유전자변형 유채의 환경 모니터링과 안전관리 연구

이범규(Bumkyu Lee) 한국잡초학회·한국잔디학회 2020 Weed & Turfgrass Science Vol.9 No.3

본 연구는 유전자변형작물의 상업적 재배 및 이용 증가에 따른 유전자변형 작물의 국내 안전관리 구축을 위해 수행되었다. 유전자변형 유체는 전세계적으로 비의도적 및 의도적 환경 유출로 인해 잡초화 및 유전자이동 등 지속적으로 문제가 되고 국내에서도 자연생태계 내 자생과 비의도적 재배 사고가 발생되고 있어 안전관리 체계 마련이 요구되는 실정이다. 이를 위해 유전자변형 유채의 생태학적 특성과 생식 특성, 유전자이동성 및 환경방출 모니터링에 대해 자료를 수집·조사하여 고찰하였다. 유채의 생태적 특성으로 비료가 충분한 토양 환경에 생육이 우수하여 이러한 토양 환경에 대한 집중적 관리가 요구되었다. 또한 종자는 2차 휴면을 통해 토양 내에서 10년 동안 발아 능력이 유지될 수 있어 이에 대한 관리가 요구되었다. 유채의 유전자 이동성과 관련하여 풍매 및 충매에 의한 이종교배율이 높고 국내에 교잡 가능한 야생종이 다수 분포하여 연구 및 비의도적 방출 사고 시 격리거리 설정이 요구되었다. 국내외적으로 유전자변형 유채의 운송 중 낙곡에 의한 방출이 보고되었으며, 낙곡에 의한 유전자변형 유채의 자연생태계 내 장기적 자생도 확인되어 이에 대한 안전관리 시스템 마련이 요구되었다. 본 연구에서 제시된 자료는 국내 유전자변형 유채의 시험연구 및 상업적 재배, 의도적/비의도적 환경 방출에 대한 관리 등 안전관리 시스템 수립의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. In this study, a literature review was conducted on the ecological characteristics, gene mobility, and leakage monitoring of GM (genetically modified) canola (Brassica. napus L.) to safely manage them. Since GM canola has an ecological characteristic of growing well in sufficiently fertilized soil, intensive management of such soil environments was required. In addition, since the seed could maintain its germination capacity in the soil for 10 years through the second dormancy, appropriate management was required. Regarding the gene mobility of GM canola, it was required to set an isolation distance in case of research and unintentional release accidents owing to its high rate of crossbreeding through anemophily and entomophily and a large distribution of crossable wild species. Furthermore, the establishment of a safety management system was required because the release of GM canola through down grains during transportation and its long-term natural growth through down grains in the ecosystem have been reported domestically and internationally.

GM 콩의 도입유전자 이동에 미치는 화분 매개충의 영향

이범규(Bumkyu Lee),김준형(Jun Hyeong Kim),손수인(Soo In Sohn),권순종(Soon Jong Kweon),박기웅(Kee Woong Park),정영수(Young Soo Chung),이시명(Si Myung Lee) 충남대학교 농업과학연구소 2015 농업과학연구 Vol.42 No.3

The cultivation area and use of genetically modified (GM) crops have been increased continuously over the world and concerns about the potential risks of GM crops are also increasing. One of the major concern in risk assessment is the possible development of hybrids through interspecific and intergeneric crosses with related species. This study was conducted to investigate the pollinator have an influence on insect-mediated gene transfer from GM soybeans. Hybrid was induced from GM soybeans by honeybee and western flower thrips, and non-GM soybeans were used as pollen receptor. The analysis for gene-flow was conducted by herbicide selection, immunostrip test, and PCR analysis. In the result of the analysis, three hybrids were detected on the distance 15, 75, 105 cm from pollen source in western flower thrips treatment. In honeybee treatment, one hybrid was detected in the farthest distance (300 cm). These results suggested honeybee and western flower thrips have a possibility they can transfer the introduced gene from GM soybeans to non-GM soybeans.

