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제출문 2
요약문 3
Abstract 8
I. 서론 20
II. 연구내용 및 방법 26
1장. 과업의 범위 27
1절. 유전자변형옥수수와 콩에서 비표적절지동물에 대한 위해성평가 방법(론)제시 27
2절. 옥수수와 콩포장에서 절지동물 군집의 현황파악 및 샘플링 프로토콜 제시 27
3절. Cry1Ac, Cry3Aa 독소단백질의 비표적곤충에 대한 기초 독성 평가 27
2장. 유전자변형옥수수 및 콩에서 비표적절지동물에 대한 위해성평가 방법(론) 제시 28
1절. 해충저항성 유전자변형작물의 비표적절지동물에 대한 위해성평가 관련 국내ㆍ외 법규분석 28
2절. 해충저항성 유전자변형옥수수와 콩에서 비표적절지동물에 대한 위해성평가 심사자료 분석 28
3절. 해충저항성 유전자변형옥수수와 콩에서 비표적절지동물에 대한 위해성평가 연구사례 분석 28
4절. 해충저항성유전자변형작물의 비표적절지동물에 대한 위해성평가를 위한 Tier-system 종합분석 29
5절. 해충저항성 유전자변형작물의 비표적절지동물에 대한 위해성평가를 위한 실험종 선정 기준자료 분석 29
3장. 옥수수와 콩 포장에서 절지동물 군집의 현황파악 및 평가종 선정과 샘플링 프로토콜 제시 30
1절. 해충저항성 유전자변형옥수수와 콩의 비표적절지동물에 대한 위해성평가를 위한 포장조사 30
1. 과거 옥수수와 콩 포장에서의 곤충 군집 목록 작성 30
2. 옥수수와 콩 포장 현황 조사 30
가. 조사포장 개요 30
나. 조사항목 및 조사방법 33
3. 옥수수와 콩에서 비표적절지동물에 대한 위해성평가를 위한 조사종 선발 33
2절. 절지동물 샘플링 프로토콜 34
1. 위해성 평가자료의 절지동물 샘플링 35
2. 옥수수에서 샘플링 효율 비교 35
가. 지상부와 지표부 절지동물 샘플링 35
나. 나방류 샘플링 36
다. 황색점착트랩의 크기와 높이 및 노출시간 36
라. 주요 절지동물 분류군의 일간 활동주기 36
마. 샘플링 시기 및 횟수 37
바. 조사포장 면적 37
3. 콩에서 샘플링 효율 비교 37
가. 지상부와 지표부 절지동물 샘플링 37
나. 황색점착트랩의 크기 37
다. 주요 절지동물 분류군의 일간 활동주기 37
라. 샘플링 시기 및 횟수 38
3절. Cry1Ac 및 Cry3Aa 독소단백질의 비표적곤충에 대한 기초 독성 평가 38
1. Bt 독소 대량발현과 검출 38
2. 비표적곤충에 대한 Bt 독소의 급성 독성 평가 38
가. 담배거세미나방 39
나. 무당벌레 40
다. 좁은가슴잎벌레 41
라. 꿀벌 42
4절. 데이터 분석 43
5절. 연구추진체계 및 연구진 44
1. 연구추진체계 44
2. 연구진 44
III. 연구결과 및 고찰 45
1장. 유전자변형옥수수 및 콩에서 비표적절지동물에 대한 위해성평가 방법(론) 제시 46
1절. 해충저항성 유전자변형작물의 비표적절지동물에 대한 위해성평가 관련 국내ㆍ외 법규분석 46
1. 주요 국가의 유전자변형작물의 비표적절지동물에 대한 위해성평가 관련 법규 46
가. 유럽연합(EU, European Union) 46
나. 호주 47
다. 미국 47
라. 중국 49
2. 국내 유전자변형작물의 비표적절지동물에 대한 위해성평가 관련 법규 50
2절. 해충저항성 유전자변형옥수수와 콩에서 비표적절지동물에 대한 위해성평가 심사자료 분석 50
가. 미 농무부와 유럽식품안전청의 위해성평가 유형 50
나. 미 농무부의 해충저항성 유전자변형작물의 비표적절지동물에 대한 영향평가 심사 52
