본 연구는 농촌진흥청에서 개발된 유전자 변형 식품의 영양적 안전성을 검토하기 위하여 수행되었다. 발이 우리의 주식인 점을 고려하여 우선 안전성 이 검토되어야 할 시험 재료로 선정하였고, 유전자 변형(제초제 저항성) 쌀의 실질적 동등성 구명을 위해 일반 및 미량 영양소의 함량을 분석하였으며, 대표적 취약 계층인 노령기 모델에서 유전자 변형 쌀을 가지고 안전성을 검토하였다. 특히 항생제 저항성 유전자 마커가 현미 에 있을 수 있고 열처리시 변화될 수 있음을 고려하여 유전자 변형 품종의 현미 및 현미밥과 모종인 일품의 현미 및 현미밥으로 배합한 실험식이를 8주간 급여하였다. 그 결과 시험재료의 영양성분 함량에 큰 차이를 보이지 않았고, 실험식이를 급여하였을 때 모든 실험 동물에서 임상적 증상, 조직의 외형이나 무게 및 혈청 생화학적 지표에 차이가 없었다. 그러므로 본 실험에 사용된 유전자 변형 품종(제초제 저항성 )의 현미와 현미밥 모두 노령기 실험동물에 어떠한 부정적 영향도 미치지 않은 것으로 보인다. 그러나 유전자 변형식품의 안전성에 대해 종 더 보완된 in uiuo 실험법의 확립과 장기간의 급여에 따른 영향검토가 필요하고, 본 연구의 시험재료는 단지 제초제 저항성 품종의 현미에 대한 것으로 다른 유전자 변형 식품의 안전성에 대해서는 계속적인 확인 실험이 있어야 할 것으로 생각된다.
형질전환 식물체를 직접 이용하기에는 후대에 유전적인 고정 및 포장검정이라는 문제가 대두되는데, 이를 해결하기 위하여 본 연구는 바스타저항성 유전자가 도입된 벼와 직파적 응성 계통을 교잡한 후 약배양에 의한 형질전환체 고정 등 기존 육종체계와 연계하여 제초제 저항성 직파적응 계통을 조기에 육성할 수 있는 체계를 확립하고자 수행하였다. 제초제 저항성 직파적응 계통을 조기에 육성하고자 1999년 동계에 교배된 동진벼 Ds15(Ba $r^{R}$)/주남벼 등 5조합으로부터 2000년 $F_1$을 양성하고, 이들을 PCR분석으로 제초제 저항성 유전자 bar도입을 확인한 후 약배양을 실시하여 얻어진 1,508개의 재분화 식물체 중 제초제 저항성 유전자가 도입된 169개체 ( $A_2$)에서 채종하였다. 이들을 2001년 포장에 공시하여 42계통을 선발하고,2002년에 동진벼 Ds15 (Ba $r^{R}$)/주남벼 조합에서 수량 등 주요 농업형질이 우수한 7계통을 생산력 검정시험에 공시한 결과 제초제 저항성이면서 직파적응성 등 기타 농업형질이 우수한 YR23235Acp79를 선발하여 밀양 204호로 계통명을 부여하였다. 결과적으로 형질전환체를 이용하여 교배부터 계통선발까지 3년 만에 목적하는 계통을 조기에 육성할 수 있는 생력육종체계가 확립되었다.
Acetolactate synthase (ALS) is the first common enzyme in the biosynthesis of L-Ieucine, L-isoleucine, and L-valine. The sulfonylurea-resistant ALS gene from Nicotiana tabacum was cloned into the bacterial expression vector pGEX-2T. The resulting recombinant plasmid pGEX-ALS3 was used to transform Escherichia coli strain XL1-Blue, and the mutant tobacco ALS (mALS) was expressed in the bacteria as a protein fused with glutathione S-transferase (GST). The fusion product GST-mALS was purified in a single step on a glutathione-Sepharose column. ALS activities of 0.9-2.5 ${\mu}mol/min/mg$ protein were observed in the GST-mALS, and the Km values for pyruvate, FAD, and TPP were 10.8-24.1, $(1.9-8.9){\times}10^{-3}$, and 0.14-0.38 mM, respectively. The purified GST-mALS was resistant to both the sulfonylurea and the triazolopyrimidine herbicides, and lost its sensitivity to end products, L-valine and L-leucine. For comparision, the tobacco wild-type recombinant ALS fused with GST, GST-wALS, was also characterized with respect to its pyruvate and cofactor bindings. These results suggest that the purified mutant recombinant tobacco ALS was functionally active, that the mutations resulting in herbicide resistance has affected pyruvate and cofactor bindings," and that the two classes of herbicides interact at a common site on the plant ALS.
