• 한국환경농학회지
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• 제33권2호
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• pp.121-128
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• 2014

BACKGROUND: The disease resistant (OsCK1) rice was generated by inserting choline kinase (CK1) and phosphinothricin acetyltransferase (PAT) genes isolated from Oryza sativa and Streptomyces hygroscopicus into the genome of the rice, Nakdongbyeo. With the potential problems of safeties, the evaluations on non-target organisms are essentially required for the environmental risk assessment of genetically modified (GM) crops. In the present study, we conducted the evaluation of acute toxicity on Daphnia magna that commonly used as a model organism in ecotoxicological studies for non-target organism evaluation. METHODS AND RESULTS: Effect of acute toxicity to Daphnia magna by each concentration were investigated in the disease resistant (OsCK1) rice and non-genetically modified (non-GM) rice, Nakdongbyeo, as concentration (0, 1,000, 1,800, 3,240, 5,830, 10,500 and 20,000 mg/L). The OsCK1 rice used for the test was confirmed to express the OsCK1/PAT gene by the PCR(Polymerase chain reaction) and western blot analysis. Feeding test showed that no significant differences in cumulative immobility and abnormal response of Daphnia magna fed on OsCK1 rice or non-GM rice. The 48hr-$EC_{50}$ values showed no difference between OsCK1 rice (3,147.18 mg/L) and non-GM rice (3,596.27 mg/L). CONCLUSION: This result suggested that there was no significant difference in toxicity to Daphnia magna between OsCK1 rice and non-GM counterpart.

• 한국응용곤충학회지
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• 제54권4호
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• pp.335-343
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• 2015

유전자변형 작물이 절지동물에 미칠 수 있는 잠재적인 부정적 영향은 유전자변형 작물의 주요한 환경위해성의 하나로 여겨지고 있다. 본 연구에서는 PPO (protoporphyrinogen oxidase) 저해 제초제 내성 유전자변형 벼가 절지동물에 미칠 수 있는 영향을 평가하기 위하여 절지동물의 다양성과 군집구조를 조사하였다. 절지동물은 야외포장에서 벼의 생육기간 동안 황색점착트랩을 이용하여 채집하였다. 유전자변형 벼는 채집된 절지동물군집의 다양도 지수에 유의한 영향을 주지 않았다. 또한 다변량분석(PerMANOVA, NMDS) 결과에서도 절지동물군집 구조는 채집시기에 따라 달랐지만 벼의 유전형(유전자변형 또는 비변형)에 의해 영향을 받지 않았다.

• 한국육종학회지
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• 제42권5호
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• pp.540-546
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• 2010

콩의 PR10 유전자(GmPR10)를 벼에 형질전환하여 GmPR10 전이 유전자의 발현 정도와 내염성 관련 형질의 반응 사이의 인과관계를 조사하여 염 스트레스에 대한 GmPR10 생리적 기능을 분석하고 내염성 유전자원을 개발하였다. 1. 전이 유전자는 형질전환 계통에 따라 게놈 내에 1 ~ 6개의 사본이 도입되었고, 선발된 8개의 형질전환 계통 모두에서 전이 유전자가 발현되었으며, 발현 정도는 계통에 따라 변이를 보였다. 2. $T_1$세대 2계통의 형질전환 식물체와 비 형질전환 식물체에 125mM NaCl을 시간별로 처리한 결과, 전이 유전자 GmPR10의 전사체 검출양은 2계통의 형질전환체에서 모두 염처리 6시간까지 증가하였고, 12시간 이후에는 감소하였다. 3. 세포의 전해질 누출율은 형질전환체가 비 형질전환체에 비해 낮았고, 뿌리가 잎보다 낮았다. 또한, 전이 유전자 전사체의 검출량이 높을수록 전해질 누출율은 낮았다. 4. NaCl 용액에서의 생육 정도는 형질전환체가 비 형질전환체보다 현저히 양호하였으며 GmPR10 전이 유전자의 발현이 높을수록 생육 정도가 더 좋았다. 결론적으로 GmPR10 은 내염성을 증진시키는 기능이 있으며, GmPR10 전이유전자의 발현이 높은 계통은 내염성 벼 육성용 소재로 이용할 수 있을 것으로 평가된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권2호
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• pp.207-218
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• 2008

