초청연사: 이효연 교수 (제주대학교 생명공학부)
일시: 2006. 11. 10 오후 3-5시
장소: 포항테크노파크 본부동 1층 AV 회의실

후원; 21세기프론티어/작물유전체기능연구사업단

제목: 제초제저항성 GM 들잔디(Zoysia japonica Steud.) 개발 및 환경위해성 평가

들잔디의 재배에 따른 관리비용, 잡초방제, 환경오염문제 등을 감소시킬 수 있고, 다양한 기능성을 보유한 품종의 확보를 목적으로 환경친화적인 제초제저항성 GM 들잔디를 개발하였다. GM 들잔디는 아그로박테리움 법을 이용하여 제초제에 저항성을 갖도록 bar 유전자가 도입되었고, 분자생물학적 방법과 포장시험을 통해서 확인한 결과 후대에서도 도입유전자가 안정하게 발현되었다. 이러한 GM 들잔디가 이용되기 위해서는 환경안전성 검정이 되어야 하며, 환경위해성평가 검정 은 농림부고시 2002-2호에 제시된 유전자변형 농산물의 환경위해성 평가심사지침에 따라 제주대학교 환경위해성평가 기관에서 시행하였다. 본 연구에서 시행한 GM 들잔디의 환경위해성평가 시험에서는 다음과 같이 야생형과 GM 들잔디의 실질적 동등성, 잡초화 가능성, 근연종 및 타 작물과의 교배가능성, GM 들잔디의 화분비산 거리측정, 화분으로부터 알레르기 유발성, 비표적 생물체에 대한 위해성 평가를 검정하였다. 실질적 동등성 검정은 지금까지 이용되어온 야생형 들잔디와 GM 들잔디의 생육 특성을 비교하기 위해서 기존 연구자들의 연구결과를 토대로 조사하였고, 조사 결과 GM 들잔디와 야생형 들잔디 간의 유의차가 없음을 확인하였다.
GM 들잔디의 잡초화 가능성 검정은 화분 교배를 통해 도입 유전자가 삽입된 제초제저항성 잡초의 출현을 조사하였다. 격리포장 내에서 GM 들잔디와 유사한 개화시기를 갖는 잡초를 대상으로 제초제 살포 및 PCR 분석을 시행한 결과 제초제저항성을 보이는 개체는 없었다. 근연종 및 타작물과의 교배가능성 검정은 자연환경에서 근연종 및 타작물로의 유전자 이동 가능성을 조사하였다. 동종간의 교배화합성은 약 6%로 조사되었으며, 속간 배교화합성도 가능하다고 보고되었으나 본 연구에서는 관찰되지 않았다. 또한 유사한 개화시기를 갖는 라이그라스, 켄터키블루그라스, 톨페스큐, 귀리, 띠(Cogon grass)를 이용한 포장시험 결과 제초제저항성을 나타내는 개체는 없었다.
화분비산 거리측정은 야생형과 GM 들잔디 간의 교배화합성을 이용하여 화분비산거리를 측정 하였다. 그 결과 GM 들잔디와 접촉되어있는 거리 (>0)에서는 평균 6%의 교배율이 발생하였고, 50cm 와 3m 이내의 거리에서는 각각 1.2%와 0.12%의 교배율이 나타났다. 그러나 3m 이상(9m, 42m)의 격리포장 내에서는 야생형과 GM 들잔디 간의 교배화합성이 관찰되지 않았고, GM 들잔디 격리포장으로부터 반경 5 Km 까지 제초제(바스타) 살포실험을 통해서 유전자 이동가능성을 검정한 결과 제초제 저항성을 나타내는 야생형 들잔디 및 띠(Cogon grass)는 발견되지 않았다.
GM 들잔디와 야생형 들잔디 화분으로부터 알레르기 유발성을 비교하기위해서 총 127명(남자 65명, 여자 62명, 평균나이 38.1세)에게 흔한 흡입 알레르겐 및 야생형 들잔디, GM 들잔디 화분을 이용해 피부단자 시험을 시행하였다. 야생형 들잔디와 GM 들잔디 화분 단백질의 알레르기 감작율은 전체 시험군의 4.7%이었고 아토피 환자에서 각각 6.9%로 차이가 없었다. 도입된 유전자인 bar 유전자의 독성 및 알레르기 유발성은 FAO/WHO, OECD, EPA, ILSI등에 이미 제출된 보고서에서와 같이 인체 및 동물에 미치는 유해성에 대한 증거는 없었다.
비표적 생물체에 대한 위해성평가는 자연생태계에 대한 수평적 유전자이동성을 조사하였고, 시험 결과 GM 들잔디로 부터 곤충의 장내 및 토양 미생물로의 수평적 유전자 이동성은 없는 것으로 확인되었다.
이상의 결과를 살펴보면 GM 들잔디의 환경위해성평가 결과 일반적으로 재배되고 있는 야생형 들잔디와 실질적으로 동등하였고, 타식물체로의 유전자이동성이 없을 경우 안전하게 사용될 수 있는 환경친화적 작물로써 가치가 있다고 생각된다.