• 한국식품영양과학회지
• /
• 제42권5호
• /
• pp.730-735
• /
• 2013

본 연구는 국내에서 개발되어 내건성을 갖도록 형질전환된 가뭄저항성 벼(GM 벼)와 그 모종 벼인 일미벼(non-GM 벼)로부터 쌀(현미)의 일반성분, 지방산, 아미노산, 무기질, 비타민 함량을 분석하여 가뭄저항성 벼에서 주요 영양성분의 조성에 차이가 있는지를 비교, 조사하였다. 본 실험에 사용한 벼는 군위와 수원 두 지역에서 재배되었다. 가뭄저항성 쌀은 모종 쌀과 일반성분 함량이 유사하였으며 두 재배지역간 성분 차이가 없는 것으로 나타났다. GM 쌀의 지방산 조성은 non-GM 쌀과 전체적인 지방산 조성과 유사한 것으로 나타났다. GM 쌀의 아미노산 함량은 non-GM 쌀과 차이가 없었으나 non-GM 쌀 모종의 경우 두 재배지역간에 아미노산 함량에 다소간의 차이가 있어 같은 품종이라도 재배지역에 따라 차이를 줄 수 있는 것으로 나타났다. 가뭄저항성 쌀이 non-GM 쌀에 비해 무기질 함량이 약간 높은 수치로 측정되었지만 유의적인 차이는 없는 것으로 평가되었으며, 비타민 $B_1$과 비타민 E 함량에도 별 차이가 없는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
• /
• pp.5-5
• /
• 2020

가뭄은 일반적으로 기상학적, 수문학적, 농업적 및 사회·경제적 가뭄으로 분류된다. 그 중 강수량 부족으로 인해 야기되는 기상학적 가뭄은 지역 사회에 직접적인 피해를 유발하는 도화선이 된다. 그러나 강우량 부족이 경제적, 사회적 피해로 전파되는 과정은 단순하지 않으며, 정량화가 어려운 실정이다. 가뭄 위험도는 수문기상학적 요인뿐만 아니라 자연재해에 대한 지역의 취약성의 맥락에서 파악되어야하므로, 가뭄 위험도 평가 방안은 위험도와 지역사회 사이의 관계를 규명하는 과정을 포함해야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 가뭄 취약성(vulnerability)과 노출성(hazard)을 정량화하여 나타내는 지표를 적용한 가뭄 위험도 분석 방법이 주로 사용된다. 일반적으로 수용되는 취약성 개념은 개인 또는 그룹이 자연재해의 영향에 대처하고 이에 저항할 수 있는 능력을 의미하며, 노출성은 자연적 또는 인간이 유발할 수 있는 물리적 사건의 가능성을 나타낸다. 따라서 취약성은 지역의 문화적, 사회적 및 경제적 인자를 이용하여 정의된다. 반면 노출성은 주어진 시간 또는 영역 내에서의 특정 현상의 발생 확률에 따라 결정된다. 본 연구에서는 가뭄 취약성 지수 (Drought Vulnerability Index, DVI)와 가뭄 노출성 지수(Drought Hazard Index, DHI)를 이용하여 지역 가뭄 위험도를 평가하였다. 취약성 및 노출성 지수를 활용한 선행연구에서의 주요 쟁점은 연구자의 주관성을 배제하고 지역의 상황을 반영할 수 있도록 (1) 객관적이고 합리적인 변수의 선택과 (2) 각 인자들의 관계를 규정하는 가중치 정의 방법이다. 본 연구에서는 확률론적 접근방법을 적용한 위험도 평가 방안을 제시하고자 하였다. DVI를 산정 시 지역에서 지배적인 사회경제적 인자를 선택하기 위해 주성분분석(PCA) 기법을 활용하였으며, DHI는 이변량 가뭄 빈도 분석에 의해 산정된 특정 가뭄사상의 발생 확률로 정의되었다. 본 연구에서는 국내에서 가뭄 위험도가 가장 높은 것으로 평가되는 충청북도 및 충청남도를 대상지역으로 선정하고 지역 위험도를 평가하였다. 그 결과 가장 가뭄 위험도가 높은 지역은 충청북도에서는 청주시, 충청남도에서는 공주시로 분석되었다. 특히 청주시는 DVI가 매우 높지만 DHI는 상대적으로 작게 나타났으며, 반면 공주시는 DHI와 DVI가 지역 내에서 가장 높게 산정되었다.

