[표지]
요약문
목차
Abstract 19
Ⅰ. 서론 21
1. 유전자기반 LMO의 위해성평가 개요 21
가. 유전자기반 LMO 21
나. 유전자기반 위해성평가 21
2. RNAi 기반 유전자변형생물체 23
가. RNAi 기술 개요 23
나. RNAi 작물 개발 현황 24
3. RNAi 기반 LMO의 국내 승인현황 28
가. RNAi 기반 콩 승인 현황 28
나. RNAi 기반 옥수수 승인 현황 29
다. RNAi 기반 알팔파 승인 현황 30
라. RNAi 기반 기타 작물 승인 현황 31
4. RNAi 기반 포식자군 위해성평가 필요성 31
가. 무당벌레과 일반사항 32
나. 무당벌레 34
다. 칠성무당벌레 34
라. 깍지무당벌레 36
마. 무당벌레(딱정벌레) 위해성평가 가이드라인 37
5. 위해성평가 대상 생물 전사체 분석 필요성 40
가. 예쁜꼬마선충 41
6. 위해성평가 대상 생물 유전체 분석 필요성 42
가. 톡토기 43
7. 위해성평가 가이던스 사례 분석 44
가. 유럽의 유전자변형생물체 환경위해성평가 가이던스 44
나. 기타 유전자변형생물체 환경위해성평가 가이던스 48
8. 연구목표 및 필요성 50
가. 연구목표 50
나. 연구필요성 50
Ⅱ. 연구내용 및 방법 51
1. 위해성평가 대상 생물 사육 및 위해성평가 방법 51
가. 무당벌레 51
나. 칠성무당벌레 52
다. 깍지무당벌레 54
2. 위해성평가 대상 생물 사육 및 전사체 분석 방법 56
가. 예쁜꼬마선충 56
3. 위해성평가 대상 생물 사육 및 유전체 분석 방법 63
가. 톡토기 63
Ⅲ. 연구결과 및 고찰 70
1. 무당벌레 3종 위해성평가 결과 70
가. 무당벌레 70
나. 칠성무당벌레 81
다. 깍지무당벌레 91
2. 전사체분석 결과 101
가. 예쁜꼬마선충 101
3. 유전체분석 결과 148
가. 톡토기 유전체분석 결과 148
Ⅳ. 결론 및 제언 154
참고문헌 155
부록 1. 연수성과 163
표 1. RNA interference(RNAi)기반 병해충 저항성 작물개발 현황 25
표 2. RNA interference(RNAi)기반 LMO 작물개발 현황 25
표 3. RNA interference(RNAi)기반 유용유전자발현 식물체 개발현황 26
표 4. RNAi 기반 LMO의 국내 승인현황 28
표 5. 딱정벌레목에 대한 위해성평가 가이드라인(OECD 가이드라인-NO 122) 보고서 범위 39
표 6. C. elegans 국제공인 시험법 42
표 7. 우크라이나의 LMO가 환경에 미치는 잠재적 영향에 대한 위해성평가 가이던스 46
표 8. LM 동물 환경위해성평가 세부항목 49
표 9. 유전자변형 어류의 위해요인과 유해영향 50
표 10. DropSense 실험을 통한 RNA 정량 확인 58
표 11. Library 제작 60
표 12. Q-Score를 통한 Whole Transcriptome Sequencing 실험 유효성 확인 62
표 13. Stats of Filtered Subreads 66
표 14. Summary of assembly 67
표 15. 근연종의 assembly 통계치 67
표 16. Result of assembly: 2386 contigs were formed 67
표 17. Result of genome annotation 68
표 18. 근연종의 genome annotion 통계치 69
표 19. Result of functional annotation 69
표 20. Cumulative mortality of Harmonia axyridis(무당벌레) 73
표 21. Cumulative mortality of Harmonia axyridis(무당벌레) 74
표 22. Dry weight after the test of Harmonia axyridis(무당벌레) 75
표 23. Dry weight after the test of Harmonia axyridis(무당벌레) 76
표 24. Width after the test of Harmonia axyridis(무당벌레) 77
표 25. Length after the test of Harmonia axyridis(무당벌레) 78
표 26. Light intensity in the incubator 79
표 27. Changes of temperature in the incubator during the test period 80
표 28. Cumulative mortality of Coccinella septempunctata(칠성무당벌레) 83
표 29. Cumulative mortality of Coccinella septempunctata(칠성무당벌레) 84
표 30. Dry weight after the test of Coccinella septempunctata(칠성무당벌레) 85
표 31. Dry weight after the test of Coccinella septempunctata(칠성무당벌레) 86
표 32. Width after the test of Coccinella septempunctata(칠성무당벌레) 87
