[표지]
요약문
목차
Abstract 24
Ⅰ. 서론 25
1. 환경부 소관 LMO 안전관리 25
2. 환경정화용 LMO 연구개발 동향 27
가. 국내 동향 27
나. 국제 동향 29
3. 환경부 LMO 위해성심사 및 국내 LMO 수입·승인 현황 32
4. 환경부 LMO 위해성평가기관의 역할 35
5. 연구 목표 37
Ⅱ. 연구내용 및 방법 39
1. 환경정화용 LMO 위해성평가기관 운영체계 고도화 39
가. 환경부 LMO 위해성평가기관 운영 규정 제정 39
나. LMO 격리포장 토양 및 시험환경 2차 개선 작업 39
다. LMO 격리포장 주변 자생식물 식물상 및 식생 조사 39
2. 환경정화용 및 자연생태계 LMO 위해성심사 대비 환경위해성평가 기술 개발 44
가. 격리포장 내 환경정화식물 식재지 곤충 발생 조사 44
나. 환경정화용 LMO 후보 식물의 생태계 침입성 조사 45
다. 환경정화용 LMO 후보 식물의 토양생물상 영향 조사 51
라. LMO 유전자 이동성 평가를 위한 십자화과 식물의 개화특성 조사 53
3. 환경정화용 LMO 위해성평가 기반 확립을 위한 환경정화용 LMO 유용유전자 선별 착수 55
가. 환경정화용 LMO 유용유전자 선별 착수 55
Ⅲ. 연구결과 및 고찰 57
1. 환경정화용 LMO 위해성평가기관 운영체계 고도화 57
가. 환경부 LMO 위해성평가기관 운영 규정 제정 57
나. LMO 격리포장 토양 및 시험환경 2차 개선 작업 64
다. LMO 격리포장 주변 자생식물 서식 현황 계절별 모니터링 69
2. 환경정화용 및 자연생태계 LMO 위해성심사 대비 환경위해성평가 기술 개발 95
가. LMO 격리포장 내 절지동물 발생 현황 2년 차 조사 95
나. 환경정화용 LMO 후보 식물의 생태계 침입성 조사 101
다. 환경정화용 LMO 후보 식물의 토양생물상에 미치는 영향 분석 117
라. LMO 유전자 이동성 평가를 위한 십자화과 식물의 개화특성 조사 152
3. 환경정화용 LMO 위해성평가 기반 확립을 위한 환경정화용 LMO 유용유전자 선별 착수 154
가. 환경정화용 LMO 유용유전자 선별 착수 154
Ⅳ. 결론 및 제언 181
참고문헌 184
부록 1. [제목없음] 202
표 1. 우점도(dominance) 계급의 판정 기준 42
표 2. 군도(sociability) 계급의 판정 기준 42
표 3. 종자 상태 판단 기준 47
표 4. 격리포장 주변 비산림지역 계절별 식물상 현황 69
표 5. 격리포장 주변 비산림지역 전체 식물상 70
표 6. 비산림지역 계절별 종다양성지수 72
표 7. 봄철 비산림지역 종별 상대피도, 상대빈도 및 상대중요치 72
표 8. 여름철 비산림지역 종별 상대피도, 상대빈도 및 상대중요치 74
표 9. 가을철 비산림지역 종별 상대피도, 상대빈도 및 상대중요치 75
표 10. 격리포장 주변 산림지역 계절별 식물상 현황 79
표 11. 격리포장 주변 산림지역 전체 식물상 79
표 12. 산림지역 계절별 종다양성지수 82
표 13. 봄철 산림지역 초본층 종별 상대피도, 상대빈도 및 상대중요치 82
표 14. 봄철 산림지역 관목층 종별 상대피도, 상대빈도 및 상대중요치 85
표 15. 여름철 산림지역 초본층 종별 상대피도, 상대빈도 및 상대중요치 86
표 16. 여름철 산림지역 관목층 종별 상대피도, 상대빈도 및 상대중요치 89
표 17. 가을철 산림지역 초본층 종별 상대피도, 상대빈도 및 상대중요치 90
표 18. 가을철 산림지역 관목층 종별 상대피도, 상대빈도 및 상대중요치 92
표 19. 해바라기 재배포장 토양박테리아 군집 PERMANOVA 결과 96
표 20. 해바라기 재배포장 곤충상 PERMANOVA 결과 97
표 21. 해바라기 재배포장 조사구 수준의 곤충상 발생 현황 98
표 22. 2019년 해바라기 재배포장 조사구 수준의 곤충상 종 목록 99
