Herbicide-resistant transgenic rapeseed (TG rapeseed) was developed by inserting phosphinothricin acetyltransferase (PAT, bar), a modified gene from the soil bacterium Streptomyces hygroscopicus, into the genome of a conventional variety of rapeseed (Youngsan). The TG rapeseed used for the test was confirmed to express the PAT gene by polymerase chain reaction (PCR) and immunostrip. Feeding tests were conducted with Cyprinus carpio to evaluate the environmental risk of TG rapeseed, including the herbicide resistant gene. C. carpio was fed 100% ground rape suspension, TG rapeseed, or non-genetically modified (GM) counterpart rapeseed (Youngsan). As a result, the feeding test showed no significant differences in the cumulative immobility or abnormal response between C. carpio samples fed on TG rapeseed and non-GM counterpart rapeseed. The 48 h-LC50 values of the TG rapeseed and the non-GM counterpart rapeseed were 3,376 mg/L (95 % confidence limits: 3,169 - 3,596 mg/L) and 2,682 mg/L (95 % confidence limits: 2,267 – 3,123 mg/L), respectively. The rape NOEC (no observed effect concentration) value for C. carpio was suggested to be 625 mg/L. Based on these results, there was no significant difference in the toxicity for non-target organisms (C. carpio) between the TG rapeseed and non- GM counterparts.

One of the issues currently facing nuclear power plants is how to store spent nuclear waste materials which are contaminated with radionuclides such as 134Cs, 135Cs, and 137Cs. Bioremediation processes may offer a potent method of cleaning up radioactive cesium. However, there have only been limited reports on Cs+ tolerant bacteria. In this study, we report the isolation and identification of Cs+ tolerant bacteria in environmental soil and sediment. The resistant Cs+ isolates were screened from enrichment cultures in R2A medium supplemented with 100 mM CsCl for 72 h, followed by microbial community analysis based on sequencing analysis from 16S rRNA gene clone libraries (NCBI’s BlastN). The dominant Bacillus anthracis Roh-1 and B. cereus Roh-2 were successfully isolated from the cesium enrichment culture. Importantly, B. cereus Roh- 2 is resistant to 30% more Cs+ than is B. anthracis Roh-1 when treated with 50 mM CsCl. Growth experiments clearly demonstrated that the isolate had a higher tolerance to Cs+. In addition, we investigated the adsorption of 0.2 mg L-1 Cs+ using B. anthracis Roh-1. The maximum Cs+ biosorption capacity of B. anthracis Roh-1 was 2.01 mg g-1 at pH 10. Thus, we show that Cs+ tolerant bacterial isolates could be used for bioremediation of contaminated environments.

농업환경의 급속한 변화에 의한 농업생명공학과 GM작물의증가는 인간의 건강과 자연환경에 대한 깊은 관심을 초래하였고, 이에 대한 환경위험 여부를 확인하기 위해 GM작물의 안전성 평가가 필수 요소가 되었다. 이에 본 연구는 가뭄저항성(Agb0103)벼와 일미벼의 잉어(Carp, Cyprinus carpio)와 미꾸리(Loach, Misgurnus anguillicaudatus)에 대한 급성독성시험을 평가한 결과 48시간과 96시간의 LC50은 1,000 mg/L이상으로 분석되었다. 48시간과 96시간의 무영향농도는 1,000 mg/L이었다. 잉어와 미꾸리의 급성독성 시험기간 중 가뭄저항성(Agb0103)벼와 일미벼 간의 체중, 전장, 수온, DO 및 pH에대한 유의적인 차이는 없었다.

PURPOSES : The objective of this study is to evaluate the environmental resistance of bio-polymer concrete for use of pavement materials developed for reducing the carbon-dioxide. METHODS : The compression, tension, and bending strength tests were conducted on the bio-polymer concrete specimens with and without environmental conditioning. The specimens were conditioned using the freezing-thaw and accelerated weathering process for long period of time. To assess the resistance against chloride, the chloride ion penetration resistance tests were carried out on the bio-polymer concrete specimens. RESULTS : Test results show that the maximum difference in strength between specimens with and without conditioning is about 2.6MPa indicating that the effect of environmental conditioning on specimen strength is negligible. Based on the chloride ion penetration resistance test, the penetration quantity of electric charge of the specimens is zero and there is no ion penetration within the bio-polymer concrete. CONCLUSIONS : It is found from this study that there is slight change in strength of bio-polymer concretes before and after environmental conditioning process and no chloride ion penetration observed in these specimens. Therefore, the developed bio-polymer concretes can be applied effectively as pavement materials due to the small change of physical properties with environment change.