Development of herbicide resistant transgenic legume plants through Agrobacterium-mediated transformation has been worked in many previous studied. Plant regeneration after infection is the important step to obtain successful transgenic plants. Many attempts try to find the optimum media condition for plant regeneration after infection. However, the transformation efficiency of legume plants is still low. In this study, regeneration of some Korean legume species including two soybean cultivars (Dawon and Pungsan) and pea have been done with organogenesis which is used various kind of explants such as cotyledonary-nodes in soybean and bud-containing tissue in pea. We developed the optimum media condition for plant regeneration regulators under Agrobacterium-mediated transformation using different kind and various concentration of plant growth. As the results, B5 medium containing 2 mg/L of 6-benzylaminopurine was selected in this study for the optimum plant regeneration media. The segments were inoculated with Agrobacterium suspension harbored an IG2 vector containing bar gene which confers resistance to phosphinotricin (PPT) in 3, 5 and 7 days. The transformation efficiency was achieved in Dawon 3.03 % and pea 1.46 % with co-cultivation period of 7 days which is showed a high number of GUS positive expression period.
본 연구는 토양검정법을 이용하여 전라남도 지역 논에서 발생되고 있는 잡초발생 양상과 ALS 저해제 제초제 저항성 여부 검증 및 저항성 잡초 발생 논면적을 예측하고자 수행하였다. 2017년 전남지역 358 필지에서 채취한 토양에 발생한 잡초의 경우 생활사별로 분류한 경우 일년생 96.1%와 다년생 3.9% 발생하였고, 형태적으로 분류한 경우 광엽잡초 59.0%, 사초과 28.3%, 화본과 12.7% 순으로 발생하였다. 비록 전남에서도 시 군별 논잡초 발생 초종수와 초종별 발생율에 차이가 있으나 미국외풀, 물달개비, 여뀌바늘, 밭뚝외풀, 알방동사니, 올챙이고랭이, 올방개, 논피, 물피 등이 발생하였다. 또한 전남지역에서는 ALS 저해제 제초제 저항성 논잡초 물달개비, 올챙이고랭이, 알방동사니, 미국외풀, 여뀌바늘, 물피, 논피 7초종이 발생하였다. 비록 전남 시 군별 ALS 저해제 제초제 저항성 잡초 초종수와 발생율은 다르나 이중 물달개비, 알방동사니, 올챙이고랭이는 광주광역시를 비롯한 전남 23개 시 군에서 발생하였다. 전남지역의 ALS 저해제 저항성 발생율(51.5%)에 기초한 저항성 논잡초 발생 논면적는 91,543 ha로 평가되었다. 따라서 이러한 정보를 활용하여 제초제 저항성 논잡초 효율적 관리 방안을 수립할 수 있을 것으로 판단된다.
The expression of transgenic traits in genetically modified crops is sometimes associated with decreases in crop performance or fitness. These decreases in performance or fitness of transgenic plants in unfavourable conditions may provide valuable information about the ecological consequences of transgene escape. In a glasshouse trial, we tested the cost associated with resistance to herbicides by comparing the growth, yield, and competitive ability of transgenic rice with its parental non-transgenic line. This new line was developed for constitutive overexpression of protoporphyrinogen oxidase (PPO) to increase resistance to herbicides. We evaluated nine agronomic traits of transgenic and non-transgenic rice grown in a replacement series design over four densities. Competitive ability was also assessed between transgenic and non-transgenic plants by analyzing their relative yields based on biomass and seed weight data. Our results indicated that non-transgenic plants showed greater performance than did the transgenic plants when those genotypes were grown in mixtures. The non-transgenic rice plants exhibited superior competitive ability at certain combinations of planting densities and genotype proportions. These results suggest that PPO-herbicide resistance incurs some costs in plant performance and competitive ability.
