전 세계적으로 저곡해충 방제를 위해 포스핀 훈증제가 많이 사용되어 왔다. 포스핀 훈증제의 지속적인사용으로저곡해충의 포스핀 훈증제 저항성이 보고되고 있다. 포스핀 훈증제 저항성 저곡해충의 출현 빈도가 높아짐에 따라유전자 분석을 통해 유전자 변이를 파악하고, 포스핀 훈증제 저항성 해충에 맞는 방제방법 확립이 필요하다. 본연구에서는 저곡해충 3종(가루개나무좀, 거짓쌀도둑거저리, 쌀바구미)의 포스핀 훈증제 저항성종과 감수성종에대하여 포스핀 저항성 획득 유무를 확인할 수 있는 Dihydrolipoamide dehydrogenase(DLD) 유전자의 아미노산 변이를비교분석하였다. 시험결과 포스핀 훈증제 저항성 가루개나무좀과 거짓쌀도둑거저리는 P(Proline)에서 S(Serine)로아미노산 변이가 일어났고, 쌀바구미에서는 N(Asparagine)에서 T(Threonine)로 아미노산 변이를 확인하였다.

동일 계열 약제의 연용과 살포 횟수 증가는 저항성 해충군 출현 시기를 촉진시켜 방제 효과를 감소시킨다. 현재까지 저항성 발달이 보고된 국내 해충은 애멸구, 점박이응애 그리고 빨간집모기등을 포함하여 약 20종이다. 저항성 진단은 주로 생물검정법, 생화학적 검정법, 분자생물학적 검정법 등으로 구분되며, 저항성 발달 기작 연구를 통해 다양한 진단기법들이 개발되고 있다. 해충의 저항성 발달 수준 정보는 우수한 약제 선발을 가능하게 하며, 친환경방제제 및 천적 활용과 연계되어 저항성 해충군 발달 속도를 저하시키고 살충제 가용 수명을 늘리는데 기여할 수 있다.

포스핀 정제는 비용이 저렴하고 잔류량이 적어 세계적으로 저곡해충 방제에 널리 이용되고 있는 식물검역 훈증제이 다. 그러나 훈증시설 내부 온습도의 영향으로 기화량이 감소하여 약량을 과도하게 투약하는 현상이 나타남에 따라 중국, 호주 등 45개국에서 포스핀 저항성 해충이 발생되고 있다. 이에 포스핀 저항성 해충을 방제하기 위한 방안이 요구됨에 따라 본 연구에서는 포스핀 저항성 정도에 따른 적합한 방제 농도 및 훈증시간을 설정하기 위해 쌀바구미에 대한 포스핀 저항성을 판별하고 저항성 수준을 측정하였다. 어리쌀바구미의 포스핀 저항성은 FAO 매뉴얼(PH3 0.039mg/L, 20 hr)을 참고하여 그 결과에 따라 포스핀 저항성과 감수성으로 나누어 사육 및 실험에 사용하였다. 실험은 상온에서 20시간동안 진행하였으며 그 결과 포스핀 저항성 쌀바구미 성충의 LCT99값은 78.558 mg h/L, 포스핀 감수성 쌀바구미 성충의 LCT99값은 0.672 mg h/L였다.

2011-2012년 2년간 하계 경북대학교 농업생명과학대학 군위 GMO 실습격리포 장에서 GM벼인 가뭄저항성벼(CaMsrB2) 'HV8'과 'HV23' 및 모본식물인 '일미'를 대상으로, 이앙 약 한달 후 생육기 초부터 수확 직전까지 2주 간격으로 매년 총 8회 에 걸쳐 실시하여 발생양상을 비교 분석하였다. 조사기간 동안 가뭄저항성벼 (CaMsrB2) 'HV8', 'HV23'과 '일미' 포장에서의 해충은 멸구류, 매미충류, 나방류, 진딧물류, 바구미류, 노린재류 등 주로 30여종의 해충이 발생하였다. 이중 흰등멸 구의 발생이 69.3%로 가장 우점하였고, 애멸구 13.9%, 벼물바구미 5.4%, 나방류 2.7% 순이었다. 시기별 해충 평균발생 밀도는 모든 시기에서 가뭄저항성벼 (CaMsrB2)들과 '일미'에서 차이가 없는 것으로 분석되었다.

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.

해충저항성 Bt벼와 낙동벼의 미꾸리(Misgurnus anguillicaudatus) 와 잉어(Cyprinus carpio)에 대한 급성독성시험을 실시한 결과 48시간 및 96시간-LC50은 1,000mg/L 이상으로 나타났다. 48시간 및 96시간 무영향농도(NOEC)는 1,000mg/L이었다. 급성독성 시험기간 중 해충저항성 Bt벼와 낙동벼간의 pH, DO, 수온, 체중 및 전장에 대한 유의적인 결과는 나타나지 않았다.