인천항만 주변 하천유역의 제초제 저항성 유전자변형유채 조사

이범규(Bumkyu Lee),김창기(Chang-Gi Kim),박지영(Ji-Young Park),이훈복(Hoonbok Yi),박기웅(Kee Woong Park),정순천(Soon-Chun Jeong),유원기(Won Kee Yoon),안주희(Ju Hee An),조강현(Kang-Hyun Cho),김환묵(Hwan Mook Kim) 韓國雜草學會 2007 Weed&Turfgrass Science Vol.27 No.1

유전자변형 작물 동향과 안전성평가 고찰

이범규 ( Bumkyu Lee ),서석철 ( Seok Cheol Suh ) 한국환경법학회 2011 環境法 硏究 Vol.33 No.3

유전자변형(Genetically Modified, GM) 작물은 21세기 인류가 직면하고 있는 인구증가에 따른 식량부족, 지구 기후와 환경 변화, 에너지 고갈에 따른 대체 에너지원 개발 및 질병 문제 등 각종 문제점의 해결 방안으로 인식되고 있으며, 기존 산업의 한계를 뛰어넘는 고부가가치 창출 가능성으로 그 개발이 가속화되고 있다. 유전자변형 작물은 이미 우리 생활에서 일반화되어 있으며, 2010년 한해에만 GM 옥수수 744만 톤, GM 콩 92만 톤을 수입하는 등 곡물 수입이 많은 우리나라는 유전자변형 작물을 피할 수 없는 일이 되었다. 또한 대학, 연구소, 기업 등을 중심으로 벼, 고추, 콩 등 많은 유전자변형 작물이 개발 중에 있으며, 몇몇 작물은 안전성평가 단계에 있어 우리나라에서도 조만간 실용화될 것으로 전망되고 있다. 그러나 유전자변형 작물의 발전과 더불어 유전자변형 작물의 안전성, 특히 환경위해성에 대한 우려와 논란도 크게 대두되고 있는 실정이다. 유전자변형 작물의 안전한 이용을 위해 2008년 1월 LMO법이 시행되었으며, 이 법에 근거하여 안전성평가와 안전관리가 이뤄지고 있다. 본 연구에서는 유전자변형 작물의 국내외 현황을 조사하고 환경위해성에 대한 제도 및 규제, 관리, 체계 등에 대해 파악하였으며, 유전자변형 작물 실용화를 위한 협의심사제도 개선, 연구시설 안전관리 효율화, 유전자변형 작물에 의한 피해 및 복구 등에 대한 방안을 제시하였다. GM (Genetically modified) crops have been known as one of the solution of global problems like as scarcity of food, environmental change, energy shortage, and disease, and the development is accelerated because of the benefit. In 2010, the total food self-sufficiency rate in Korea was only 26.8% and 7.44 million ton of GM corn and 0.92 million ton of GM soybean was imported abroad. Many of GM crops have been developed in many university, institute and company, and some GM crops are prospected that will be commercialized near future in Korea. Despite of the continued development, the safety of GM crops is still controversial subject. Since LMO law was started in January 2008 for LMO biosafety, the safety management and assessment of LMO are controlled by this law. In this study, we investigated the domestic and foreign trend of GM crops, and the environmental risk assessment about system, regulation, and management. We also suggested some plans for commercialization of GM crops.

털곰팡이(Phycomyces blakesleeanus)의 생장기간 중 파장별 단색광 조사에 따른 굴광성 반응과 포자낭병 발생간의 길항관계

이범규(Bumkyu Lee),박애리(Ae Ri Park),김혜정(Hye Jeong Kim),신동호(Dong Ho Shin),최관삼(Kwan Sam Choi) 충남대학교 농업과학연구소 2009 농업과학연구 Vol.36 No.1

