This study was done to develop environmental risk assessments and a biosafety guide for insect-resistant genetically modified rice at a LMO (Living Modified Organism) isolation field. In the LMO quarantine area of Kyungpook National University, the species diversities and population densities of non-target insects found on insect-resistant genetically modified rice (Bt-T) resistant to Cnaphalocrocis medinalis and on non-GM rices (Dongjin-byeo and Ilmi-byeo) were investigated. The Bt-T event was therefore evaluated under field conditions to detect possible impacts on the above ground insects and spiders. The study compared transgenic rice and two non-GM reference rices, Dongjinbyeo and Ilmi-byeo, at Gunwi in Southern Korea in 2016 and 2017. A total of 9,552 individuals from 51 families and 11 orders were collected from the LMO isolation field. In the three types of rice fields, a total of 3,042 individuals from the Bt-T, 3,213 individuals from the Dongjin-byeo, and 3,297 individuals from the Ilmi-byeo were collected, respectively. There was no difference between the population densities of the non-target insect pests, natural enemies and other insects on the Bt-T and non-GM rices. The data of insect species population densities were subjected to principal component analysis (PCA), which not distinguished among the three varieties, GM and non-GM, reference cultivar in all cultivation years. However, PCA results were clearly separated the samples based on the cultivation years. These results suggest that insect species diversities and population densities during plants cultivation are determined by environmental factors (growing condition and seasons) rather than by genetic factors.

형질전환작물(Living Genetically Modified Organism; LMO)은 작물을 소비하는 생물의 문제와 더불어 농업생태계에 어떠한 영향을 미치는 지가 주요 관심사로 부각되고 있다. 다년간 형질전환작물이 재배되었던 지역과 비변형 작물 재배지역의 곤충상을 조사하는 것은 각 재배지역의 환경변화를 간접적으로 알 수 있으며, 이를 통해 환경위해성을 평가할 수 있다. 본 연구에서는 2018년 7월부터 같은 해 9월까지 경상남도 사천에 위치한 벼 재배지에서 내충성유전자 변형벼와 일반벼의 발달시기별 곤충상을 조사하고 종다양도 지수, 종균등도 지수, 종풍부도 및 유사도 분석을 포함한 군집분석을 실시하여 유전자변형작물의 환경 및 생태계 위험도 평가를 위한 기초정보를 제공한다.

본 연구에서 국내에서 개발된 제초제저항성 GM 벼인 밀양 204호와 익산 483호가 비표적 곤충과 거미에 미치는 영향을 평가하였다. GM 벼와 non-GM 벼에 대한 보리수염진딧물과 벼멸구의 기주선호도에는 차이가 없었으며, GM 벼를 섭식한 벼멸구를 포식한 황산적거미의 체중 변화에도 통계적 유의성이 없었다. 밀양 204호와 그 대조 모본 non-GM 벼에서 서식한 벼멸구를 포식한 황산적거미의 생존율에는 차이가 없었 으나, 벼멸구를 통해 익산 483호에 노출된 황산적거미의 생존율은 대조 모본 non-GM 벼에 비해 통계적으로 낮은 생존율을 나타내었다. 또한 익 산 483호의 화분을 섭식한 꿀벌 유충은 밀양 204호와 다른 non-GM 벼 화분을 제공하였을 때 보다 현저하게 긴 용기간을 보였다. 농업생태계에 서 중요한 포식 천적인 황산적거미와 양봉 산업으로서 중요한 기능을 하는 꿀벌에 GM 벼가 부정적인 영향을 보임에 따라 국내에서 개발된 제초 제저항성 GM 벼의 농업 환경 노출 이전에 충분한 추가 연구와 안전성 평가가 선행되어야 할 것으로 사료된다.