• Weed & Turfgrass Science
• /
• 제2권2호
• /
• pp.159-163
• /
• 2013

본 논문은 가뭄저항성 유전자를 도입한 GM벼(CaMsrB2-8)를 모품종 일미와 비교하여 잡초화 가능성의 여부를 판단하고자 실시하였다. GM벼(CaMsrB2-8)의 생육특성과 발아율 실험 결과 모품종 일미와 큰 차이를 보이지 않았고, 모든 종자는 6일 후 발아하였다. GM벼(CaMsrB2-8)와 일미의 수발아성 실험을 $23{\pm}2^{\circ}C$ 온실에서 충분한 물을 분무하여 40일간 진행한 결과 수발아는 발생하지 않았다. 라튜닝 후 GM벼(CaMsrB2-8)와 일미의 지상부 생장을 비교한 결과 7-14일 동안 일미보다 GM벼(CaMsrB2-8)의 성장이 빠른 것처럼 보였으나 그 이후 14-21일 동안에는 두 개체가 비슷한 성장세를 보였다. GM벼(CaMsrB2-8)와 일미의 탈립율은 두 개체가 비슷하였으며 등숙율 또한 90%이상으로 비슷한 수준을 보였다. 종자의 월동성을 조사한 결과 발아율 0%로 자연상태에서 월동 후 발아 가능성은 없을 것으로 보인다. 따라서 본 연구를 토대로 GM벼(CaMsrB2-8)에 도입된 내건성유전자는 벼의 농업적 특성을 변화시키지 않는 것으로 판단되며 따라서 GM벼(CaMsrB2-8) 재배 시 잡초화 되지는 않을 것으로 생각된다.

• 아시안잔디학회지
• /
• 제12권3호
• /
• pp.215-224
• /
• 1998

본 시험은 미국과 유럽으로부터 도입된 5개 초종 23개 품종의 한지형 잔디의 생육특성, 추위와 가뭄에 대한 내성, 내병성 및 녹색도를 조사하기 위하여 1995년 연암축산원예전문대학 잔디시험 포장에서 실시하였다. Kentucky bluegrass는 8개 품종중에 Newport 와 Glade가 우수하였는데 Newport는 균일성, 피복도, 질감 등에서 최고의 품질을 나타내었으며 여름철의 질병에도 강하였으나 녹색도가 옅고 가뭄에 대한 저항성, 가을철의 녹병에는 약하였고 늦가을의 녹색도가 유지되지 않는 단점이 있었으며 Glade 품종은 녹색도가 진하며 밀도, 피복도, 균일성, 여름철 질병과 녹병에 대한 저항성 등에서 모두 중상정도로 우수하였으나 가뭄에 대한 저항성과 질감이 다소 나쁘고 Pythium blight에 약하였다. Tall fescue는 5개 품종 중 Revel과 Revel Jr. 품종이 진한 녹색을 나타내었으며 밀도, 균일성, 피복도 등 거의 모든 조사항목에서 다른 품종에 비해 우수한 결과를 나타내었다. Red fescue는 봄철의 질감은 뛰어났지만 모든 품종이 여름장마철에 질병으로 사멸하였다. Ryegrass는 4개 품종중 Dandy 품종이 질감을 제외한 거의 모든 조사항목에서 다른 품종에 비해 매우 우수한 결과를 나타내었다.

• 생명과학회지
• /
• 제27권2호
• /
• pp.194-201
• /
• 2017

유채는 십자화과로 분류되는 유지작물로써 전 세계적으로 재배되는 작물이다. 이전 연구결과에서 가뭄저항성을 증대시키는 것으로 보고된 애기장대의 ${\beta}$-glucosidase 1 (AtBG1) 유전자를 도입함으로써 가뭄저항성 형질전환 유채를 개발하였다. 새로 개발된 형질전환 작물들은 그 이용에 대한 안전성에 대하여 어떠한 정보도 제공되지 않기 때문에 작물의 안정성에 대한 증명이 필수적이다. 이러한 안정성 평가는 작물의 역사적 사용과 과학적 증거를 기초로 한다. 이번 연구에서는 AtBG1이 도입된 형질전환 유채의 급성투여독성시험을 통하여 암수 마우스 각각에서 한계투여 용량을 확인하는 것을 목적으로 하였다. 이를 위해 OECD의 급성독성의 권고안에 따라 AtBG1 단백질을 암수 각각 5마리의 ICR 마우스에 몸무게 1 kg 당 2,000 mg을 부형제에 녹여 강제구강투여 하였다. 투여일부터 14일 동안 운동성, 병리학적 이상, 몸무게를 측정하였고 마지막 14일에는 안락사 후에 부검을 통해 AtBG1 투여군과 비투여군의 차이를 확인하였다. 이상의 실험을 통하여 AtBG1 단백질이 운동성, 병리학적 이상, 몸무게 및 부검 결과에서 대조구와 실험구, 두 그룹간의 특이적인 차이를 보이지 않음을 확인하였다. 또한 AtBG1 단백질은 급성독성의 측면에서 안전한 물질로 판단되며, 한계허용치 용량이 2,000 mg을 상회함을 확인하였다. 따라서, 이는 차후 AtBG1 도입 유채의 인체위해성 평가 자료로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제35권4호
• /
• pp.232-242
• /
• 2002