표 23. 2020년 해바라기 재배포장 조사구 수준의 곤충상 종 목록 99
표 24. 해바라기 종자의 품종별 종자 특성 101
표 25. 항온과 변온조건에서 해바라기 품종별 발아지수 105
표 26. 토양 깊이별 물리화학적 특성 106
표 27. 해바라기 품종별 매몰 종자 활력 General Linear Model(GLM)분석 결과 108
표 28. 경합 단위면적과 조사 시기에 따른 식물군집의 PERMANOVA 결과 116
표 29. 해바라기 미식재구와 식재구 토양박테리아 군집의 Phylum(문) 수준 PERMANOVA 결과 120
표 30. 해바라기 미식재구와 식재구 토양박테리아 군집의 Class(강) 수준 PERMANOVA 결과 123
표 31. 해바라기 미식재구와 식재구 토양박테리아 군집의 Order(목) 수준 PERMANOVA 결과 126
표 32. 해바라기 미식재구와 식재구 토양박테리아 군집의 Family(과) 수준 PERMANOVA 결과 129
표 33. 해바라기 미식재구와 식재구 토양박테리아 군집의 Genus(속) 수준 PERMANOVA 결과 132
표 34. 해바라기 미식재구와 식재구 토양박테리아 군집의 Species(종) 수준 PERMANOVA 결과 134
표 35. 해바라기 미식재구와 식재구 토양진균 군집의 Phylum(문) 수준 PERMANOVA 결과 137
표 36. 해바라기 미식재구와 식재구 토양진균 군집의 Class(강) 수준 PERMANOVA 결과 139
표 37. 해바라기 미식재구와 식재구 토양진균 군집의 Order(목) 수준 PERMANOVA 결과 142
표 38. 해바라기 미식재구와 식재구 토양진균 군집의 Family(과) 수준 PERMANOVA 결과 144
표 39. 해바라기 미식재구와 식재구 토양진균 군집의 Genus(속) 수준 PERMANOVA 결과 147
표 40. 해바라기 미식재구와 식재구 토양진균 군집의 Species(종) 수준 PERMANOVA 결과 150
표 41. 십자화과 식물 생장시기별 형질특성 변화 152
표 42. 십자화과 식물 개화소요일수 및 개화지속기간 153
표 43. 환경오염물질별 정화 관련 미생물 조사 목록(중복 제외) 155
표 44. 중금속 정화 관련 미생물 목록 159
표 45. 분양 가능한 미생물 목록 164
표 46. 환경오염물질별 정화 관련 식물 조사 목록(중복 제외) 166
표 47. 중금속 정화 관련 식물 목록 170
표 48. 중금속 정화 관련 국내 서식 종 목록 174
표 49. 중금속 정화 관련 유전자 목록 176
그림 1. LMO법에 근거한 국내 LMO 안전관리체계 및 환경부와 국립생태원의 역할 25
그림 2. 환경부 LMO 위해성심사 체계 26
그림 3. 환경부 LMO 위해성평가 체계 27
그림 4. 국내 환경산업 비율(A) 및 2015년~2018년 산업별 매출 연평균 성장률(B) 28
그림 5. 국내 환경정화 기술 특허, 환경정화 논문 및 환경정화용 LMO 논문 등록 현황 29
그림 6. 2007년~2020년 세계 환경시장 규모 및 성장 전망 30
그림 7. 환경정화 및 환경정화용 LMO 관련 국외 논문 현황 31
그림 8. 환경정화용 LMO 국내 및 국외 환경방출 사례 31
그림 9. 자연생태계 LMO 위해성심사(협의) 현황 32
그림 10. 국내 LMO 위해성심사 승인 이벤트 현황 33
그림 11. 국내 LMO 수입량 현황 33
그림 12. 2009년~2017년 전국 자연생태계 내 LMO 유출 현황 34
그림 13. 2009년~2017년 전국 자연생태계 내 유출 LMO 작물별 분포도 35
그림 14. 환경부 LMO 위해성평가기관 지정 36
그림 15. 비표적절지동물 위해성평가 단계 37
그림 16. 연구 추진체계 38
그림 17. 2020년 연구 목표 38