본 연구는 전국의 686개 농가에 대한 설문조사를 통해 농가의 GM 기술과 GM 작물 및 이를 활용한 사료에 대한 인식, 농가의 생산 현황과 속성을 바탕으로 농가의 GM 벼 (쌀)와 GM 사료작물에 대한 기술 수용성을 분석하였다. 개 별적인 농가 속성에 따라 수용 의사가 다르지만, 2개의 GM 기술 수용성 추정에서 공통적으로 GM 기술 수용 의 사를 높이는 변수는 GM 농작물의 필요성에 대한 인식과 잡곡이나 조사료 재배여부로 나타났다. 평균적인 경종 농 가의 경우 7.8% 유의수준에서 농가소득이 47% 증가할 경 우 벼 (쌀)에 대한 GM 기술을 수용하고, 벼 (쌀)를 제외한 사료작물의 경우에는 14.1% 유의수준에서 농가소득이 43% 증가할 때 GM 기술을 수용하는 것으로 분석되었다. 벼 (쌀)와 비교해서 사료 작물은 상대적으로 적은 소득 증가 에도 불구하고 수용 가능성이 나타났다. 그러나 두 가지 경우 모두 통계적 유의성이 5%를 넘어가 신뢰도에 문제가 있다. 앞으로 GM 기술에 대한 신뢰성이 높아짐에 따라 CVM에서 발생하는 가상적 편의가 줄어든다면 통계적 유 의성이 높아질 것으로 기대되므로 이에 대한 추가 연구가 필요하다.

유전자변형 작물이 절지동물에 미칠 수 있는 잠재적인 부정적 영향은 유전자변형 작물의 주요한 환경위해성의 하나로 여겨지고 있다. 본 연구에서는 PPO (protoporphyrinogen oxidase) 저해 제초제 내성 유전자변형 벼가 절지동물에 미칠 수 있는 영향을 평가하기 위하여 절지동 물의 다양성과 군집구조를 조사하였다. 절지동물은 야외포장에서 벼의 생육기간 동안 황색점착트랩을 이용하여 채집하였다. 유전자변형 벼는 채 집된 절지동물군집의 다양도 지수에 유의한 영향을 주지 않았다. 또한 다변량분석(PerMANOVA, NMDS) 결과에서도 절지동물군집 구조는 채집시기에 따라 달랐지만 벼의 유전형(유전자변형 또는 비변형)에 의해 영향을 받지 않았다.

농업적, 환경적, 경제적 및 사회적인 이익으로 농업생명공학에 의한 유전자변형(GM) 작물의 재배는 점차 증가되고 있다.국내에서도 주요 작물을 대상으로 유용 GM작물이 개발되고있으며, 최근 Choline kinase 유전자(OsCK1)가 도입된 병저항성 형질전환벼가 개발되었다. GMO의 안전성과 관련하여, 표시제의 시행 또는 사후 이력추적을 위해서 검정법이 필수적으로 요구되고 있다. 본 연구에서 각 134, 306, 243bp의 PCR증폭산물을 갖는 유전자 특이, 구조 특이 및 이벤트 특이primer를 병저항성(OsCK1) GM벼의 검출에 사용하였고, 다른어떤 작물에서도 반응산물을 나타내지 않았다. 이벤트 특이primer CKRB32-1/02-2를 사용한 정성 duplex PCR을 통해서OsCK1 GM벼에 대한 검출한계(LOD)가 0.05%임이 확인되었다. Real-time PCR을 이용한 정량검정을 위해서 벼 내재유전자 염기와 OsCK1 GM벼의 5’-인접염기를 갖는 pSPSCKR을표준물질로 제조하였고, 10 copies 범위까지 정량검출이 가능한 것으로 나타났다. 따라서 도출된 real-time PCR 방법의 정확성 및 정밀성을 확인하고자 0.5, 1, 3, 5 및 10%로 GM시료에 대하여 정량 분석하였으며, 표준편차 및 상대표준변이가 20% 내로 확인되었다. 이상의 결과로, 개발된 이벤트 특이정성 및 정량 PCR 방법이 OsCK1 GM벼의 사후 GMO 모니터링 및 이력추적에 효과적으로 적용 가능할 것으로 판단된다.