표 33. Length after the test of Coccinella septempunctata(칠성무당벌레) 88
표 34. Light intensity in the incubator 89
표 35. Changes of temperature in the incubator during the test period 90
표 36. Cumulative mortality of Cryptolaemus montrouzieri(깍지무당벌레) 93
표 37. Cumulative mortality of Cryptolaemus montrouzieri(깍지무당벌레) 94
표 38. Dry weight after the test of Cryptolaemus montrouzieri(깍지무당벌레) 95
표 39. Dry weight after the test of Cryptolaemus montrouzieri(깍지무당벌레) 96
표 40. Width after the test of Cryptolaemus montrouzieri(깍지무당벌레) 97
표 41. Length after the test of Cryptolaemus montrouzieri(깍지무당벌레) 98
표 42. Light intensity in the incubator 99
표 43. Changes of temperature in the incubator during the test period 100
그림 1. RNA interference(RNAi) 도입 기작 21
그림 2. 꼬마선충에서의 RNAi 경로 23
그림 3. LM식물과 먹이사슬 32
그림 4. 위해성평가 대상 생물 무당벌레 3종 33
그림 5. 무당벌레 성장 단계별 사진 34
그림 6. 칠성무당벌레 성장 단계별 사진 35
그림 7. 깍지무당벌레 성장 단계별 사진 37
그림 8. 예쁜꼬마선충 전사체분석 모식도 42
그림 9. 톡토기 유전체 분석 모식도 44
그림 10. 전기영동(Gel electrophoresis) 방법을 이용한 sample의 Quality 확인 59
그림 11. 전사체 발현량 분석 workflow 61
그림 12. Gel image result 64
그림 13. ScreenTape image result 65
그림 14. Filtered Subread Length Distribution 66
그림 15. annotation 파일의 예시 69
그림 16. 무당벌레 예비실험 결과 71
그림 17. 무당벌레 본실험(Control, HaATPase dsRNA) 결과 71
그림 18. 무당벌레 본실험(Snf7 dsRNA, GFP dsRNA) 결과 72
그림 19. 칠성무당벌레 예비실험 결과 81
그림 20. 칠성무당벌레 본실험(Control, CsATPase dsRNA) 결과 82
그림 21. 칠성무당벌레 본실험(Snf7 dsRNA, GFP dsRNA) 결과 82
그림 22. 깍지무당벌레 예비실험 결과 91
그림 23. 깍지무당벌레 본실험(Control, CmATPase dsRNA) 결과 92
그림 24. 깍지무당벌레 본실험(Snf7 dsRNA, GFP dsRNA) 결과 92
그림 25. 예쁜꼬마선충 무처리군과 dsRNA GFP 처리결과 차등발현 유전자 수 101
그림 26. 예쁜꼬마선충 무처리군과 dsRNA Snf7 처리결과 차등발현 유전자 수 101
그림 27. 예쁜꼬마선충 무처리군과 구리 처리결과 차등발현 유전자 수 102
그림 28. 예쁜꼬마선충 무처리군과 아연 처리결과 차등발현 유전자 수 102
그림 29. 예쁜꼬마선충 dsRNA GFP 처리군과 dsRNA Snf7 처리결과 차등발현 전자 수 102
그림 30. 예쁜꼬마선충 dsRNA GFP 처리군과 구리 처리결과 차등발현 유전자 수 103
그림 31. 예쁜꼬마선충 dsRNA GFP 처리군과 아연 처리결과 차등발현 유전자 수 103
그림 32. 예쁜꼬마선충 dsRNA Snf7 처리군과 구리 처리결과 차등발현 유전자 수 103
그림 33. 예쁜꼬마선충 dsRNA Snf7 처리군과 아연 처리결과 차등발현 유전자 수 104
그림 34. 예쁜꼬마선충 구리 처리군과 아연 처리결과 차등발현 유전자 수 104
그림 35. 예쁜꼬마선충 무처리군과 dsRNA GFP 처리결과 유전자 발현 Heat map 105
그림 36. 예쁜꼬마선충 무처리군과 구리 처리결과 유전자 발현 Heat map 106
그림 37. 예쁜꼬마선충 무처리군과 dsRNA Snf7 처리결과 유전자 발현 Heat map 107
그림 38. 예쁜꼬마선충 무처리군과 아연 처리결과 유전자 발현 Heat map 108
그림 39. 예쁜꼬마선충 dsRNA GFP 처리군과 dsRNA Snf7 처리결과 유전자 발현 Heat map 109
그림 40. 예쁜꼬마선충 dsRNA GFP 처리군과 구리 처리결과 유전자 발현 Heat map 110
그림 41. 예쁜꼬마선충 dsRNA GFP 처리군과 아연 처리결과 유전자 발현 Heat map 111
그림 42. 예쁜꼬마선충 dsRNA Snf7 처리군과 구리 처리결과 유전자 발현 Heat map 112