털곰팡이 야생종(DEL)과 5균주의 돌연변이(A56, C9, C47, C111, G5)를 명소에서 6일간의 생장을 조사한 결과 생육일수에 따른 생 중량의 증가나 건물 중의 증가는 공시한 6균주가 동일한 경향을 보여 돌연변이 균주간의 차이는 인정할 수 없었다. 그러나 생중량과 건물중의 패턴 변화는 큰 차이를 보여 공시 균주 모두 배양 후 3일 이후부터는 건물 중의 증가는 뚜렷하지 않으나 생중량만은 계속 증가하였다. 이러한 사실은 배양 3일 이후에 형성되는 대형포자낭병의 발생과 굴광성이 건물생장에 의한 것이 아니라 오로지 수분유입팽창력 따른 편차생장 때문임을 강하게 시사하고 있다. 균주 간에서 보이는 파장별 굴광성의 감수성은 A56과 DEL, G5에서 가장 강하게 나타나 적색광의 파장역에서도 굴광성을 보이는 반면 C9 과 C47은 청색광 영역에서만 약한 감수성을 나타내었다. 그리고 C111은 전혀 굴광성을 나타내지 않았다. 이들 대형포자낭의 굴광성에 대한 광 감수성과 미소포자낭병의 발생 간에 어떤 길항적인 관계가 성립됨이 확인되었다. 즉 6균주 모두 대형포자낭의 굴광성이 청색광역에서 강하게 나타나다가 적색광역에선 그 반응이 감소되면서 미소포자낭병의 발생이 오히려 증가되었다. 이러한 결과로 미루어 볼 때 이들 대형포자낭의 발생 및 굴광성과 미소포자낭병의 발생 간에는 광파장의 인식인자(광수용체)가 하나의 공통적 기작에 의해 조절된다는 사실을 강하게 시사했다. Six strains of Phycomyces blakesleeanus (DEL, A56, C9, C47, C111, and G5) were cultured in continuous light condition for 6 days. The increase in fresh and dry weight after the culture period was similar in all strains. However, the increase in fresh weight was sustained throughout the culture period in all strains, whereas the increase in dry weight was prominent only during the first 3 days of culture. The development and phototropism of macrophores was observed after 3 days of culture, These results suggest that the development and phototropism is ascribed to the increase in turgor pressure in sporangiophores where water entered. A56 and G5 showed a higher sensitivity to light than C9 and C47, whereas C111 showed no photosensitivity. Antagonistic relations were observed between photosensitivity and development of microphores, suggesting that the development and phototropism of macrophores is regulated by a common recognition factor (photoreceptor).

국내 유전자변형작물의 환경위해성 평가에 관한 최근 연구 동향

김창기(Chang-Gi Kim),이범규(Bumkyu Lee),박기웅(Kee Woong Park),최경화(Kyung Hwa Choi),김환묵(Hwan Mook Kim) 韓國雜草學會 2008 Weed&Turfgrass Science Vol.28 No.4

국내 경작지에서의 수입 유전자변형작물 모니터링

박기웅(Kee Woong Park),김창기(Chang-Gi Kim),이범규(Bumkyu Lee),김도영(Do Young Kim),박지영(Ji-Young Park),김대인(Dae In Kim),권민철(Min-Chul Kwon),이훈복(Hoonbok Yi),김환묵(Hwan Mook Kim) 韓國雜草學會 2007 Weed&Turfgrass Science Vol.27 No.4

내건성 형질전환벼의 토양미생물상 영향

손수인 ( Soo-in Sohn ),오영주 ( Young-ju Oh ),김병용 ( Byung-yong Kim ),장안철 ( Ancheol Chang ),이범규 ( Bumkyu Lee ),윤도원 ( Doh-won Yun ),이강섭 ( Gang-seob Lee ),오성덕 ( Sung-dug Oh ),조현석 ( Hyun-suk Cho ) 한국환경농학회 2016 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2016 No.-