This study aims to examine the effect of Genetically Modified β -Carotene Biofortified Rice rice developed by simultaneous expression technology in NAAS on biological immunity. Accordingly, this study added Genetically Modified β-Carotene Biofortified Rice 25, 50% and general rice 50% as control group into diet and provided rats with the prescribed feeds and then measured the contents of immunoglobulin and cytokine in blood. As a result, male and female IgM, IgE, male IgG1, female IgG2a and TNF-a, IL5 and IL12 showed no significant difference; male IgG2a tended to decrease dependently on the combined concentration of Genetically Modified β-Carotene Biofortified Rice; female IgG1 showed significance with control group, but its association with diet was not found. The higher the dietary mixing ratio, the more the male and female IFN-a and female IL-4 contents, regardless of rice variety, and it was found that female IL6 content decreased significantly, but its association with diet was not found. The risk of beta carotene-enriched rice into environment and human body has not been reported yet. The digestion of Genetically Modified β-Carotene Biofortified Rice can be seen as "safe" as this test result showed no big difference between general rice and Genetically Modified β-Carotene Biofortified Rice, and its usability is full of suggestions.

Field studies were conducted to assess potential effects of transgenic rice expressing Bacillus thuringiensis (Bt) CryIAc1 protein, which is highly effective the rice leafroller, Cnaphalocrocis medinalis, on the rice insect community in 2007 and 2008. Insects were sampled in non-Bt and Bt rice plots with a sweep net and a suction devise. A total of 64,256 individuals in 45 families and 11 orders (30,860 individuals in 43 families and 11 orders in the Bt-rice plots, and 33,396 individuals in 40 families and 11 order in the non-Bt rice plots) were captured and grouped by ecological functional guilds. Species diversity and richness were not significantly different between Bt-rice and non-Bt rice plots. The seasonal pattern of the insect community and the seasonal population fluctuation of insects were very similar between two plots. Collectively, the rice insect community was not influenced by the Bt-rice in the present study.

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.

Genetically modified (GM) crops have never been cultivated commercially in Korea, it is necessary for a thorough assessment of the risks associated with their environmental release. We determined the frequency of pollen mediated gene flow from disease resistant GM rice (OsCK1) to non-GM rice (Nagdongbyeo) and weedy rice (R55). A total of 449,711 or 164,604 seeds were collected from non-GM and weedy rice, respectively which were planted around OsCK1. Resistance of the hybrids was determined by repeated spraying of herbicide and DNA analysis using specific primer to confirm hybrids. Though non-GM rice and weedy rice have similar flowering time, the hybrids were found only in non-GM rice and out-crossing ranged from 0.018% at 0.3 m to 0.013% at 0.6 m. All of hybrids were located within 0.6 m distance from the GM rice plot in southerly direction. The meteorological factors including temperature and relative humidity during flowering time were found to be the most important factors for determining rice out-crossing. It should be considered many factors like the local weather condition and flowering time to set up the safety management policy to prevent pollen mediated gene flow between GM and conventional crop.

We have generated 383 independent transgenic lines for genetically modified (GM) rice that contained PsGPD (Glyceraldehyde-3-Phosphate Dehydrogenase), ArCspA (Cold Shock Protein), BrTSR15 (Triple Stress Resistance 15) and BrTSR53 (Triple Stress Resistance 53) genes over-expression constructs under the control of the constitutive (CaMV 35S) promoter. TaqMan copy number assay was determined inserted T-DNA copy number. Also flanking sequence tags (FSTs) analysis was isolated from 203 single copy T-DNA lines of transgenic plants and sequence mapped to the rice chromosomes. In analyzing single copy lines, we identified 157 flanking sequence tags (FSTs), among which 58 (36%) were integrated into genic regions and 97 (62%) into intergenic regions. About 27 putative homozygous lines were obtained through multi-generations of planting, resistance screening and TaqMan copy number assay. To investigate the transgene expression patterns, quantitative real-time PCR analysis was performed using total RNAs from leaf tissue of single copy, intergenic region of T-DNA insertion and homozygous T2 plants. The mRNA expression levels of the examined transgenic rice were significantly increased in all of the transgenic plants. In addition, myc-tagged 35S:BrTSR15 and 35S:BrTSR53 transgenic plants were displayed higher levels of transgene protein. These results may be useful for producing of large-scale transgenic plants or T-DNA inserted mutants in rice.

