• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제65권4호
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• pp.439-446
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• 2022

콩은 양질의 단백질과 지방산이 풍부하며, 세계적으로 가장 많이 사용되는 형질전환작물(GM) 중 하나이다. 국내에서 GM콩은 주로 광안을 모본으로 하여 개발되고 있는 상황이다. 본 연구에서는 비표적 LC-MS 기반 대사체 분석기술을 이용하여 2020년도에 군위와 전주에서 재배한 광안과 세 일반콩의 대사체 프로파일을 비교분석 하였다. Partial least square-discriminant analysis (PLS-DA) 분석을 통하여 대사체 프로파일들은 품종별로 잘 분리되었으며, 페닐알라닌과 이소플라본, 지방산을 포함하여 18종 물질이 관여하는 것으로 확인하였다. PLS-DA 스코어 플롯에서 콩 4품종은 지역별로 클러스터를 형성하였으며, 이는 재배환경이 대사물질의 변화에 영향을 준 것으로 판단된다. 광안은 다른 품종들에 비하여 이소플라본 함량이 가장 낮았으며, 리놀렌산 함량은 가장 높았다. 광안을 이용하여 개발된 생명공학콩의 실질적동등성 평가의 경우 광안의 대사체 프로파일 특성을 고려한 비교품종 선정 등에 관하여 고찰하였다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.68-68
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• 2017

The status of corn genetic diversity in the uplands of Sarangani in Southern Philippines was investigated using 12 morphological traits subjected to multivariate statistical analyses. Information about traditional farming, post-harvest and storage practices were also elicited especially in relation to losses of traditional varieties, a phenomenon known as genetic erosion. While a handful of farmers still plant traditional corn varieties in the remotest areas, a significant number had already shifted to genetically modified corn. Furthermore, principal component analysis (PCA) reduced the 12 morphological traits into 5 principal components and identified ear length and ear weight to be major contributors to variation. Cluster Analysis, on the other hand, formed two distinct groups but failed to give information about intra-cluster variability among the 32 collected corn accessions. These results warrant that more informative morphological traits and that molecular markers will be used to obtain a better picture of genetic diversity in Sarangani upland corn. Molecular analysis is also needed to establish genetic identities of these cultivars and to detect gene introgression from GM varieties into the gene pool of farmers' corn varieties. These analyses are imperative for the conservation of traditional corn varieties before they disappear in the Sarangani uplands because of shifting priorities of upland farmers.

• 한국응용곤충학회지
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• 제56권1호
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• pp.19-28
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• 2017

폴리드나바이러스(polydnavirus: PDV)는 일부 내부기생봉에 공생하는 이중나선형 DNA 바이러스 분류군이다. Cotesia plutellae bracovirus (CpBV)는 프루텔고치벌(C. plutellae)에 공생하는 일종의 PDV이다. 프루텔고치벌은 어린 배추좀나방(Plutella xylostella) 유충에 기생한다. 기생 초기에 발현하는 CpBV-ELP1 유전자는 혈구세포에 세포독성을 발휘하면서 기주의 세포성 면역을 억제하여 기생에 중요한 역할을 담당하고 있다. 본 연구는 이 유전자를 담배 식물에서 발현하여 해충에 대한 경구독성을 분석하는 데 목적을 두었다. 재조합 CpBV-ELP1 단백질이 배큘로바이러스 발현시스템을 통해 합성되어 세포배양액에 분비되었다. 수거된 세포배양액은 일련의 단백질 분리과정(ammonium sulfate 단백질 분획, size exclusion 크로마토그래피, 이온교환 크로마토그래피)을 통해 CpBV-ELP1 단백질을 분리하는 데 이용되었다. 분리된 rCpBV-ELP1 단백질은 파밤나방(Spodoptera exigua) 혈구에 대한 뚜렷한 세포독성을 보였다. CpBV-ELP1은 파밤나방 5령충에 대해서 혈강 주입하여 살충력을 나타냈고, 엽침지법을 이용하여 경구독성을 갖고 있는 것을 확인하였다. CpBV-ELP1 유전자를 CaMV 35S 유전자 프로모터와 opaline synthase 유전자 전사종결신호를 갖는 pBI121 벡터에 클로닝하여 Agrobacterium tumefaciens LBA4404 세균에 형질전환을 유도하였다. 형질전환된 세균은 담배(Nicotiana tabacum Xanthi)잎에 감염하여 캘러스를 유도하게 하였고 이후 차세대(T1)를 확보하였다. T1 세대 담배는 파밤나방에 대한 해충저항성을 갖고 있음을 확인하였다. 이러한 결과는 CpBV-ELP1 유전자가 형질전환작물을 통해 해충방제에 응용될 수 있다는 것을 제시하고 있다.