그림 43. 예쁜꼬마선충 dsRNA Snf7 처리군과 아연 처리결과 유전자 발현 Heat map 113
그림 44. 예쁜꼬마선충 구리 처리군과 아연 처리결과 유전자 발현 Heat map 114
그림 45. 예쁜꼬마선충 무처리군과 dsRNA GFP 처리결과 유전자 발현 Scatter plot 115
그림 46. 예쁜꼬마선충 무처리군과 dsRNA Snf7 처리결과 유전자 발현 Scatter plot 116
그림 47. 예쁜꼬마선충 무처리군과 아연 처리결과 유전자 발현 Scatter plot 117
그림 48. 예쁜꼬마선충 무처리군과 구리 처리결과 유전자 발현 Scatter plot 118
그림 49. 예쁜꼬마선충 dsRNA GFP 처리군과 구리 처리결과 유전자 발현 Scatter plot 119
그림 50. 예쁜꼬마선충 dsRNA GFP 처리군과 dsRNA Snf7 처리결과 유전자 발현 Scatter plot 120
그림 51. 예쁜꼬마선충 dsRNA GFP 처리군과 아연 처리결과 유전자 발현 Scatter plot 121
그림 52. 예쁜꼬마선충 dsRNA Snf7 처리군과 구리 처리결과 유전자 발현 Scatter plot 122
그림 53. 예쁜꼬마선충 dsRNA Snf7 처리군과 아연 처리결과 유전자 발현 Scatter plot 123
그림 54. 예쁜꼬마선충 구리 처리군과 아연 처리결과 유전자 발현 Scatter plot 124
그림 55. 예쁜꼬마선충 무처리군과 dsRNA GFP 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(Biological process) 125
그림 56. 예쁜꼬마선충 무처리군과 dsRNA GFP 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(Cellular component) 126
그림 57. 예쁜꼬마선충 무처리군과 dsRNA GFP 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(Molecular function) 126
그림 58. 예쁜꼬마선충 무처리군과 dsRNA GFP 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(KEGG pathway) 127
그림 59. 예쁜꼬마선충 무처리군과 dsRNA Snf7 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(Biological process) 128
그림 60. 예쁜꼬마선충 무처리군과 dsRNA Snf7 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(Molecular function) 128
그림 61. 예쁜꼬마선충 무처리군과 dsRNA Snf7 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(KEGG pathway) 129
그림 62. 예쁜꼬마선충 무처리군과 구리 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(Biological process) 130
그림 63. 예쁜꼬마선충 무처리군과 구리 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(Cellular component) 130
그림 64. 예쁜꼬마선충 무처리군과 구리 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(Molecular function) 131
그림 65. 예쁜꼬마선충 무처리군과 구리 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(KEGG pathway) 131
그림 66. 예쁜꼬마선충 무처리군과 아연 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(Biological process) 132
그림 67. 예쁜꼬마선충 무처리군과 아연 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(Cellular component) 133
그림 68. 예쁜꼬마선충 무처리군과 아연 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(Molecular function) 133
그림 69. 예쁜꼬마선충 무처리군과 아연 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(KEGG pathway) 134
그림 70. 예쁜꼬마선충 dsRNA GFP 처리군과 dsRNA Snf7 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(Biological process) 135
그림 71. 예쁜꼬마선충 dsRNA GFP 처리군과 dsRNA Snf7 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(KEGG pathway) 135