Mycorrhiza 접종이 페레니얼 라이그라스가 가뭄 스트레스 저항성에 대한 효과를 검증하기 위해 mycorrhiza 접종구(AM)와 mycorrhiza를 접종하지 않은 비접종구 (non-AM)를 정상적 토양 수분 (-0.04Mpa) 및 가뭄 스트레스 (-0.12MPa)를 각각 처리한 후 0.14 및 28일에 잎의 수분포텐셜, 인의 함량, 작물의 성장 및 탄수화물 농도를 분석하였다. 가뭄 스트레스구에서 잎의 수분포텐셜, 클로로필, 인의 함량 및 잎의 성장이 유의적으로 감소되었다. 가뭄에 의한 이러한 생리적 장해요인들은 mycorrhiza 접종에 의해 완화되었다. 가뭄 스트레스하에서 잎의 soluble sugar 농도는 감소 되었으며, AM 처리구는 non-AM 처리구보다 soluble sugar 농도는 높게 나타났다. 가뭄 스트레스하에서 지상부의 starch와 fructan의 축적은 가뭄 스트레스 하에서 감소되는 반면 뿌리에서는 증가하였다. 가뭄 스트레스 하에서 뿌리에서 starch의 농도는 non-AM 처리구에서 AM처리구보다 더 높게 나타났다. 가뭄 스트레스 하에서 잎의 fructan 농도는 약간 감소하였으나 뿌리에서는 현저히 증가하였다. 가뭄 스트레스 하에서 처리 후 28일째 fructan의 농도는 정상적 수분공급구와 비교해 볼 때 non-AM과 AM 잎에서 각각 18.7% 와 13.3% 낮았다. 뿌리에서 가뭄스트레스에 의한 fructan의 축적은 mycorrhiza 접종에 의해 약 14% 감소되었다. 이상의 결과들은 mycorrhiza 접종은 잎의 수분 포텐셜과 인의 함량을 더 높게 유지하게 하고, soluble sugar의 함량을 더 많이 보유하게 함으로써 작물의 가뭄에 대한 내성을 증가 시킴을 잘 보여 주었다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제35권5호
• /
• pp.314-325
• /
• 2002

페레니얼 라이그라스의 가뭄스트레스 저항성과 관련하여 균근균(mycorrhiza) 접종이 작물생장 및 질소대사 산물에 미치는 영향을 조사하였다. 균근균 접종에 의한 잎의 수분퍼텐셜, 건물량 및 인의 함량의 유의적인 증가가 인정되었다. 가뭄스트레스 상태에서 뿌리의 질산염 농도는 증가하였으며, 균근균 비접종구가 접종구에 비하여 현저하였다. 잎의 수용성 단백질 함량은 가뭄 스트레스 하에서 균근균 비접종구가 접종구에 비해 현저히 감소하였다. 전 실험기간 동안 가뭄 스트레스 처리구의 암모니아와 proline의 농도는 현저히 증가하였으며, 균근균 접종구에서는 증가가 현저히 완화되었다. 가뭄 스트레스 하에서 잎의 건물량 감소는 암모니아(p<0.01)와 proline(p<0.001) 농도의 증가와 부의 유의적인 상관성을 보였다. 이상의 결과로 볼 때, 균근균의 접종 효과는 가뭄 스트레스 하에서 작물의 성장 억제를 완화시켰으며, 인의 함량과 질소의 동화 작용을 증가 시켰다.