• 한국작물학회지
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• 제60권3호
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• pp.318-332
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• 2015

2012년 농림수산 식품부 자료에 따르면 국내 식용 옥수수 재배 면적은 약 15,000 ha, 생산량은 74,399 톤이며, 옥수수의 식량 자급률은 3,8%, 곡물자급률은 0.9% 내외로 소비량의 대부분을 수입에 의존하고 있다. 옥수수 전체 수입량의 75%가 사료용, 23%가 가공용으로 국내 사료 및 산업소재로서 중요한 위치를 차지하고 있지만 옥수수 수입대체 및 품종 개발과 관련된 국내 연구는 내수를 위하여 제한적으로 수행되어 왔기 때문에 그 동안 축적된 기술을 바탕으로 종자시장이 협소한 국내보다는 해외를 대상으로 한 기술 개발이 시급하다. 현재 동남아시아는 외국 투자 유치를 자국 경제 발전의 원동력으로 삼고 외국인 투자자에 대해 면세혜택까지 부여하며 각종 지원책을 내세워 투자를 유도하고 있다. 최근 동남아시아의 경제 성장과 더불어 노동임금과 토지임대료가 올라 농업이 점점 어려워진다는 얘기도 있지만 농업 기계화와 선진 영농을 접목시켜 노동생산성을 높이면 우리나라보다는 발전의 여지가 많이 남아있는 땅이다. 특히 세계적으로 축산물 수요가 증가하는 가운데 옥수수를 이용한 가공식품 및 사료작물의 활용은 좋은 아이템이 아닐 수 없다. 따라서 동남아시아를 대상으로 하는 해외식량기지로서의 가능성을 타진하고 해외 수출용 옥수수 품종을 개발하여 개발 품종에 대한 마케팅 판매 전략의 수립을 목적으로 진행된 결과는 다음과 같다. 1. 동남아시아의 주요 곡물 생산량 중 옥수수의 생산량은 1990년대를 기점으로 가축 사육 증가와 더불어 지속적으로 증가하고 있으나 옥수수 재배 농가의 재래종 사용 및 농사를 위한 기본 인프라 시설과 열악한 관개시설, 수확 후 관리기술의 미흡으로 단위면적당 생산성은 낮은 편이다. 최근 급속한 기후 변화로 인한 수량감소도 생산성을 저해하는 중요한 요인으로 작용하면서 내재해 다수성 교잡종 품종의 수요 및 요구도가 높아지고 있다. 2. 인도네시아는 1992년부터 3계교잡을 이용하여 개발된 품종이 보급되기 시작하여 2001년 부터는 단교잡 품종을 개발하여 보급하고 있고 캄보디아는 사료용 옥수수의 거의 대부분을 CP 캄보디아가 농가로부터 수매하여 사료를 제조하고, 농가는 이 회사로부터 옥수수 종자를 구매하여 재배하는 상호 유기적 관계를 유지하고 있었다. 2010년 이후 캄보디아의 주요 재배 품종은 몬산토의 DK8868, DK9955, 신젠타의 NK6326, NK7328, CP그룹의 CP333 등 여전히 다국적 기업 및 현지 로컬 기업의 품종이 재배되고 있었다. 베트남은 동남아시아에서 많은 양의 옥수수를 수입하는 대표적인 국가 중 하나로 1990년부터 2011년까지 평균 수입량이 수출량의 13배에 달한다. 또한 경제성장 및 육류소비의 증가로 인한 사료용 옥수수의 수입으로 베트남의 옥수수는 주변 국가에 비해 높은 시장 가격을 형성하고 있다. 이에 베트남 정부는 정책적인 투자로 생산 효율성 향상을 위해 LVN-10과 같은 다양한 개량종 품종을 개발하고 있을 뿐 아니라 해충저항성, 제초제저항성 품종과 같은 GM작물의 재배를 승인 하였다. 이는 2020년까지 지속가능한 농업을 장려하는 계획과 맞물려 GM작물을 30~50%까지 늘려 농산물의 품질을 개선하여 농촌소득을 증진시킬 계획이다. 3. 국내의 협소한 종자 시장 한계를 극복하기 위해 동남아시아에 우리 농업관련 기관이나 민간기업 등이 진출하려면, 현지의 투자환경과 여건을 사전에 조사하고 외국인과 외국기업에 관련된 법규 및 사례를 충분히 검토하여야 한다. 세계 굴지의 종자회사인 몬산토, 듀퐁, 신젠타 뿐 아니라 로컬 기업이 장악하고 있는 시장으로의 진입을 위해 기술, 품질 및 가격 경쟁력을 갖춘 신품종의 개발이 필요하다. 신품종의 개발은, 사전에 조사한 현지 시장 분석 마케팅 역량 및 정부의 투자지원 정책과 접목되었을 때 농산물의 해외 진출 성과를 기대할 수 있을 것이다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2020년도 춘계학술대회
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• pp.52-52
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• 2020