3절. 해충저항성 유전자변형옥수수와 콩에서 비표적절지동물에 대한 위해성평가 연구사례 분석 54
4절. 해충저항성유전자변형작물의 비표적절지동물에 대한 위해성평가를 위한 Tier-system 종합분석 56
1. Tier I : 고농도 실내평가 59
가. 실험물질(Test substance) 59
나. 위해성 평가의 검증항목 선택(Measurement endpoints) 63
다. 살충독소의 노출기간 선택(Exposure duration) 63
라. 대조물질 선택(Control substances) 64
마. 통계분석방법 선택(Statistical considerations) 65
2. Tier II : 실제농도를 이용한 실내평가 65
3. Tier III : 온실/준포장평가 66
4. Tier IV : 포장평가 66
5절. 해충저항성 유전자변형작물의 비표적절지동물에 대한 위해성평가를 위한 실험종 선정 기준자료 분석 67
1. 화학살충제의 비표적위해성평가에서 평가종 선발 68
2. 생물학적 방제의 비표적절지동물에 대한 위해성평가에서 평가종 선발 69
3. 해충저항성 유전자변형작물의 비표적위해성평가에서 평가종 선발 70
가. 타당성 (Relevance) : 실제 포장에서 어떤 종이 해충저항성 유전자변형작물에 대해 노출가능성이 가장 높은가? 70
나. 감수성 (Sensitivity) : 실제 포장에서 어떤 종이 해충저항성 유전자변형작물에 대해 가장 민감하게 반응하는가? 72
다. 용이성(Availability and Reliability) : 실제로 평가가 가능하고 평가가 적합한 종인가? 72
2장. 옥수수와 콩 포장에서 절지동물 군집의 현황파악 및 평가종 선정과 샘플링 프로토콜 제시 74
1절. 해충저항성 유전자변형옥수수와 콩의 비표적절지동물에 대한 위해성평가를 위한 포장조사 74
1. 옥수수에서 평가종 선발 74
가. 기능군의 정의 74
나. 비표적절지동물의 구분(범주화) 75
다. 중요도 결정 및 평가종 선정 82
2. 콩에서 평가종 선발 94
가. 기능군의 정의 94
나. 비표적절지동물의 구분(범주화) 94
다. 중요도 결정 및 평가종 선정 104
2절. 절지동물 샘플링 프로토콜 115
1. 위해성 평가자료의 절지동물 샘플링 115
2. 옥수수에서 샘플링 효율 비교 117
가. 지상부와 지표부 절지동물 샘플링 117
나. 나방류 샘플링 123
다. 황색점착트랩의 크기와 높이 및 노출시간 123
라. 주요 절지동물 분류군의 일간 활동주기 125
마/바. 샘플링 시기 및 횟수 128
바/사. 조사포장 면적 130
3. 콩에서 샘플링 효율 비교 130
가. 지상부와 지표부 절지동물 샘플링 130
나. 황색점착트랩의 크기 136
다. 주요 절지동물 분류군의 일간 활동주기 136
라/바. 샘플링 시기 및 횟수 137
3절. Cry1Ac 및 Cry3Aa 독소단백질의 비표적곤충에 대한 기초 독성 평가 140
1. Bt 독소 대량발현 및 검출 140
2. 비표적곤충에 대한 Bt 독소의 급성 독성 평가 142
가. 담배거세미나방 142
나. 무당벌레 143
다. 좁은가슴잎벌레 143
라. 꿀벌 145
IV. 결론 148
1장. 유전자변형옥수수 및 콩에서 비표적절지동물에 대한 위해성평가 방법(론) 제시 149
1절. 해충저항성 유전자변형작물의 비표적절지동물에 대한 위해성평가 관련 국내ㆍ외 법규 149
2절. 해충저항성 유전자변형옥수수와 콩에서 비표적절지동물에 대한 위해성평가 심사자료 150
3절. 해충저항성 유전자변형옥수수와 콩에서 비표적절지동물에 대한 위해성평가 연구사례 151