Resistance evolution to organophosphate-based pesticides in apple and pear inhabiting arthropods of western North America extends to many classes of pest and some beneficial species. Resistance management programs to minimize resistance in pests while exploiting it in natural enemies have met with mixed success. Among beneficials, resistances have been exploited mostly among predators of pest mites. Evolution of resistant mites, leafminers, leafhopper, aphids, leafrollers and some internal fruit feeders have led to development of new monitoring methods and means to delay or avoid resistance. But it is resistance to azinphosmethyl in codling moth (Cydia pomonella) that is changing the pest control system and moving it from chemical to biologically-based means. Newly merging IPM system will depend more on use of biological, cultural, behavior and genetic controls. But more selective pesticides also will be needed to augment pheromones, resistant host plants and genetically altered organisms. These more biologically-based tactics will be prone to resistance evolution in pests as well, if used too unilaterally and/or too extensively.

Genetically modified (GM) crops have been developed worldwide through the recombinant DNA technology and commercialized by global agricultural companies. Until now, GM crops have not been cultivated commercially in Korea. Commercialization of GM crops requires a compulsory assessment of environmental risk associated with the release of GM crops. This study was conducted to evaluate the frequency of pollen mediated gene flow from Bt transgenic rice (Agb0101) to japonica non-GM rice (Nakdongbyeo), indica non-GM rice (IR36), and weedy rice (R55). A total of 729,917, 596,318 and 230,635 seeds were collected from Nakdongbyeo, IR36, and R55, respectively, which were planted around Agb0101. Selection of the hybrids was determined by repeated spraying of herbicide and Cry1Ac1 immunostrip assay. Finally, the hybrids were confirmed by PCR analysis using specific primer. The hybrids were found in all non-GM rice and out-crossing ranged from 0.0005% at IR36 to 0.0027% at Nakdongbyeo. All of hybrids were located within 1.2 m distance from the Agb0101 rice plot. The meteorological elements including rainfall and temperature during rice flowering time were found to be important factors to determine rice out-crossing rate. Consideration should be taken for many factors like the meteorological elements of field and physiological condition of crop to set up the safety management guideline to prevention of GM crops gene flow.

본 연구에서는 제초제 저항성인 Ab벼와 해충저항성 Bt벼, 이들의 모본인 동진벼의 현미에서 일반성분, 아미노산, 무기물, 지방산, 비타민 및 항영양소를 분석하여 유전자변형 벼(Ab, Bt)의 영양성분 조성 차이를 비교하고자 수행하였다. 그 결과 무기물의 철분이 모본인 동진벼와 유전자 변형 벼(Ab, Bt) 사이에 약 2배의 차이를 나타내었지만 codex 범위 내에 존재하였고, 비타민 류에서는 Bt벼와 동진벼 간의 유의적인 차이가 나타나지 않은 반면 Ab벼의 비타민 B1, B7, E에서 유의적인 차이를 보였다. 또한 트립신 저해제는 시료 모두에서 0.1 TIU/mg 미만으로 극소량 검출되었다. 총 46가지 분석 성분 중 17가지가 함량 및 조성에 유의적인 차이를 보였으나 이러한 차이는 이들의 모본인 동진벼, OECD 표준기술서, 그리고 일반 상업화 품종의 범위 내에 존재해 영양학적 측면에서 실질적으로 차이가 없는 것으로 판단된다.

본 연구는 내충성 독소 발현 유전자(CryIIIA)를 벼에 형질 전환하여 해충에 대한 저항성을 갖도록 국내에서 개발한 해충저항성 GM벼(Btt12R)와 그 모본인 낙동벼의 주요영양성분과 항영양소를 분석하여 각 성분의 함량에 차이가 있는지를 비교하기 위해서 수행하였다. 이를 위해, 낙동벼와 Btt12R 뿐만 아니라 국내 상업화 품종인 영안벼와 화성벼를 수원 GMO 격리포장에서 동일한 조건하에 재배하여 수확한 현미를 사용하였다. 47가지 주요영양성분(8가지 일반성분, 17가지 아미노산, 8가지 지방산, 9가지 미네랄, 5가지 비타민) 중에 16가지 성분의 함량이 모본과 Btt12R 간에 차이를 보였지만, Btt12R의 이 16가지 성분은 함께 재배한 일반벼와 OECD에 명기된 함량 범위 내에 있었다. 2가지 항영양소 중 트립신 저해제는 모든 시료에 0.1 TIU/mg 미만의 극미량으로 존재했으며, Btt12R의 피트산 함량은 낙동벼와 일반벼의 피트산 범위에 포함되었다. 이상의 결과를 종합해보면, 분석한 Btt12R의 모든 주요영양성분 및 항영소의 함량이 모본 및 상업화 품종의 함량 범위에 포함되었으며, 이를 통해 CryIIIA 유전자를 벼 게놈에 삽입하는 것이 현미의 영양학적 품질에 영향을 미치지 않음을 확인하였다.

GM 및 non-GM 감자의 인체 위해성 여부를 판단하기 위하여 마우스 비장세포에서 인터루킨과 housekeeping gene의 발현을 RT-PCR로 비교 분석하였다. 유전자변형 감자의 잎과 이를 섭취한 마우스의 비장세포에서 발현되는 housekeeping gene의 발현을 수행한 결과, APRT, -tubulin, Actin, Hsp 20.2, Cyclophilin, 18S RNA and Efla, and Tbp, GAPDH, -actin, T