유채(Brassica napus L.)는 식용유 생산을 목적으로 재배되며, 1975년에는 26.8천ha가 재배되어 연간 생산량이 34.7천톤이 생산되었으나, 외국으로부터 값싼 식용유의 대량수입으로 재배면적이 급격하게 감소되었다. 그러나 최근에 지방자치단체를 중심으로 경관용 재배면적이 증가하고 있고, 건강에 대한 관심이 높아짐에 따라 국내산 non-GM 식용유 생산을 목적으로 유채 재배면적이 급격하게 증가하고 있다. 유채의 대량생산을 위해서는 논 재배가 필수적이나 유채와 벼의 이모작 재배 시기가 겹치는 문제점이 발생하고 있어 조생종 유채의 품종개발과 함께 봄 파종이 가능한 유채의 품종 육성에 대한 요구가 매우 높다. 따라서 본 연구에서는 국내 보유 유채를 포함하는 십자화과(Cruciferae) 유전자원의 특성 평가를 통해 극조숙 유채 품종 육성을 조기에 육성하기 위해 실시하였다. 농촌진흥청 국립유전자원센터에서 분양받은 유전자원 146계통을 파종 재배하면서 핵형분석과 외부형질을 기준으로 정확한 종을 동정하였고, 각 유전자원의 생육 및 개화특성을 조사하였다. 유전자원들을 세포분석기를 이용하여 핵형을 분석한 결과, 전체 146개의 유전자원 중 유채(B. napus L.) 128계통, 갓(B. juncea Sinsk) 6계통, 배추(B. campestris Makino) 9계통, 미분류 3계통 등으로 조사되었다. 유전자원을 가을 파종(10월 22일)하였을 때 개화가 가장 빠른 계통(IT 279089)이 파종 후 137일 이후인 3월7일부터 개화가 시작되었고, 가장 늦은 계통(IT 279198)은 191일 후인 4월 30일에 개화가 시작되었다. 봄 파종(2월 4일)하였을 때 개화가 가장 빠른 계통(IT 279089)이 파종 후 79일 이후인 4월 23일부터 개화가 시작되었고 IT 279092 등 29계통은 추대와 개화가 되지 않았다. 위와 같은 연구결과를 토대로 개화시기가 빠른 유전자원을 육종을 위한 인공교배 시화분친이나 종자친으로 이용하면 지방산 품질이 좋고 극조숙성인 유채 품종의 개발이 가능할 것으로 생각된다.