그림 18. 산림지역(A)과 비산림지역(B) 봄철 식물상 및 식생 조사 39
그림 19. 산림지역(A)과 비산림지역(B) 여름철 식물상 및 식생 조사 40
그림 20. 산림지역(A)과 비산림지역(B) 가을철 식물상 및 식생 조사 40
그림 21. 격리포장 주변 식생 조사 방형구 위치도 41
그림 22. 곤충 발생 조사 조사구 사진 44
그림 23. 곤충 채집 사진 44
그림 24. 곤충 종 동정 사진 45
그림 25. 종자 발아력 검정 과정 46
그림 26. 매몰 종자의 활력 검정 과정 48
그림 27. 매몰 종자 활력 검정 실험 디자인 49
그림 28. 매몰 종자 활력 검정 조사구 사진 49
그림 29. 잡초와의 경합력 평가 조사구 사진 50
그림 30. 잡초와의 경합력 검정 과정 51
그림 31. 토양생물상 영향 분석 조사구 사진 52
그림 32. 토양생물상 검정 과정 53
그림 33. 십자화과 식물 개화조사 실험 디자인 54
그림 34. 십자화과 식물 개화조사 과정 55
그림 35. 후보 유용유전자의 탐색과 염기단백질 서열 확보 및 유사유전자 확인 과정 56
그림 36. 토양환경 개선 64
그림 37. 시험환경 개선 65
그림 38. 경계울타리 보강 66
그림 39. 경사면 보강 67
그림 40. 농기구 보관창고 전면(A), 후면(B), 내부(C) 67
그림 41. 안전관리 강화 67
그림 42. 월별 격리포장 드론 사진 68
그림 43. 격리포장 비산림지역 조사구 사진 71
그림 44. 비산림지역 거리에 따른 계절별 종별 상대중요치 78
그림 45. 격리포장 산림지역 조사구 사진 81
그림 46. 산림지역 초본층 거리에 따른 계절별 종별 상대중요치 94
그림 47. 산림지역 관목층 거리에 따른 계절별 종별 상대중요치 94
그림 48. 2019년 개화기(A)와 성숙기(B), 2020년 개화기(C)와 성숙기(D) 사진 95
그림 49. 2019년과 2020년 일평균기온(A)과 일평균강수량(B) 95
그림 50. 해바라기 재배포장 토양미생물상 NMDS 결과 96
그림 51. 해바라기 재배포장 곤충상 NMDS 결과 97
그림 52. 해바라기 곤충상 종다양성 분석 결과 98
그림 53. 2019년 개화기(A)와 성숙기(B), 2020년 개화기(C)와 성숙기(D) 곤충 우점도 100
그림 54. 항온(A)과 변온(B) 조건에서 해바라기 품종별 종자 발아 사진 102
그림 55. 항온(A)과 변온(B) 조건에서 해바라기 품종별 발아율 103
그림 56. 항온(A)과 변온(B) 조건에서 해바라기 품종별 휴면 종자 비율 104
그림 57. 2010년~2019년 한국 평균기온(A) 및 강수량(B), 조사기간 동안 대기온도C) 및 강수량(D), 토양온도(E) 및 토양수분(F)의 변화 107
그림 58. 매몰 깊이와 매몰 기간별 재래종자(A)와 재래종3(B)의 발아 사진 108
그림 59. 매몰 깊이와 매몰 기간별 재래종자(A)와 재래종3(B)의 발아율 110
그림 60. 매몰 깊이와 매몰 기간별 재래종자(A)와 재래종3(B)의 휴면 종자 비율 111
그림 61. 경합 단위면적별 개체군 변화 사진 112
그림 62. 1m×1m(A)와 2m×2m(B) 방형구의 해바라기 생존개체 수 변화 113
그림 63. 경합 단위면적에 따른 해바라기 초장(A), 직경(B), 꽃 길이(C) 변화 114
그림 64. 1m×1m(A)와 2m×2m(B) 방형구의 식생 중요도 변화 115
그림 65. 경합 단위면적에 따른 식물군집 NMDS 결과 116
그림 66. 재래종자와 재래종3의 미식재구와 식재구 사진 117
그림 67. 재래종자(A)와 재래종3(B) 식재구 해바라기의 생존 개체 수 및 생육 형질 변화 119
그림 68. 해바라기 미식재구와 식재구 토양박테리아 군집의 Phylum(문) 수준 NMDS ordination 그래프 119