4절. 해충저항성유전자변형작물의 비표적절지동물에 대한 위해성평가를 위한 Tier-system 종합분석 151
5절. 해충저항성 유전자변형작물의 비표적절지동물에 대한 위해성평가를 위한 실험종 선정 기준자료 152
2장. 옥수수와 콩 포장에서 절지동물 군집의 현황파악 및 평가종 선정과 샘플링 프로토콜 153
1절. 평가종 선발 153
2절. 절지동물 샘플링 프로토콜 154
3절. Cry1Ac 및 Cry3Aa 독소단백질의 비표적곤충에 대한 기초 독성 평가 156
V. 기대성과(활용방안) 158
VI. 참고문헌 160
VII. 부록 180
[부록 1] 유전자변형옥수수 개발사의 비표적절지동물에 대한 위해성평가 심사자료 분석(원문불량) 181
[부록 2] 유전자변형콩 개발사의 비표적절지동물에 대한 위해성평가 심사자료 분석(원문불량) 187
[부록 3-1] 초식곤충군에 대한 나방저항성 유전자변형옥수수의 위해성평가(원문불량) 188
[부록 3-2] 포식자군/기생천적군에 대한 나방저항성 유전자옥수수의 위해성평가(원문불량) 189
[부록 3-3] 수분곤충군, 분해자군, 보호종 및 일반군에 대한 나방저항성 유전자변형옥수수의 위해성평가(원문불량) 190
[부록 3-4] 초식곤충군에 대한 딱정벌레저항성 유전자변형옥수수의 위해성평가(원문불량) 191
[부록 3-5] 포식자군에 대한 딱정벌레저항성 유전자변형옥수수의 위해성평가(원문불량) 192
[부록 3-6] 기생천적군, 수분곤충군, 분해자군에 대한 딱정벌레저항성 유전자변형옥수수의 위해성평가(원문불량) 193
[부록 4] 초식곤충군에 나방/딱정벌레저항성 유전자변형콩에서 위해성평가(원문불량) 193
[부록 5-1] 나방저항성 유전자변형옥수수에서 평가종 선정기준(원문불량) 194
[부록 5-2] 딱정벌레저항성 유전자변형옥수수에서 평가종 선정기준(원문불량) 198
[부록 5-3] 나방/딱정벌레저항성 유전자변형콩에서 평가종 선정기준(원문불량) 202
표 1. 옥수수와 콩 포장의 현황과 정기조사 및 샘플링 효율조사 일정 30
표 2. 절지동물 샘플링을 위한 트랩 운영방법 33
표 3. 조사표본 동정 전문가 목록 34
표 4. 담배거세미나방의 실내 사육을 위한 인공사료의 조성 및 제조 39
표 5. 무당벌레의 실내 사육을 위한 인공배지 조성 40
표 6. 절지동물의 포장 발생밀도 계산(Michael et al. 2012) 43
표 7. 미 농무부와 유럽식품안전청의 해충저항성유전자변형작물의 비표적절지동물에 대한 환경위해성 평가자료 심사 요약 51
표 8. 유전자변형옥수수의 환경위해성 평가자료 분석 종합 52
표 9. 유전자변형콩의 환경위해성 평가자료 분석 종합 53
표 10. 나방저항성 유전자변형옥수수에서 위해성평가 대상종 55
표 11. 유전자변형작물의 위해성평가를 위한 Tier system의 평가단계 및 주요 내용 57
표 12. 유전자변형식물의 비표적절지동물에 대한 환경위해성 평가를 위한 Tier system의 평가단계별 평가항목과 평가시 고려사항 58
표 13. 화학살충제의 비표적절지동물에 대한 위해성평가에서 평가종 및 선정기준 68
표 14. 생물학적 방제의 비표적위해성평가에서 평가종 선정항목 70
표 15. 국내 옥수수 포장에 발생하는 곤충군집 목록 76
표 16. 옥수수 포장에 발생하는 절지동물 군집현황 77
표 17. 조사지역별 옥수수포장의 절지동물 군집구성 80
표 18. 옥수수 포장에서 생물다양성 분석에 필요한 최소 분류군 목록 84
표 19. 실험대상종 선정기준 90
표 20-1. 해충저항성 유전자변형옥수수에 대한 위해성평가를 위한 실험대상종 91