• 한국육종학회지
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• 제50권4호
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• pp.406-414
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• 2018

본 연구는 토양 세균인 B. thuringiensis에서 유래한 해충저항성 유전자(cry1Ac)를 일미벼에 도입시킴으로써 혹명나방(Cnaphalocrocis medinalis)에 대하여 살충성을 나타내는 해충저항성 Bt벼(Bt-T)의 환경위해성 평가에 대한 프로토콜 및 가이드라인을 개발하고자 수행하였다. 경북대학교 군위 LMO 격리포장에서 2년간 해충저항성 Bt벼(Bt-T)와 모품종인 동진벼 및 재배 품종인 일미벼를 재배하고, 혹명나방 등 표적곤충을 제외한 곤충류와 거미류가 포함한 다양성을 조사를 2016년과 2017년에 수행하였다. 조사기간 동안 채집된 개체들은 벼에 대한 기능별로 해충군, 천적군, 기타 곤충군으로 크게 구분하여 동정 계수하였으며, 2년간 총 11목 51과 9,552개체가 채집되었다. 해충저항성 Bt벼(Bt-T), 동진벼 및 일미벼에서 각각 3,042, 3,213, 3,297개체가 채집되었다. 조사된 개체군의 해충군, 천적군, 기타 곤충의 발생량은 해충군에서 노린목을 제외하고 해충저항성 Bt벼(Bt-T)과 모품종인 동진벼와 재배품종인 일미벼 품종 간의 각 분류군별 발생에서 통계적인 유의차가 없었으며, 시기별 곤충 발생 양상에서도 통계적인 유의적 차이를 보이지 않았다. 2년간의 곤충상 데이터를 주성분 분석법으로 분석한 결과, 2016년과 2017년 각각에서 동일하게 해충저항성 Bt벼(Bt-T)와 동진벼 및 일미벼 품종간의 곤충상 차이를 보이지 않았으나, 재배 시기에 따라 확연한 차이가 있음을 확인하였다. 유전자 변형에 의한 품종간의 차이 보다는 작물의 재배시기에 따라 곤충상 변화에 큰 영향을 끼치는 요인임을 새롭게 확인 할 수 있었다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제40권1호
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• pp.18-26
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• 2013

살충성 유전자 mcry1Ac1을 포함하고 있는 해충저항성 유전자변형(GM) 벼 Agb0101이 국내에서 개발되었다. 향후 Agb0101 벼의 환경방출에 따른 모니터링과 이력추적을 위해서는 신뢰성 있는 검출방법의 개발이 필요하다. 따라서, 본 연구에서 해충저항성 GM벼의 사후 안전관리를 위한 정성적 및 정량적 PCR 검정 방법을 개발하였다. 벼 녹말분지효소 유전자 RBE4를 PCR 분석의 내재유전자로 사용하였고, 이의 primer쌍 RBEgh-1/-2는 101bp의 PCR 증폭산물을 형성하였다. 정성 PCR 분석을 위해서 삽입된 T-DNA를 바탕으로 특이 primer를 제작하였고, 이벤트 특이적 검출 primer의 경우 Agb0101의 도입유전자 및 벼 염색체 DNA 사이의 5' 또는 3' 인접염기부위를 정확하게 특이적으로 PCR 증폭하였다. 반면, 대조구인 각종 작물, 국내 벼 품종 및 Agb0101과 동일 형질전환 벡터를 갖는 해충저항성 벼에서는 어떠한 PCR 증폭산물도 형성하지 않았다. 표준물질로써 내재유전자 및 이벤트 특이적 단편으로 제조된 pRBECrR을 이용한 real-time PCR 분석에 의해서 정량한계(LOQ)가 10 copies 농도의 범위인 것으로 확인되었고, 이의 유효성을 검증하기 위하여 상이한 농도의 Agb0101시료(10, 5, 3 및 1%)를 real-time PCR 분석하여 정량검정에 대한 표준편차 및 상대표준편차가 각각 0.06 ~ 0.40 및 3.80 ~ 7.01%의 낮은 범위에 포함되는 것을 확인할 수 있었다. 이들 결과로 본 연구에서 개발된 정성 및 정량 PCR 검정 방법이 해충저항성 GM벼 Agb0101의 모니터링 및 이력추적에 효과적으로 이용될 수 있을 것으로 본다.

