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-9) resistant to Cnaphalocrocis medinalis and on non-GM rices (Dongjin and Ilmi) were investigated. The Bt-9 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, Ilmi and Dongjin, at Gunwi in Southern Korea in 2016. Each rice was grown on three $18m^2$ plots with a randomized block design. A total of 4,243 individuals from 43 families and 9 orders were collected from the LMO isolation field. In the three types of rice fields, a total of 1,467 individuals from the insect-resistant genetically modified rice (Bt-9), 1,423 individuals from the Ilmi, and 1,353 individuals from the Dongjin were collected, respectively. There was no difference between the population densities of the non-target insect pests, natural enemies and other insects on the insect-resistant genetically modified rice (Bt-9) and non-GM rices. These results provide the diversity and population density of non-target insects for an environment risk assessment survey on insect-resistant genetically modified rice and could be used as a guideline to make a biosafety assessment method for genetically modified crops.
The study was performed to investigate the property of rhizosphere microorganisms, and community structure during GMO, and Non-GMO rice cultivation. In the dilution plate technique, there were no significant differences in microbial populations of rhizosplane with genetically modified, and non-genetically modified rice cultivation, and rhizosphere were also the same results. Dominant bacterial genera were Afipia 12.5%, Spingomonas 10.0%, Ramlibacter 10.0%, Mycobacterium 7.5%, and Tetrasphaera 7.5% in rhizosphere soil of genetically modified rice plant, while Afipia 7.3%, Spingomonas 12.2%, Ramlibacter 7.3%, Mycobacterium 17.1%, Tetrasphaera 14.6% in non-genetically modified cultivated at Suwon test fields in 2006. Majorgenera isolated from root surface cultivated in Yesan fields were Arthrobacter 12.7% in rhizoplane of genetically modified plant, and Burkholderia 22.2% of non-genetically modified plant in 2007, Paucimonas 26.6% of genetically modified plant, Chryseobacterium 15.4% of non-genetically modified plant in 2008. Also the microbial communities in rhizosphere soils of genetically modified, and non-genetically modified plants were characterized using phospholipid fatty acid, and denaturing gradient gel electrophoresis. The phospholipid fatty acid profiles of soils in this condition showed different pattern, but did not show significant differences between soils cultivated with genetically or non-genetically modified rice plants.
Park, Soo-Jin;Jeong, Mi-Hye;Park, Kyung-Hun;Park, Jae-Eup
Reproductive and Developmental Biology
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v.36
no.2
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pp.133-139
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2012
This study aims to examine the effect of Genetically Modified ${\beta}$-Carotene Biofortified Rice rice developed by simultaneous expression technology in NAAS on biological immunity. Accordingly, this study added Genetically Modified ${\beta}$-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 ${\beta}$-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 ${\beta}$-Carotene Biofortified Rice can be seen as "safe" as this test result showed no big difference between general rice and Genetically Modified ${\beta}$-Carotene Biofortified Rice, and its usability is full of suggestions.
In Korea, different kinds of genetically modified (GM) crops are under development, including GM-rice expressing insecticidal crystal (Cry) proteins of Bacillus thuringiensis (Bt) modified to change a single amino acid. In this study, amino acid (aa) sequences of modified Cry proteins were compared to that of known allergens, and Cry proteins expressed in GM-rice were identified by using Cry protein specific polyclonal antibody. The antigen-antibody reactions were compared between GM and commercial rice to assess the allergic risk of Cry proteins. This analysis showed no known allergen to have more than 35% aa sequence homology with modified Cry proteins in Bt rice over an 80 aa window or to have more than 8 consecutive identical aa. Sera from allergic patients showed some IgE reactivity via immunoblotting and enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), although no differences were seen between GM and commercial rice. Based on these results we conclude that GM rice with modified Cry proteins has no differences in its protein composition or allergenicity relative to commercial rice.
Na Yeon Kim;Sung Dug Oh;Soo Yun Park;An Cheol Chang;Seong Kon Lee;Ye Jin Jang;So-Hyeon Baek;Yong Eui Choi;Jong-Chan Park;Doh Won Yun
Korean Journal of Agricultural Science
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v.51
no.2
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pp.239-249
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2024
In the assessment of the biosafety of genetically modified (GM) crops, a comparative approach to identifying similarities and differences between transgenic and non-transgenic crops is helpful in identifying potential safety and nutritional issues. In this study, we aimed to compare the nutritional composition of a protopanaxadiol-enhanced genetically modified rice (PPD GM rice) with its non-transgenic counterpart. The nutritional profile of PPD GM rice was assessed against that of the parental rice cultivar 'Dongjin' to ascertain nutritional equivalence. No differences were observed between PPD GM and Non-GM rice cultivar in proximate analysis, mineral content, and amino acid composition. Although significant differences were observed in crude fat, crude protein, total dietary fiber, and some minerals between PPD GM rice and Dongjin, these variances fell within the range suggested by common cultivars (Anmi and Nipponbare) and Organization for Economic Cooperation and Development (OECD) data. Similarly, while some amino acids showed significant differences, these metabolites did not deviate from the OECD range. Principal component analysis (PCA) was conducted using the nutritional analysis data of PPD GM rice and Dongjin. The results revealed that PPD GM rice and Dongjin were grouped according to their respective cultivation years. This suggests that the variability in the nutritional composition of PPD GM rice tends to resemble that of the parental rice cultivar 'Dongjin' rather than being solely attributed to genetic modification. Overall, our findings indicate that the nutritional composition of PPD GM rice is substantially equivalent to that of its non-transgenic counterpart.