The impacts of planted transgenic rice varieties on bacterial communities in paddy soils were monitored using both cultivation and molecular methods. The rice field plot consisted of eighteen subplots planted with two genetically modified (GM) rice and four non-GM rice plants in three replicates. Analysis with denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) of PCR-amplified 16S rRNA genes revealed that the bacterial community structures were quite similar to each other in a given month, suggesting that there were no significant differences in bacterial communities between GM and non-GM rice soils. The bacterial community structures appeared to be generally stable with the seasons, as shown by a slight variation of microbial population levels and DGGE banding patterns over the year. Comparison analysis of 16S rDNA clone libraries constructed from soil bacterial DNA showed that there were no significant differences between GM and non-GM soil libraries but revealed seasonal differences of phyla distribution between August and December. The composition profile of phospholipid fatty acids (PLFA) between GM and non-GM soils also was not significantly different to each other. When soil DNAs were analyzed with PCR by using primers for the bar gene, which was introduced into GM rice, positive DNA bands were found in October and December soils. However, no bar gene sequence was detected in PCR analysis with DNAs extracted from both cultured and uncultured soil bacterial fractions. The result of this study suggested that, in spite of seasonal variations of bacterial communities and persistence of the bar gene, the bacterial communities of the experimental rice field were not significantly affected by cultivation of GM rice varieties.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제38권4호
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• pp.397-403
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• 2015

Rice (Oryza sativa L.) is an important feeding crop in Asia, and utilization of genetically modified (GM) rice is highly demanding. For co-existence of GM rice and non-GM rice, the proper confinement measures should be provided. Thus, we surveyed gene flow from herbicide resistant GM rice to the conventional rice cultivars in the field tests. Gene flow frequency decreased with increasing distance between the pollen donor and recipients and did not exceed more than 1% even at the nearest distance. In single recipient model plot, a maximum gene flow frequency was observed at the shortest distance and hybrid was detected up to 12 m from the pollen donor. The direction of gene was coincided with the dominant wind direction. Gene flow assessment to multiple recipient plots was conducted under the high raining season by chance, and abrupt decline of gene flow frequency and maximum distance were resulted. According to the survey results, current regulation for isolation distance is reasonable for environmental safety or for general crop production. However, we suggest an alternative measure for GM rice cultivation that should be supplemented to overcome the out of estimation and in the environment asking higher security levels.

• 한국육종학회지
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• 제49권3호
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• pp.180-189
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• 2017

현재까지 국내에서는 생명공학작물이 상업적인 재배가 되고 있지 않으나 생명공학작물의 환경 방출을 위해서는 환경위해성 평가가 필수적 수행되어야 한다. 본 연구에서는 해충저항성 Bt 벼(Agb0101)로부터 모품종인 낙동벼와 잡초성벼인 R55 및 인디카벼인 IR36 로의 화분 매개에 의한 유전자 이동성을 평가하였다. 낙동벼로부터 729,917 립의 종자를 얻었으며, 잡초성벼(R55)로부터는 230,635 립의 종자와 인디카벼(IR36)에서는 596,318 립의 종자를 수확하였다. 교잡개체는 3회의 제초제 살포를 수행하여 제초제 저항성 개체 선별과 Cry1Ac1 immunostrip 검정으로 확인하였으며, 해충저항성 Bt 벼(Agb0101)에 특이적인 프라이머를 이용한 분자생물학적 방법을 통해 유전자 이동성 여부를 최종적으로 검증하였다. 총 파종된 종자수에 대한 교잡율은 낙동벼에서는 0.0027%, R55는 0.0017%, IR36은 0.0005%로 나타났으며, 모든 교잡개체들은 해충저항성 Bt 벼(Agb0101)에 근접한 1.2m 내에서 발견되었다. 화분 매개에 의한 해충저항성 Bt 벼(Agb0101)의 유전자 이동 특성은 기존에 연구된 결과들과 유사한 경향으로 보였으며, 벼의 개화기간 중 온도와 강우량 등 기상 조건이 화분에 의한 교잡을 결정하는데 중요한 요인으로 작용하였다. 이에 재배 지역의 기상 환경과 개화시기 중복 여부 등을 유전자변형 벼에 의한 일반 재배품종 및 야생(잡초성)벼로의 유전자 이동에 따른 저감 기술 개발과 안전관리 기준 작성에서 주요 영향 인자들로 고려되어야 할 것이다.

• 한국토양비료학회지
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• 제48권5호
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• pp.442-450
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• 2015

This study was conducted to investigate the effect of Psy-2A-CrtI (PAC), a genetically modified (GM) rice with enhanced ${\beta}$-carotene, on the soil microbial community. The soil used to cultivate GM rice and its wild-type, Nakdong, was analyzed for population density, denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE), and pyrosequencing. It was found that the bacterial, fungal and actinomycetes population densities of the PAC soils were within the range of those of the non-GM rice cultivar, Nakdong. The DGGE banding patterns of the GM and non-GM soils were also similar, suggesting that the bacterial community structures were stable within a given month and were unaffected by the presence of a GM plant. The pyrosequencing result showed a temporal difference in microorganism taxon and distribution ratio, but no significant difference between GM and non-GM was found. The persistence of the transgene DNA in the plant and surrounding soil were investigated for different time periods. There were differences in the persistence within the plant depending on the gene, but they could not be detected after 5 weeks. Also the transgenes were not detected in the surrounding soil. These results indicate that soil microbial communities are unaffected by the cultivation of a PAC rice within the experimental time frame.