The studies about the effect of planted GM crops on soil microorganisms have been continued. Although many studies have been carried out over the past decades, they provided contradictory information about the effect on soil microorganisms even for the same GM crop due to the diversity of soil environment, which means the effect of GM crops on soil microorganisms should be considered in many aspects. In this study, we investigated the effect of the drought tolerant rice, MSRB2-Bar-8 which expresses CaMSRB2 gene on soil microorganisms based on the culture-dependent and culture-independent methods. For this, soil chemical analysis, population density of soil microorganisms, denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) and pyrosequencing were analyzed with rhizosphere soils of GM and the non-GM counterpart of Ilmi rice. There was no significant difference in soil chemicals between GM and non-GM rice. The microbial community densities of the GM soils were found to be within the range of those of the non-GM rice. The DGGE patterns of the total soil microorganisms for GM and non-GM rice were also similar. In the pyrosequencing analyses, Proteobacteria and Cloroflexi were dominant at seedling stage while Cloroflexi showed dominance over Proteobacteria at maturity stage in both soils. In UPGMA dendrogram, two soils were grouped by time period showing difference in soil microorganisms by time period; however, such difference was not the difference in soil microorganisms between GM and non-GM. In conclusion, the results from this study imply that the effect of MSRB2-Bar-8 cultivation on soil microorganisms is not significant.

환경스트레스 내성 형질전환 벼의 경합력과 잡초화 가능성

박기웅(Kee Woong Park),김창기(Chang-Gi Kim),김대인(Dae In Kim),이훈복(Hoonbok Yi),이범규(Bumkyu Lee),김환묵(Hwan Mook Kim) 韓國雜草學會 2007 Weed&Turfgrass Science Vol.27 No.4

베타카로틴 강화 GM콩과 야생콩의 교잡종 종자 특성 평가

오성덕(Sung-Dug Oh),장예진(Ye-Jin Jang),박수윤(Soo-Yun Park),서상재(Sang Jae Suh),이범규(Bumkyu Lee) 한국잡초학회·한국잔디학회 2020 Weed & Turfgrass Science Vol.9 No.2

본 연구에서는 야생콩과 베타카로틴 강화콩의 교잡으로 형성된 교잡종의 종자 및 생육 특성과 월동성을 조사하여 교잡종의 잡초화 가능성을 평가하고자 하였다. 야생콩과 베타카로틴 강화 콩을 개화기 일치 등의 인위적으로 교잡한 결과 최종 교잡율은 0.21% 로, 8개체의 교잡종이 선발되었다. 교잡종은 생육 형태는 모본인 야생콩과 유사한 형태를 보였으며, 형성된 협수와 종자 수 및 종자의 크기는 야생콩과 베타카로틴 강화 콩의 중간 형질을 나타냈다. 반면, 종자의 발아 속도는 야생콩보다 크게 증가하여 베타카로틴 강화콩과 유사한 속도를 보였다. 교잡종은 표토조건에서 3개월간 월동한 경우 야생콩과 비슷한 수치의 월동성을 보였으나, 이를 제외한 나머지 조건에서는 야생콩보다 낮은 월동휴면성을 보였다. 베타카로틴 강화콩과 야생콩간의 낮은 교잡율과 월동휴면성을 바탕으로 교잡종이 환경 내 방출되어 생태계 교란을 유발할 가능성은 낮지만, 다양한 요인을 고려하여 장기적인 교잡 후대종의 도입 단백질 활성 평가 및 잡초화 가능성 평가 등을 비롯한 환경 안전성 평가가 필요할 것으로 사료된다. As the cultivation area for genetically modified (GM) crops is increasing continuously, the concerns about the environmental release of GM crops are also growing. Therefore, we conducted this study to verify gene flow from GM soybean, β-carotene enhanced transgenic soybean, to wild-type soybean and analyze the characteristic of hybrid soybean. The hybridization rate between β-carotene enhanced soybean and wild-type soybean was 0.21%. The hybrid soybean showed the highest value on stem length, number of branches and number of nodes than the β-carotene soybean and wild-type soybean. The seeds of hybrid soybean had intermediate characteristics between β-carotene enhanced soybean and wildtype soybean in seed length, seed width, seed weight and seed coat color. The germination time of hybrid soybean was faster than wild-type soybean while the wild-type was similar with β-carotene enhanced soybean. The hybrid soybean showed the lower over-wintering dormancy rates than wild-type soybean after 5 months, and the β-carotene soybean had extremely low or no dormancy rates on all conditions. These results indicate that the hybrid soybean has intermediate characteristics between their parents and will be useful for research in management of GM crops and hybrid crops.