• 한국작물학회지
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• 제55권4호
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• pp.365-370
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• 2010

본 연구는 유전자 조작 옥수수의 유전자 유출을 막기 위한 관리방법 개발의 목적으로 고려대학교 GMO 격리포장에서 2010년에 수행된 화분 비산실험의 결과를 이용하여 Yamamura(2004)의 Gamma model로 모델링하였다. 1. 모델의 결정계수는 0.44로 예측치가 실측치를 잘 설명하였다. 2 옥수수 화분의 최대 비산 방향은 북서쪽으로 나타났다. 3. 최대 비산 방향으로 타가수분율이 0.001까지 낮아지는 거리인 '유전자유출 한계거리(0.001)'는 525 m 그리고 국내법상 비의도적 GMO 혼입허용치인 0.03 까지 낮아지는 거리인 '최소 동일작물 재배 한계거리(0.03)'는 35 m로 나타났다.

• Journal of Crop Science and Biotechnology
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• 제11권2호
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• pp.141-150
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• 2008

The response of grain yield(GY) and milled-rice protein content(PC) to crop growth status and nitrogen(N) rates at panicle initiation stage(PIS) is critical information for prescribing topdress N rate at PIS(Npi) for target GY and PC. Three split-split-plot experiments including various N treatments and rice cultivars were conducted in Experimental Farm, Seoul National University, Korea in 2003-2005. Shoot N density(SND, g N in shoot $m^{-2}$) and canopy reflectance were measured before N application at PIS, and GY, PC, and SND were measured at harvest. Data from the first two years(2003-2004) were used for calibrating the predictive models for GY, PC, and SND accumulated from PIS to harvest using SND at PIS and Npi by multiple stepwise regression. After that the calibrated models were used for calculating N requirement at PIS for each of nine plots based on the target PC of 6.8% and the values of SND at PIS that was estimated by canopy reflectance method in the 2005 experiment. The result showed that SND at PIS in combination with Npi were successful to predict GY, PC, and SND from PIS to harvest in the calibration dataset with the coefficients of determination ($R^2$) of 0.87, 0.73, and 0.82 and the relative errors in prediction(REP, %) of 5.5, 4.3, and 21.1%, respectively. In general, the calibrated model equations showed a little lower performance in calculating GY, PC, and SND in the validation dataset(data from 2005) but REP ranging from 3.3% for PC and 13.9% for SND accumulated from PIS to harvest was acceptable. Nitrogen rate prescription treatment(PRT) for the target PC of 6.8% reduced the coefficient of variation in PC from 4.6% in the fixed rate treatment(FRT, 3.6g N $m^{-2}$) to 2.4% in PRT and the average PC of PRT was 6.78%, being very close to the target PC of 6.8%. In addition, PRT increased GY by 42.1 $gm^{-2}$ while Npi increased by 0.63 $gm^{-2}$ compared to the FRT, resulting in high agronomic N-use efficiency of 68.8 kg grain from additional kg N. The high agronomic N-use efficiency might have resulted from the higher response of grain yield to the applied N in the prescribed N rate treatment because N rate was prescribed based on the crop growth and N status of each plot.

• 기술혁신연구
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• 제23권2호
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• pp.1-31
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• 2015

지난 30여 년간 서구 민주주의 사회를 중심으로 시민참여형 과학기술 거버넌스에 대한 논의와 실험이 다양하게 이루어졌다. 이에 대한 당위성에는 사회적 공감대가 형성되었지만 이를 통해 궁극적으로 얻고자 하는 목표와 방법론은 다양했다. 본 논문에서는 겉으로 주창되는 규범적, 실제적 이유와는 달리 은밀히 내재된 도구적 관점의 시민참여 논리가 갖는 정책적 함의를 고찰한다. 사례로 영국의 시민참여형 과학기술 거버넌스 담론의 형성과정과 실험을 분석한다. 1990년대 후반부터 제도권의 다양한 정책관련 기관들이 주장한 시민참여형 과학기술 거버넌스의 필요 논리에 이용된 쟁점 및 실제로 시행된 두 공론화 과정(유전자 변형 작물의 상업화 관련 GM Dialogue와 방사성 폐기물 처리 방법 관련 CoRWM의 프로그램)에 드러난 도구적 관점을 분석한다. 이를 통해, 시민참여형 과학기술 거버넌스로의 전환 시도에는 겉으로 주창된 민주주의적 의사결정과 창의적 문제해결의 목표 외에, 이해관계자들이 자신의 이해 실현을 위해 도구로서 이용하려는 은밀한 시도들이 있었음을 보여준다.