• 한국육종학회지
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• 제42권1호
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• pp.56-60
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• 2010

본 연구는 대규모 GMO 격리포장에서 비타민 A 영양성분이 강화된 황금벼의 안정성 평가에 대한 가이드라인 및 프로토콜의 개발하고자 수행하였다. GM 작물의 상업화는 환경과 인간건강에 대한 영향을 포함하여 GM 작물에 대한 신뢰성을 구축하기 위해서도 GM 작물을 상업화하기 이전에 보다 체계적인 과학적인 검증자료가 제공되어야 한다. 경북대학교 농업생명과학대학 GMO 실습격리포장에서 총 사용면적 $4,700m^2$에서 비타민 A 강화벼(황금벼)와 모품종인 '낙동'에 대해 농업적인 특성과 병 발생양상을 조사하였다. 일반적으로 포장에서 형질전환체 작물의 수장, 수수 등은 '낙동'과는 차이가 났다. 황금벼와 '낙동'의 간장, 미립특성은 '낙동'과 유사하지만, 수량은 등숙율과 1,000립중의 감소에 기인된 것으로 조사되었다. 잎도열병과 잎집무늬마름병의 병방제가의 차이는 났지만 유의성은 나지 않는 것으로 나타났다. 이 실험결과는 GM 작물에 대한 환경과 인간과의 그 밖의 위해성에 대한 농업적인 특성, 병 발생양상을 일차적으로 안정성 평가를 위한 체계적인 프로토콜로 도출할 수 있을 것이다.

• 한국식품과학회지
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• 제46권2호
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• pp.213-218
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• 2014

본 연구에서는 ${\beta}$-carotene 강화쌀의 생체이용율과 영양기능성을 모종쌀과 비교하였다. 실험동물은 수컷 Wistar 흰쥐를 사용하였고, Harlan 2018S-diet를 기본 식이로 하였다. 실험 식이는 낙동쌀(모종쌀), ${\beta}$-carotene 강화쌀(GM쌀) 및 Harlan 2018S-diet(대조군)으로 하였고, 실험군당 11마리씩 배정하였다. 실험식이에 함유된 전분 함량은 모종쌀과 GM쌀로 각각 30% 대체하였고, 펠렛 식이로 재성형하여 4주 동안 급여하였다. 실험기간동안 GM쌀의 급여는 모종쌀과 비교시 흰쥐에게 식이섭취량이나 체중 증가와 같은 일반적인 성장에 부정적인 영향을 주지 않았다. 간, 신장, 비장, 체지방 등의 6개 장기의 무게를 측정한 결과 GM쌀은 모종쌀 식이 섭취군과 비교시 유의적인 차이가 없었다. 간지질중 총콜레스테롤(TC) 함량은 GM쌀 식이군이 모종쌀 식이군 보다 유의하게 낮았고, 분변지질(TC, TG) 농도 역시 GM쌀 식이군이 모종쌀 식이군에 비해 낮았다. 혈청생화학치와 혈구세포의 변화를 살펴보면 전반적으로 두 실험군(모종쌀, GM쌀) 간의 차이가 없었으나, 혈청지질 농도는 GM쌀 식이군이 모종쌀 식이군 보다 낮았고, 공복혈당은 GM쌀 식이군이 모종쌀 식이군 보다 통계적으로 유의하게 낮았다. 위의 결과들을 종합하면 GM쌀은 모종쌀에 비해 생체이용 측면에서 성장률과 장기무게 및 체지방 등에서 차이가 없었고, 영양기능 측면에서는 배변량을 증가시키고, 간과 분변 및 혈중 지질농도를 낮추며, 공복혈당치를 유의하게 감소시키는 것으로 나타났다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.136-136
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• 2017

In agriculture, the rice is the one of important things. Many farmers and scientists have long tried to increase the yield of rice. So many technologies have been developed these days. One type of technology has given rise to a host of concerns and questions, namely Genetically Modified Organisms (GMOs). The increasing cultivation of GM crops has raised a wide range of concerns with respect to food safety, environmental effects and socio-economic issues and now commercially planted on about 100 million hectares in some 22 developed and developing countries. The scientific evidence concerning the environmental and health impacts of GMOs is still emerging, but so far there is no conclusive information on the definitive negative impacts of GMOs on health or the environment. Nevertheless, public perceptions about GMOs in food and agriculture are divided with a tendency toward avoiding GM food and products in many developed and developing countries. Also Korea is one of that country and is not allow the GMOs now. So I studied whether these GMOs are actually dangerous for environment and whether there are differences in cultivar characteristics such as germination test with TTC tetrazolium, germination test in frozen soil and gene-flow test with glufosinate and strip-bar test. With these experiments, we evaluated the agricultural safety of GM rice and to identify and assess environmental risks.