그림 72. 예쁜꼬마선충 dsRNA GFP 처리군과 구리 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(biological process) 136
그림 73. 예쁜꼬마선충 dsRNA GFP 처리군과 구리 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(Cellular component) 137
그림 74. 예쁜꼬마선충 dsRNA GFP 처리군과 구리 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(Molecular function) 137
그림 75. 예쁜꼬마선충 dsRNA GFP 처리군과 구리 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(KEGG pathway) 138
그림 76. 예쁜꼬마선충 dsRNA GFP 처리군과 아연 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(Biological process) 139
그림 77. 예쁜꼬마선충 dsRNA GFP 처리군과 아연 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(cellular component) 139
그림 78. 예쁜꼬마선충 dsRNA GFP 처리군과 아연 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(Molecular function) 140
그림 79. 예쁜꼬마선충 dsRNA GFP 처리군과 아연 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(KEGG pathway) 140
그림 80. 예쁜꼬마선충 dsRNA Snf7 처리군과 구리 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(Biological process) 141
그림 81. 예쁜꼬마선충 dsRNA Snf7 처리군과 구리 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(Cellular component) 142
그림 82. 예쁜꼬마선충 dsRNA Snf7 처리군과 구리 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(Molecular function) 142
그림 83. 예쁜꼬마선충 dsRNA Snf7 처리군과 구리 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(KEGG pathway) 143
그림 84. 예쁜꼬마선충 dsRNA Snf7 처리군과 아연 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(Biological process) 144
그림 85. 예쁜꼬마선충 dsRNA Snf7 처리군과 아연 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(Cellular component) 144
그림 86. 예쁜꼬마선충 dsRNA Snf7 처리군과 아연 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(Molecular function) 145
그림 87. 예쁜꼬마선충 dsRNA Snf7 처리군과 아연 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(KEGG pathway) 145
그림 88. 예쁜꼬마선충 구리 처리군과 아연 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(Biological process) 146
그림 89. 예쁜꼬마선충 구리 처리군과 아연 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(Cellular component) 147
그림 90. 예쁜꼬마선충 구리 처리군과 아연 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(Molecular function) 147
그림 91. 예쁜꼬마선충 구리 처리군과 아연 처리결과 차등 발현 유전자 기능분석(KEGG pathway) 148
그림 92. Paronychiurus kimi Web browser 메인페이지 149
그림 93. Paronychiurus kimi Web browser 기본 구성 및 설명 149
그림 94. Paronychiurus kimi Web browser 검색기능 및 설명 150
그림 95. Paronychiurus kimi Web browser 유전자 정보 확인(마우스 우측 클릭시 확인되는 정보) 150
그림 96. Paronychiurus kimi Web browser 유전자 정보 확인(마우스 우측 클릭 후에... 151
그림 97. Paronychiurus kimi Web browser의 BLAST 페이지 구죽 및 데이터베이스 구성 152
그림 98. Paronychiurus kimi Web browser의 BLAST 결과에서 서열파일 제공 153