BACKGROUND: This study investigated the effects of rice genetically modified to be resistant against rice blast and rice bacterial blight on the soil microbial community. A comparative analysis of the effects of rice genetically modified rice choline kinase (OsCK1) gene for disease resistance (GM rice) and the Nakdong parental cultivar (non-GM rice) on the soil microbial community at each stage was conducted using rhizosphere soil of the OsCK1 and Nakdong rice. METHODS AND RESULTS: The soil chemistry at each growth stage and the bacterial and fungal population densities were analyzed. Soil DNA was extracted from the samples, and the microbial community structures of the two soils were analyzed by pyrosequencing. No significant differences were observed in the soil chemistry and microbial population density between the two soils. The taxonomic analysis showed that Chloroflexi, Proteobacteria, Firmicutes, Actinobacteria, and Acidobacteria were present in all soils as the major phyla. Although the source tracking analysis per phylogenetic rank revealed that there were differences in the bacteria between the GM and non-GM soil as well as among the cultivation stages, the GM and non-GM soil were grouped according to the growth stages in the UPGMA dendrogram analysis. CONCLUSION: The difference in bacterial distributions between Nakdong and OsCK1 rice soils at each phylogenetic level detected in microbial community analysis by pyrosequencing may be due to the genetic modification done on GM rice or due to heterogeneity of the soil environment. In order to clarify this, it is necessary to analyze changes in root exudates along with the expression of transgene. A more detailed study involving additional multilateral soil analyses is required.
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 ${\times}$ 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 $6.30{\mu}m$. 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.
To evaluate the human risk of long-term intake of genetically modified (GM) rice, we carried out RT-PCR of housekeeping genes. Housekeeping genes, which show highly uniform expression in living organisms during various stages of development and under different environmental conditions, were normalized by RT-PCR. We assessed the expression of 10 common housekeeping genes (18s rRNA, 25S rRNA, UBC, UBQ5, UBQ10, ACT11, GAPDH, eEF-$1{\alpha}$, ${\beta}$-TUB, GAPDH, ${\beta}$-actin, B2m, G6pd2, Gyk, Gus, Hprt, Cyclophlin A, Tfrc, ${\alpha}$-tubulin and RPL13A) in the liver, stomach, small intestine, large intestine, kidney and spleen of mice fed GM or non-GM rice. We found no significant differences in the expression of housekeeping genes between the two groups of mice.
Molecular characterization technology in genetically modified organisms, in addition to how transgenic biotechnologies are developed now require full transparency to assess the risk to living modified and non-modified organisms. Next generation sequencing (NGS) methodology is suggested as an effective means in genome characterization and detection of transgenic insertion locations. In the present study, we applied NGS to insert transgenic loci, specifically the epidermal growth factor (EGF) in genetically modified rice cells. A total of 29.3 Gb (${\sim}72{\times}coverage$) was sequenced with a $2{\times}150bp$ paired end method by Illumina HiSeq2500, which was consecutively mapped to the rice genome and T-vector sequence. The compatible pairs of reads were successfully mapped to 10 loci on the rice chromosome and vector sequences were validated to the insertion location by polymerase chain reaction (PCR) amplification. The EGF transgenic site was confirmed only on chromosome 4 by PCR. Results of this study demonstrated the success of NGS data to characterize the rice genome. Bioinformatics analyses must be developed in association with NGS data to identify highly accurate transgenic sites.
Kim, Young-Joong;Lee, Joon-Ho;Back, Kyoungwhan;Kim, Chang-Gi
Korean journal of applied entomology
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v.54
no.4
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pp.335-343
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2015
One of the primary concerns about the environmental risks of genetically modified (GM) crops is that they may have adverse effects on the local arthropod communities. In this study, we investigated whether the arthropod diversity and community structure in fields of GM rice tolerant to protoporphyrinogen oxidase (PPO)-inhibiting herbicides differ from those in non-GM (control) rice fields. The aim of this study was to assess the potential adverse effects of GM rice on the local arthropod communities. During the growing seasons in the study period, we collected arthropods from both fields by using yellow sticky traps and compared the diversity and community structure of arthropods from the two sites. Overall, the GM rice had no significant effect on the diversity of the local arthropod communities. In addition, multivariate analyses (permutational multivariate analysis of variance and nonmetric multidimensional scaling) showed that the structures of arthropod communities were not affected by the rice genotype (GM vs. non-GM), although these comparisons were made using data obtained at different sampling dates.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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