GM벼 OsCK는 벼 유래의 OsCK1 유전자를 벼에 형질전환 하여 벼흰잎마름병 및 벼도열병에 대한 저항성을 높게 한벼로 농촌진흥청에서 개발하였다. 형질전환 벡터의 구성은 양쪽 border (LB, RB) 상간에 2개의 MAR 염기서열이 서로 마주보는 형태로 위치하고 있으며, 제초제 저항성 유전자 PAT는 CaMV 35S promoter에 의하여 발현이 유도되고, 목표 유전자인 choline kinase (OsCK)는 actin promoter에 의하여 발현이 조절되며 left border 기준으로 역방향으로 배치되었다. 도입유전자 확인을 위하여 adaptor ligation PCR을 수행하였는데, MAR 영역에 위치하는 제한효소로 GM벼 genomic DNA를 절단한 후 adaptor를 붙였다. 염기서열 분석을 위하여 T-DNA의 양 말단에서 primer를 제작한 후 sequence 분석을 하였다. 분석한 결과, T-DNA의 right border 인근의 MAR sequence가 벼 genome의 10번 염색체 129971번 염기와 연결되어 있음을 확인하였다. Left 영역의 삽입위치는 이후 실시한 Illumina NGS 시스템을 이용하여 확인할 수 있었으며, GM 벼에는 2개의 T-DNA가 도입되었음을 알 수 있고, 첫 번째 T-DNA는 벼 10번 염색체 BAC클론 OSJNBa0014J14의 128947번째 염기와 129970째 염기에 위치하고 벼 genome 염기 1024 bp가 결실됨을 확인하였다. 이 과정에서 첫 번째 T-DNA left border와 첫 번째 MAR sequence 일부(370 bp)가 결실되었고 right border와 두 번째 MAR 영역 199 bp가 결실되었음도 확인하였다. 두 번째 T-DNA는 right border가 결실된 형태로 첫번째 T-DNA의 35S promoter 중간에 삽입되었음을 확인하였다.

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.

Genetically modified (GM) plant claims to be the solution to global poverty, and potentially solving environmental change and food requirement by increased human population. In this study, we were evaluating agronomic characteristics and chemical properties of two GM drought-tolerant rice (CaMsrB2-8 and CaMsrB2-23) compared with donor cultivars (Ilmi). Statistical analysis agronomic characteristics GM and donor rice showed no significant difference between both of them. Yield and appearance of rice grain, GM rice was a similar to the donor rice. Chemical composition analysis showed that GM drought-tolerant rice has no different with donor rice. This result indicated that GM drought tolerant rice has no big significant difference agronomic character and chemical properties; it can be solve food shortages in spite of drought condition.

Conventional staining and fluorescence in situ hybridization (FISH) karyotypes of the non-genetically modified (GM) parental rice line, 'Nakdong' (Oryza sativa L. japonica), and its four GM rice lines, LS28 (event LS30-32-20-1), Cry1Ac1 (event C7-1-9-1), and LS28 × Cry1Ac1 (events L/C1-1-3-1 and L/C1-3-1-1) were analyzed using 5S and 45S rDNAs as probes. Both parental and transgenic lines were diploids (2n=24) with one satellite chromosome pair. The lengths of the prometaphase chromosomes ranged from 1.50 to 6.30 μm. Four submetacentric and eight metacentric pairs comprised the karyotype of 'Nakdong' and its four GM lines. One pair of 5S rDNA signals was detected near the centromeric region of chromosome g in both the parental and transgenic lines. The 45S rDNA signals were detected on the secondary constrictions of the satellite chromosome pair in both the parental and transgenic lines. There was no significant difference in chromosome size, length, and composition between 'Nakdong' and its four GM lines. This research was conducted as a preliminary study for chromosomal detection of transgenes in GM rice lines and would be useful for their breeding programs.