전 세계적으로 산업의 고도화로 인하여 환경오염이 급속도로 진행되고 있으며, CO2 발생의 증가로 지 구 온난화 현상이 급속도로 진행되고 있다. 기존의 일반 아스팔트포장은 약 160℃의 고온에서 생산 및 시공되기 때문에 CO2가 크게 발생되며, 시멘트포장 또한 시멘트 생산 시 CO2가 발생되고 있다. 최근 강상판 장대교량(케이블교)의 건설이 증가하고 있으며, 사하중을 절감하기 위한 박층 폴리머 콘크리트가 개발되고 있다. 그러나 폴리머 수지도 석유계 재료로 생산되기 때문에 CO2가 발생되며 석유자원 의 고갈로 인한 폴리머 수지의 가격 상승 등이 문제점으로 부각되고 있다. 이러한 문제점의 대안으로 식물성 수지를 사용한 바이오 폴리머 수지를 개발하는 연구가 지속적으로 수행되고 있다. 그러나 식물성 재 료를 사용하게 되면 기존 석유계 수지에 비하여 강도 및 환경 영향에 대한 물리적 특성이 감소하는 문제 가 발생하여 차량하중의 영향이 작은 주차장, 보도, 자전거 도로 등에 적용되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 기존 석유계수지의 약 30~50%를 식물성 재료로 대체한 도로포장용 바이오 폴리머 수지를 개발하고자 한다. 식물성 재료는 콩유(Soybean Oil), 피마자유(Castor Oil), 야자수유(Palm Oil) 등 그 종류가 다양하지만 폴리올(Polyol)공정을 거치지 않고 생산이 가능한 피마자유를 이용하여 생산비용을 절감하였으며, 환경 영향 저항성과 관련된 시험을 수행하여 도로포장에 대한 적용성을 평가하였다. 식물 성 재료가 약 30% 첨가된 수지(906-3)와 50% 첨가된 수지(2I)를 대상으로 무처리 상태의 강도와 처리 후(동결융해, 자외선)의 강도를 측정하여 비교·평가하고 염화물에 대한 저항성을 시험하였다. 그 결과 기 존 석유계 폴리머 수지에 식물성 재료를 50% 대체하여도 강도변화가 미미한 결과를 도출하여 바이오 폴리머 수지를 도로포장에 적용하여도 문제가 없음을 확인하였다.

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.