An immunoassay method was developed to quantitatively detect phosphinothricin-N-acetyltransferase (PAT) encoded by the Bialaphos resistance (bar) gene in genetically modified (GM) pepper. The histidine-tagged PAT was overexpressed in Escherichia coli M15 (pQE3l-bar) and efficiently purified by $Ni^{2+}$ affinity chromatography. A developed sandwich enzyme-linked immunosorbent assay (S-ELISA) method (detection limit: $0.01{\mu}g/ml$) was 100-fold more sensitive than a competitive indirect ELISA (CI-ELISA) method or Western blot analysis in detecting the recombinant PAT. In real sample tests, PAT in genetically modified herbicide-tolerant (GMHT) peppers was successfully quantified [$4.9{\pm}0.4{\mu}g/g$ of sample (n=6)] by the S-ELISA method. The S-ELISA method developed here could be applied to other GMHT crops and vegetables producing PAT.
Park, Soo-Yun;Lee, Si Myung;Yeo, Yunsoo;Kweon, Soon Jong;Cho, Hyun Suk;Kim, Jae Kwang
Journal of Applied Biological Chemistry
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제56권1호
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pp.5-9
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2013
The nutritional composition of transgenic rice (Agb0101) with bar and modified cry1Ac1 genes grown with herbicides was compared with that of its non-transgenic counterpart. The analyzed components (proximates, amino acids, fatty acids, minerals, vitamins, trypsin inhibitors, and phytic acid) in the herbicide-treated Agb0101 brown rice were substantially equivalent to those of its non-transgenic counterpart.
충북지역 벼 재배양식 및 제초제 사용실태를 파악하고 이를 근거로 저항성잡초 발생면적 및 초종을 파악하여 올바른 저항성잡초에 대한 방제체계를 확립하고자 조사한 결과이다. 본 조사는 충북지역 벼 재배 260농가를 대상으로 재배형태와 제초제 사용실태, 저항성잡초 발생현황을 농가 설문조사 하였고, 충북지역 400지점의 논토양을 채취하여 저항성잡초 발생면적을 추정하였다. 충북지역 벼 재배 농가의 경우 99.6%가 기계이앙을 하고 있었으며 제초제 사용은 이앙 전과 이앙 후 10일 이내에 2회 사용하는 농가가 전체의 78%를 차지하였다. 사용시기별로 가장 많이 사용되는 제초제는 이앙 전에는 butachlor가 46.6%, 중기제초제는 mefenacet + pyrazosulfuron-ethyl이 10.7% 였다. 경엽처리 제초제의 경우 bentazone 단제 및 혼합제가 62%를 차지하였다. 충북지방 논에서 우점하는 잡초는 피로 16.2%이었으며, 올챙이고랭이는 12.2%, 물달개비는 11.9% 순으로 나타났다. 조사된 잡초 중 저항성을 나타낸 잡초는 올챙이고랭이가 20%로 가장 높았고, 물달개비 19.2%, 벗풀 12.8%, 피 12.2%의 순이었다. 충북지역 저항성잡초의 발생 비율은 2011~2012년 2회 조사 결과, 평균 26.8%로 충북지역 논 면적 중 13,167 ha에 해당되는 것이다. 충북의 시군별 발생면적은 청주청원지역이 4,164 ha로 가장 넓었고, 가장 문제가 되는 저항성잡초는 물달개비와 올챙이고랭이로 66~67%가 저항성으로 나타났다. 저항성 피의 발생비율도 2011년 9.5%에서 2012년 조사에서는 13.4%로 증가하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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