그림 69. 해바라기 미식재구와 식재구 토양의 Phylum(문) 수준 박테리아 군집 상대분포도 122
그림 70. 해바라기 미식재구와 식재구 토양박테리아 군집의 Class(강) 수준 NMDS ordination 그래프 123
그림 71. 해바라기 미식재구와 식재구 토양의 Class(강) 수준 박테리아 군집 상대분포도 125
그림 72. 해바라기 미식재구와 식재구 토양박테리아 군집의 Order(목) 수준 NMDS ordination 그래프 126
그림 73. 해바라기 미식재구와 식재구 토양의 Order(목) 수준 박테리아 군집 상대분포도 128
그림 74. 해바라기 미식재구와 식재구 토양박테리아 군집의 Family(과) 수준 NMDS ordination 그래프 129
그림 75. 해바라기 미식재구와 식재구 토양의 Family(과) 수준 박테리아 군집 상대분포도 131
그림 76. Q해바라기 미식재구와 식재구 토양박테리아 군집의 Genus(속) 수준 NMDS ordination 그래프 131
그림 77. 해바라기 미식재구와 식재구 토양의 Genus(속) 수준 박테리아 군집 상대분포도 133
그림 78. 해바라기 미식재구와 식재구 토양박테리아 군집의 Species(종) 수준 NMDS ordination 그래프 134
그림 79. 해바라기 미식재구와 식재구 토양의 Species(종) 수준 박테리아 군집 상대분포도 136
그림 80. 해바라기 미식재구와 식재구 토양진균 군집의 Phylum(문) 수준 NMDS ordination 그래프 137
그림 81. 해바라기 미식재구와 식재구 토양의 Phylum(문) 수준 진균 군집 상대분포도 138
그림 82. 해바라기 미식재구와 식재구 토양진균 군집의 Class(강) 수준 NMDS ordination 그래프 139
그림 83. 해바라기 미식재구와 식재구 토양의 Class(강) 수준 진균 군집 상대분포도 141
그림 84. 해바라기 미식재구와 식재구 토양진균 군집의 Order(목) 수준 NMDS ordination 그래프 141
그림 85. 해바라기 미식재구와 식재구 토양의 Order(목) 수준 진균 군집 상대분포도 143
그림 86. 해바라기 미식재구와 식재구 토양진균 군집의 Family(과) 수준 NMDS ordination 그래프 144
그림 87. 해바라기 미식재구와 식재구 토양의 Family(과) 수준 진균 군집 상대분포도 146
그림 88. 해바라기 미식재구와 식재구 토양진균 군집의 Genus(속) 수준 NMDS ordination 그래프 147
그림 89. 해바라기 미식재구와 식재구 토양의 Genus(속) 수준 진균 군집 상대분포도 149
그림 90. 해바라기 미식재구와 식재구 토양진균 군집의 Species(종) 수준 NMDS ordination 그래프 149
그림 91. 해바라기 미식재구와 식재구 토양의 Species(종) 수준 진균 군집 상대분포도 151
그림 92. 십자화과 식물의 생육 변화 153
그림 93. 미생물에 의한 환경정화 방법 154
그림 94. 조사된 전체 미생물의 환경오염물질별 분류(A) 및 Phylum(문) 수준 분류(B) 159
그림 95. 중금속 정화와 관련된 미생물의 중금속별 분류(A) 및 Phylum(문) 수준에서의 분류(B) 163
그림 96. 분양 가능한 미생물의 중금속별 분류(A) 및 Class(강) 수준에서의 분류(B) 165
그림 97. 식물에 의한 환경정화 방법 165
그림 98. 조사된 전체 식물의 환경오염물질별 분류(A) 및 Family(과) 수준 분류(B) 169
그림 99. 중금속 정화와 관련된 식물의 중금속별 분류(A) 및 Family(과) 수준에서의 분류(B) 173
그림 100. 국내 서식 식물의 중금속별 분류(A) 및 Genus(속) 수준에서의 분류(B) 176