귤응애의 친환경자재 3종에 대한 약제감수성을 조사한 결과 허브 규, 파라포린 스, HES에 대한 약제처리 3일후의 생충율은 0%로 방제가 100%를 보였다. 귤녹응 애의 살비제 7종 및 친환경자재 2종에 대한 약제감수성을 약제처리 3일, 5일, 7일 후에 조사하였다. 그 결과 친환경자재인 기계유유제와 파라포핀스 HES합제가 높 은 살충율을 보였으며, 살비제인 spirodiclofen, dicofol, spiromesifen, propargite, cyhexatin에 대해서도 높은 살충율을 보였다. 한편, mancozeb에 대한 귤녹응애의 살충율은 8일후 45%, 10일후 56%를 나타냈다. 귤응애의 유기인계살충제 dimethoate에 대한 저항성 계통과 감수성 계통을 선 별하기 위해서 제주도 감귤원 17농가 중 dimethoate에 대하여 낮은 감수성을 나타 낸 3개 농가 (S-9, J-4, S-8 계통)와 높은 감수성을 나타낸 1개 농가 (S-3 계통)에서 귤응애를 채집하여 감수성을 검정하였다. 또한, 친환경 농가 5곳 (S-2', S-3', J-1', J-2', J-3' 계통)을 대상으로 귤응애를 채집하여 상기의 약제에 대한 감수성을 검정 하였다. 그 결과 J-4, S-8계통은 dimethoate에 대한 LC50가 905ppm, 323ppm를 나타냈다. S-3, S-2', S-3', J-1', J-2', J-3' 계통의 dimethoate에 대한 LC50는 564ppm, 140ppm, 186ppm, 97ppm, 341ppm, 206ppm으로 J-4 계통에 대한 저항성비는 각 각 1.60, 6.46, 4.86, 9.32, 2.65, 4.39를 나타냈다. leaf spray 방법을 사용하여 S-9, J-4, S-8 계통을 기준사용량의 dimethoate로 처리 후 살아남은 개체를 저항성 계통 으로 보고 사육하였으며 LC50가 140ppm, 97ppm으로 가장 낮은 S-2', J-1' 계통을 감수성 계통으로 보고 이를 사육하였다. 접종 3개월 후의 2차도태시 이들에 대한 LC50를 측정한 결과 J-4, S-8 계통의 LC50는 1220ppm, 635ppm으로 1차도태시 측정값과 비교하여 각각 1.34, 1.96배 증가를 보였다. 감수성 계통으로 생각된 S-2', J-1' 계통은 443ppm, 199ppm으로 이전 측정값에 비교하여 감수성이 낮아졌 다. dimethoate에 대한 순수 절대 감수성 계통을 얻기 위해서는 이들 계통을 대상 으로 역도태 과정이 필요하리라 생각된다. 한편, 감수성 점박이응애를 사용한 dimethoate의 LC50는 738ppm으로 J-4 계통에 대하여 1.22의 저항성비를 얻었다.

소입경 골재노출콘크리트포장은 콘크리트 타설 직후 포장표면에 응결지연제를 살포하여 표면으로부터 깊이 2~3mm 정도의 모르타르 경화를 늦추게 한 후 표면의 모르타르 제거를 통해 굵은골재를 포장표면에 노출시키는 공법이다. 소입경 골재노출콘크리트포장은 타이어-노면 소음이 일반 콘크리트포장보다 4~5dB(A)정도 작으면서도 적정한 미끄럼저항을 장기간 유지한다는 장점을 가지고 있다. 소입경 골재노출콘크리트포장이 적정 평균조직깊이, 노출도 및 미끄럼저항을 확보하여 강도, 소음저감효과 및 장기간 적정 미끄럼저항성을 유지 하는 것도 중요하지만 성공적인 소입경 골재노출콘크리트포장의 건설을 위해서는 온도, 습도 등의 요인으로 발생하는 환경하중에 대한 내구성이 요구된다. 콘크리트포장은 타설 후 경화과정에서 수분손실 및 초기건조로 인하여 필연적으로 체적변화가수반되며 과도한 체적변화는 콘크리트 균열발생에 주요한 원인이 될 수 있다. 동결융해를 받고 있는 지역에서 제설제를 사용할 경우 표면박리현상이 발생한다. 이러한 균열 및 스케일링은 포장체의 내구성을 저하시키고 미끄럼저항을 감소시켜 장기공용성을 단축시키는 직접적인 요인으로 작용하게 된다. 따라서 본 연구에서는 소입경 골재노출콘크리트포장에 대하여 수분증발로 인한 수축균열 제어 성능 및 제설제를 사용하였을 경우에 반복되는 동결융해작용으로 인한 스켈링에 대해 내구성을 평가하여 환경하중 저항성에 대해 고찰하였다.

‘친들’은 국립식량과학원 벼맥류부에서 2012년도에 벼멸구 저항성을 가진 HR22538-GHB-36-4와 고품질이며 수량이 우수한 익산471호를 교배하여 육성한 친환경재배적응 고품질 복합내병충성 우수 품종이다. ‘친들’은 서남부해안지 및 평택이남 평야지(충남, 전남북, 경남북) 보통기 보비재배에서 이앙부터 수확까지 124일의 생육일수를 가진다. 간장은 83츠 이며 내도복성이다. 병해충 저항성은 벼멸구, 벼흰잎마름병 K1, K2, K3 균계, 벼줄무늬잎마름병에 강하다. ‘친들’은 쌀알이 맑고 투명하며 중립종이다. 비교품종인 남평벼 보다 단백질이 5.9%로 낮고 밥맞이 매우 좋다. 수량성은 3년간 지역적응성 시험 결과 5.61 MT/ha 이다. ‘친들’은 복합내병충성 육종에 있어 매우 유용한 유전자원으로 사용될 것이다.