표 20-2. 해충저항성 유전자변형옥수수에 대한 위해성평가를 위한 실험대상종 92
표 20-3. 해충저항성 유전자변형옥수수에 대한 위해성평가를 위한 실험대상종 93
표 21. 국내 콩 포장에 발생하는 곤충군집 목록 95
표 22. 콩 포장에 발생하는 절지동물 군집현황 99
표 23. 조사지역별 콩 포장의 절지동물 군집구성 102
표 24. 콩 포장에서 생물다양성 분석에 필요한 최소 분류군 목록(원문불량) 106
표 25-1. 해충저항성 유전자변형콩에 대한 위해성평가를 위한 실험대상종 112
표 25-2. 해충저항성 유전자변형콩에 대한 위해성평가를 위한 실험대상종 113
표 26. 위해성 평가연구에 사용된 절지동물 샘플링 방법 115
표 27. 옥수수 포장에서 샘플링 방법별 절지동물 채집효율 118
표 28. 옥수수 포장에서 샘플링 방법별 절지동물 채집 개요 121
표 29. 콩 포장에서 샘플링 방법별 절지동물 채집성적 130
표 30. 콩 포장에서 샘플링 방법별 절지동물 채집 개요 134
표 31. 유충 영기간별 화분 섭취량 추정 146
표 32. Cry1Ac와 Cry3Aa의 MOE와 NOEC를 통한 비교 147
표 33. 미 농무부와 유럽식품안전청의 해충저항성 유전자변형작물의 비표적절지동물에 대한 환경위해성 평가자료 심사 요약 150
표 34. 실험대상종에 대한 급성 독성 평가 결과 157
그림 1. 유전자변형작물의 전 세계적 재배면적의 증가 추이 22
그림 2. 우리나라의 유전자변형작물 수입현황 22
그림 3. 조사지역의 분포 31
그림 4. 옥수수 조사포장 전경 32
그림 5. 콩 조사포장 전경 32
그림 6. 절지동물 채집방법 33
그림 7. 샘플링 효율 비교에 사용된 기타 채집방법 35
그림 8. 담배거세미나방 실내 사육시스템 39
그림 9. 담배거세미나방에 대한 Cry 독소 단백질 독성 평가 40
그림 10. 무당벌레 실내 사육시스템 40
그림 11. 무당벌레에 대한 Cry 독소 단백질 독성 평가 41
그림 12. 좁은가슴잎벌레의 실내 사육시스템 41
그림 13. 좁은가슴잎벌레의 급성 독성 평가 42
그림 14. 꿀벌의 Cry1Ac와 Cry3Aa에 대한 급성 독성 평가 과정 42
그림 15. 환경위해성 평가를 위한 Tier-system 57
그림 16. 생물학적방제의 비표적위해성평가 체제 69
그림 17. 생물학적 방제의 비표적위해성평가를 위한 평가종 선발과정 69
그림 18. 해충저항성 유전자변형작물의 비표적절지동물에 대한 노출 경로 72
그림 19. 해충저항성 유전자변형작물 위해성평가를 위한 평가종 선정과정 74
그림 20. 해충저항성 유전자변형옥수수에서 비표적절지동물의 기능군 정의 75
그림 21. 국내 옥수수 포장에 발생하는 절지동물 군집의 구성 77
그림 22. 옥수수 포장에 발생하는 절지동물 군집의 분류군별ㆍ지역별 종구성 81
그림 23. 옥수수 포장에서 기능군별ㆍ지역별 절지동물 군집구성 82
그림 24. 옥수수에서 선발된 평가종의 구성(A. 분류군, B. 기능군) 83
그림 25-1. 옥수수 포장에 발생하는 초식곤충군의 계절적 변동 86
그림 25-2. 옥수수 포장에 발생하는 초식곤충군의 계절적 변동 87
그림 26-1. 옥수수 포장에 발생하는 포식천적군의 계절적 변동 87
그림 26-2. 옥수수 포장에 발생하는 포식천적군의 계절적 변동 88
그림 27. 옥수수 포장에 발생하는 기생천적군의 계절적 변동 89
그림 28. 옥수수 포장에 발생하는 분해자군의 계절적 변동 89
그림 29. 옥수수 포장에 발생하는 수분곤충군의 계절적 변동 90
그림 30. 옥수수에서 선발된 실험대상종의 구성 93
