Comparison of the Plant Characteristics and Nutritional Components between GM and Non-GM Chinese Cabbages Grown in the Central and Northern Parts of Korea

This study was carried out to investigate plant characteristics and nutritional components of the genetically modified (GM) Chinese cabbage and its control line grown in the central and northern parts of Korea in order to establish the evaluating protocol and standard assessment. The GM and non-GM Chinese cabbage was planted with normal and concentrated density at two locations in spring and fall of 2008 and 2009. From the statistic analysis on plant characteristics and nutritional components, there were not many significant differences between GM and non-GM Chinese cabbage. Only few differences in the plant characteristics were found between the dense and normal planting. In the dense planting, there was no significant difference between GM and non-GM Chinese cabbages except for three out of 18 plant traits, such as leaf shape, hairiness and midrib length. On the other hand, nine plant traits including leaf length, leaf width, leaf color, leaf shape, fresh weigh of ground part, number of leaf, midrib length, midrib width and root diameter were slightly different between GM and non-GM Chinese cabbage in the normal planting. In case of leaf length, midrib length, midrib width and fresh weigh of ground part, there were significantly differences not only between two lines, but also between two locations. From nutritional component analysis, only five fatty acids were identified in the Chinese cabbage: palmitic acid, oleic acid, stearic acid, linoleic acid and linolenic acid. Except linoleic acid, four fatty acids in one gram of dried sample from GM line were little higher than those from non-GM line. However, there were no significant differences in total contents of fatty acids not only between GM and non-GM Chinese cabbage line, but also between northern and central cultivating areas in the normal and dense planting. According to the composition of inorganic elements identified in the samples from both lines, there were six macro-elements, such as N, P, Ca, K, Mg and Na, and four micro-elements, Cu, Fe, Mn and Zn. Based on the result from PCA analysis, specific clusters were not found between GM Chinese cabbage and the control line, but found between two regions.

중·북부지역에서 재배된 GM 배추와 Non-GM 배추간의 식물체 특성 및 영양 성분 비교 분석

본 연구는 GM 배추와 non-GM 배추 계통간의 식물체 생장 특성, 지방산의 조성 및 무기 영양 성분을 분석하여 GM 작물의 평가를 위한 기초 자료로 이용하고자 실시하였다. GM 배추(SKCP)와 모본(SC) 계통을 중부지역과 북부지역에서 2008년 가을과 2009년 봄과 가을에 밀식 및 일반 배치시험구로 나누어 40일간 재배하고 수확 후 특성을 조사하여 SKCP 계통과 SC 계통간의 차이점 및 재배 지역간의 차이를 분석하였다. 밀식 배치 시험구에서 재배된 배추 식물체의 최외각 엽의 특성 9개 항목에 대하여 조사한 결과, 두 지역에서 재배된 SKCP 계통과 SC 계통간에 통계적 유의차는 두 항목(잎의 모양과 모용수)을 제외하곤 크게 나타나지 않았다. 식물체의 지상부의 특성 6개 항목과 지하부의 특성 3개 항목을 조사한 결과, 두 지역 모두에서 SKCP 계통과 SC 계통간의 통계적 유의차는 거의 나타나지 않았다. 다만, 중륵의 길이가 두 지역에서 계통간 약간의 유의차를 보였으며, 재배 지역간에도 통계적 유의차가 발생하였다. 중부와 북부지역의 일반 배치 시험구의 경우 최외각 잎의 특성을 조사한 결과, 9개의 조사 항목 중 4개의 조사 항목에서 SKCP 계통과 SC 계통간의 통계적 유의차를 보였다. 특히 잎의 길이에서는 계통간, 재배 지역간 그리고 재배 시기별로 변이가 나타나는 것으로 조사되었다. 또한 식물체의 지상부 특성 9개의 조사 항목 중 5개의 항목에서 통계적 유의차가 발생하였으며, 생체중 무게와 중륵의 길이와 넓이에서는 계통간, 지역간 그리고 시기별로 유의차가 크게 나타났다. 2009년도 가을에 중부와 북부 지역의 일반 배치 시험구에서 재배된 배추 식물체의 잎에 존재하는 주된 지방산은 palmitic acid, oleic acid, stearic acid, linoleic acid 및 linolenic acid인 것으로 조사되었다. 5 가지 지방산의 총 함량은 재배 지역 및 식물 계통간에 통계적 유의 차가 없었으나 linolenic acid를 제외한 4가지 지방산은 중부와 북부 지역에서 SKCP 비해 SC 계통이 건중량 1g당 함량이 다소 높은 것으로 조사되었다. 배추 식물체의 잎에 존재하는 무기영양성분의 함량을 조사한 결과, 다량 원소는 질소(N), 인(P), 칼슘(Ca), 칼륨(K), 마그네슘(Mg) 및 나트륨(Na)의 6가지이었고 미량원소는 구리(Cu), 철(Fe), 망간(Mn) 및 아연(Zn)의 4가지로 조사되었다. 무기영양 물질의 대사체 분석 데이터를 표준화 작업하여 스코어를 통해 시각화하여 본 결과, GM 및 non-GM 계통간에 특이적 변이에 따른 클러스터 형성은 확인할 수 없었으나, 지역간 차이에 따른 클러스터 형성은 확인할 수 있었다.