유전자변형(genetically modified, GM)작물 도입 유전자의 이동은 안전성평가 및 안전관리에 있어 매우 중요한 요 소이며, 환경 모니터링 연구는 이러한 유전자이동성 확인을 위한 연구 중 하나로 많이 사용된다. 본 연구는 제초제 저항성 들잔디(zoysiagrass)의 야외환경 모니터링을 수행을 통한 환경모니터링 시스템 기반 구축을 위해 수행되었 다. 연구에 사용된 GM들잔디는 제초제저항 형질의 JG21과 JG21에 방사능처리로 웅성불임을 유도한 JG21-MS 등 2개의 이벤트를 이용하였다. 환경모니터링은 충남 성환, 충북 오창, 제주대 및 제주 납원읍 등 4개 격리포장 주변에 서 2011년부터 2013년까지 3년간 총 265개 지점, 1,634개체에 대해 화분에 의한 유전자이동 및 종자, 영양번식체에 의한 산포 조사를 통해 수행되었다. 모니터링 수행 결과 3개 지역에서 유전자이동 및 산포가 발견되지 않았으나, 2012년 제주 남원읍 지역 조사에서 격리포장 주변 2m 부근에서 JG21 1개체의 유출이 발견되어 보고 및 안전관리 조치를 수행하였다. 또한 RAPD (random amplified polymorphic DNA)법을 이용한 JG21과 JG21-MS의 구분판별법 을 개발하여 GM들잔디의 환경방출실험 및 상업화 후 사후 안전관리에 활용될 수 있게 하였다.

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.

형질전환체 개발, 고정계통 선발, 우량계통 선발단계를 거쳐서 각각 익산 483과 밀양 204호로 명명된 형질전환 고정계통(Event)에 대하여 2004-2006까지 3년 동안 바이오그린 21사업을 통하여 환경위해성 및 인체위해성에 대한 평가연구를 수행하였다. 일반 non-GM 작물과 비교하여 작물학적 특성을 기본으로 영양성분, 알러지 유발성, 독성과 같은 식품으로서의 안전성과 대사물질, 병원성, 잡초화가능성, 미생물상과 같은 생리생태적 특성검정을 통하여 환경안전성평가 자료를 생산하였다. 비선택성 제초제에 대하여 저항성을 나타내는 본 계통은 기존의 논에서 발생하는 다양한 잡초뿐만 아니라 앵미와 피와 같은 잡초성 벼를 쉽게 제거할 수 있게 하고, 현재까지 논에서 많이 사용되고 있는 제초제의 사용을 대치하여 제초제의 사용량을 크게 줄일 것으로 예상된다. 또한 잡초방제에 소모되는 노동력과 시간을 줄이며 전체적으로 생산량을 증가시키는 효과와 더불어 농약사용 감소로 인한 환경친화적인 벼농사를 가능케 해줄 것이다. 그러나 우리가 개발한 형질전환체가 상업화할 수 있는 생명공학 작물이 되기까지의 개발단계에서부터 위해성평가 및 심사단계에 이르기까지 생각해 보아야 할 문제점을 검토하고 몇 가지 대책을 찾아보았다. 분명히 우리나라에서 농업생명공학기술은 이러한 제 2의 녹색혁명과 복지농업을 가능케 하는 유력한 기술적 대안이지만 고부가 작물의 개발과 그에 따른 과학적인 안전성 확보 및 적극적인 소비와 관련된 문제들이 원만하게 해결되어야만, 우리 농업환경에서 21세기 세계 속에서 생존할 수 있는 블루오션으로 성장할 수 있을 것이다.