• Journal of Plant Biotechnology
• /
• 제37권3호
• /
• pp.305-312
• /
• 2010

지난 십년까지 상업화가 승인된 GM작물들의 특성을 보면 첫 단계에는 제초제저항성, 해충저항성, 바이러스 저항성 유전자가 도입된 작물 등으로 농업적 생산성을 증가시키기 위한 단일유전자가 도입된 것들이었으나 최근 들어 지방산 조성을 변경하거나, 특정 필수아미노산의 함량을 증가시키거나, 또는 화색을 변경 시킨 제 2세대 GM식물들의 승인건수가 점차 증가하는 추세에 있다. 뿐만 아니라, 현재 국가별로 심사 중에 있거나 환경위해성 평가용 자료를 생산하기 위하여 제한된 구역에서 포장시험을 수행하고 있는 것으로 알려진 GM 작물들을 보면 가뭄, 냉해 등에 내성이 강한 무생물적 스트레스 내성 작물, 녹색 성장의 주역이 될 biomass 증가, 또는 바이오디젤연료 생산 작물, 그리고 각종 의료용 및 산용 특수물질을 생산하는 분자농업용 작물 등이 주를 이루고 있는 것으로 조사되었다. 또한 아직은 실험실 또는 연구실 수준에서 성공하여 전문 학술지 또는 다양한 언론매체를 통하여 보도된 자료들을 분석한 결과에서도 이러한 차세대 GM 작물들의 개발건수가 현저하게 증가하고 있다. 특히 분자농업용 GM작물의 개발 건수가 가장 많은 것으로 조사되었다. 국내의 경우에도 비슷한 추세로 다양한 연구과제가 진행 중에 있는 것으로 조사되었으며. 국내에서 개발되어 최초로 환경위해성 평가를 신청한 GM 작물은 제초제 저항성잔디로서 현재까지 심사가 진행 중에 있으며, 이외에도 향후 신청을 위하여 포장시험이 진행 중에 있는 GM 작물들이 벼, 고추, 배추 등 약 10여종으로 이들 중 벼에 관한 건수가 가장 많았으며 그 중에서도 흑명나방 저항성 벼가 가장 많은 연구가 진행되어 곧 환경 위해성 평가를 신청할 것으로 조사되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
• /
• pp.24-24
• /
• 2017

홍수와 가뭄 등 수문기상재해 분석 및 사전 예측하기 위해서는 강수뿐만 아니라 토양수분, 증발산, 유량, 등과 같이 지표?하의 수문기상정보를 고려하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 National Center for Atmospheric Research (NCAR)에서 개발된 고해상도 수문기상정보 모의가 가능한 WRF-Hydro를 활용하여 남강댐 유역에서 발생되는 돌발홍수 예측 적용성 평가를 수행하였다. 모델의 시공간 해상도는 1 hr, 150 m 이며, 기상 관측자료(Automatic Weather System, Automated Synoptic Observing System)를 사용하여 매개변수 민감도 실험을 실시하여 최적 모델 설정을 제시하였다. 고려된 매개변수는 격자 침투량을 결정하는 변수, 초기 저류 깊이, 표면 저항계수, 조도계수와 초기 토양수분 정보이며, 검증에 사용된 정보는 국가수자원관리종합정보시스템에서 1시간 단위로 제공되는 유입량 정보를 사용하였다. 그 결과 유출량은 격자 침투량을 결정하는 변수와 조도계수에 따라 민감하게 반응하였으며, 초기 토양수분량의 변화에 따라 시간에 따른 유출량의 변화가 강수에 민감하게 반응하는 것을 확인 할 수 있었다. 보정된 매개변수를 적용하여 돌발홍수 신고 지점의 유출량 변화를 살펴본 결과 강수의 발생과 동시에 매우 빠르게 유출량이 발생한 것을 볼 수 있었다.

• Journal of Plant Biotechnology
• /
• 제45권3호
• /
• pp.155-170
• /
• 2018

본 논문은 현재까지 개발된 유전자편집 기술들의 작용기작 및 장 단점 등을 비교하고 이들 기술로 개발된 유전자편집(site-directed mutagenesis, SDN)작물들의 안전성 평가를 위한 분류 기준 등을 살펴보았다. 또한 2016년부터 2018년 5월 현재까지 발표된 유전자편집 식물 개발과 관련된 논문들을 조사하여 ZFN, TALENS, CRISPR기술별 발표 논문 추세를 조사한 결과 CRISPR기술을 적용한 연구건수가 절대적으로 많았다. 또한 애기장대와 벼를 대상으로 수행한 연구건수가 가장 많았으며, 담배와 토마토, 밀, 옥수수 등이 그 뒤를 이었다. 하지만 발표건수는 아직 1~2건에 해당하지만 대상 식물들은 주곡작물을 포함하여 화훼, 채소, 과수 등으로 다양하게 그 응용 범위가 확대되고 있는 것으로 조사되었다. 특히 실용화 또는 향후 상업화를 목표로 한 연구건수도 해마다 증가하는 추세에 있으며 그 응용 범위도 유용단백질 또는 물질의 대량생산을 위한 대사공학 연구와 바이러스, 세균, 곰팡이 등에 대한 병저항성 작물의 개발, 가뭄 등의 무생물적 환경스트레스 저항성 작물, 수량이 증대된 작물 등의 개발에 집중되었다. 이 외에도 단위결실 토마토, 웅성불임성 이용 hybrid벼, 탈립 저항성 증진 등으로 응용 범위가 점점 다양화되어 가고 있음을 알 수 있었다. 또한 미국 농무성의 동 식물 검역소에서 허가를 득한 CRISPR유전자편집 작물의 건수도 해마다 증가하여 조만간 이들이 국제 종자시장에 출시될 것으로 전망된다.