과 비슷할 것으로 추정되었다. 개화기간 중 온도와 습도 등 기상요인이 벼의 교잡율을 결정하는데 중요한 요소이었다. 따라서 유전자변형 벼와 주변 재배종 및 잡초성벼로의 유전자 이동에 의한 안전관리 대책을 마련하기 위해서 지역의 기상요인과 개화기 중복 등의 요인들이 충분히 고려되어야 할 것이다.

Rice (Oryza sativa) is the most important staple food of over half the world’s population. This study was conducted to evaluate the possible impact of transgenic rice cultivation on the soil microbial community. Microorganisms were isolated from the rhizosphere of GM and non-GM rice cultivation soils. Microbial community was identified based on the culture-dependent and molecular biology methods. The total numbers of bacteria, fungi, and actinomycete in the rhizosphere soils cultivated with GM and non-GM rice were similar to each other, and there was no significant difference between GM and non-GM rice. Dominant bacterial phyla in the rhizosphere soils cultivated with GM and non-GM rice were Actinobacteria, Firmicutes, and Proteobacteria. The microbial communities in GM and non-GM rice cultivated soils were characterized using the denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE). The DGGE profiles showed similar patterns, but didn’t show significant difference to each other. DNAs were isolated from soils cultivating GM and non-GM rice and analyzed for persistence of inserted gene in the soil by using PCR. The PCR analysis revealed that there were no amplified protox gene in soil DNA. These data suggest that transgenic rice does not have a significant impact on soil microbial communities, although continued research may be necessary.

가뭄저항성벼의 복수세대에 대한 후대안정성을 서던 블롯과 PCR로 분석한 결과, 가뭄저항성벼의 CaMsrB2-8 T4 ~ T6 세대에서는 도입된 모든 유전자들이 안정적으로 도입되어 있으며, T-DNA 구성요소 이외의 backbone DNA는 가뭄저항성벼에 삽입되지 않았음을 확인하였다. 목적 유전자인 CaMsrB2와 제초제 저항성 선발 마커인 bar가 가뭄저항성벼의 CaMsrB2-8 T4 ~ T6 세대에서 안정적으로 발현됨을 검증하였다. 제초제 저항성 선발 마커로 도입된 PAT 단백질의 발현 분석 결과에서도 CaMsrB2-8 T4 ~ T6의 3세대에서 생육시기별, 부위별로 안정적으로 발현됨을 입증하였다. 도입유전자의 삽입 위치를 확인한 결과, 가뭄저항성벼 CaMsrB2-8의 도입유전자가 벼 1번 염색체 내에서 intergenic한 상태로 안정적으로 유지되고있음을 확인하였다. 이상의 분석 기법을 통해 복수세대에서 가뭄저항성벼의 도입 유전자들이 안정적으로 유지되고 목적 단백질들이 안정적으로 발현되고 있음을 확인하였다.

비타민A 강화벼의 복수세대에 대한 후대안정성을 Southern blot과 PCR로 분석한 결과, 비타민A 강화벼의 PAC T3～T6 세대에서는 도입된 모든 유전자들이 안정적으로 도입되어 있으며, backbone DNA는 비타민A 강화벼에 삽입되지 않았음을 확인하였다. 선발 마커로 도입된 PAT 단백질의 발현 분석 결과에서도 PAC T3～T6 복수세대에서 생육시기별 부위별로 안정적으로 발현됨을 입증하였으며, 최종 목적 산물인 카로티노이드 분석 결과에서도 모품종인 낙동벼에 비해 비타민A 강화벼에서 β-carotene은 10.6배 함량이 증가되고, zeaxanthin과 α-carotene는 생성되었음을 확인하였다. 이상의 분석기법을 통해 복수세대에서 비타민A 강화벼의 도입 유전자들이 안정적으로 유지되고 목적 단백질들이 안정적으로 발현되고 있음을 확인하였다.