그림 31. 해충저항성 유전자변형콩에서 비표적절지동물의 기능군 정의 94
그림 32. 국내 콩 포장에 발생하는 절지동물 군집의 구성 99
그림 33. 콩 포장에서 절지동물 군집의 분류군별ㆍ지역별 종구성 103
그림 34. 콩 포장에서 절지동물 군집의 기능군별ㆍ지역별 종구성 104
그림 35. 콩에서 선발된 포장조사종의 구성 105
그림 36. 콩 포장에 발생하는 초식곤충군의 계절적 변동 108
그림 37. 콩 포장에 발생하는 포식천적군의 계절적 변동 109
그림 38. 콩 포장에 발생하는 기생천적군의 계절적 변동 110
그림 39. 콩 포장에 발생하는 수분곤충군의 계절적 변동 110
그림 40. 콩 포장에 발생하는 분해자군의 계절적 변동 111
그림 41. 콩에서 선발된 실험대상종의 구성 114
그림 42. 옥수수와 콩에서 위해성평가를 위한 주요 평가종 114
그림 43. 생물 샘플링 흐름도 115
그림 44. 위해성 평가연구에 사용된 절지동물 샘플링 방법간 상대 비중 117
그림 45. 옥수수 포장에서 지표부 서식 절지동물의 샘플링 방법별 채집효율 122
그림 46. 옥수수 포장에서 지상부 서식 절지동물의 샘플링 방법별 채집효율 122
그림 47. 옥수수 포장에서 나방류에 대한 성페로몬과 유아등 비교 123
그림 48. 옥수수 포장에서 황색접착트랩의 크기에 따른 채집효율 비교 124
그림 49. 옥수수 포장에서 황색접착트랩의 설치 높이에 따른 채집효율 비교 124
그림 50. 옥수수 포장에서 트랩의 노출시간에 따른 채집효율 비교 125
그림 51. 옥수수 포장에서 주요 절지동물의 수직분포 125
그림 52-1. 옥수수 포장에서 주요 절지동물의 활동주기 126
그림 52-2. 옥수수 포장에서 주요 절지동물의 활동주기 127
그림 53. 옥수수 포장에서 종다양성 및 종수 변동 128
그림 54. 옥수수포장에서의 조사시기에 따른 cluster 분석 결과 129
그림 55. 콩 포장에서 지표부 서식 절지동물의 샘플링 방법별 채집효율 비교 135
그림 56. 콩 포장에서 지상부서식 절지동물의 샘플링방법별 포획능력 135
그림 57. 콩 포장에서 황색접착트랩의 크기에 따른 채집효율 비교 136
그림 58. 콩 포장에서 주요 절지동물의 활동주기 137
그림 59. 콩 포장에서 종다양성 및 종수 변동 138
그림 60. 콩 포장에서의 조사 시기에 따른 cluster 분석 결과 139
그림 61. PCR을 이용하여 Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki와 Bacillus thuringiensis subsp. tenebrionis 세포주에서 Cry1Ac와 Cry3Aa 유전자를 발현하는 세포주 선발 140
그림 62. Cry1Ac와 Cry3Aa를 발현하는 Bacillus thuringiensis 세포에서 독소 단백질 분리과정 141
그림 63. ESLIA를 이용한 Cry1Ac와 Cry3Aa 단백질의 발현 확인 141
그림 64. 다양한 농도에서 담배거세미나방 생존율 142
그림 65. 다양한 농도에서 무당벌레의 생존율 143
그림 66. 좁은가슴잎벌레에 대한 Cry3Aa의 발육단계별 독성 평가 144
그림 67. 다양한 농도에서 좁은가슴잎벌레의 생존율 145
그림 68. 다양한 농도에서 꿀벌의 생존율 145
그림 69. 꿀벌 유충의 화분 섭취량 예측 146
그림 70. 유전자변형작물의 비표적절지동물에 대한 위해성평가를 위한 Tier system 단계 152
그림 71. 딱정벌레저항성 유전자변형옥수수에서 위해성평가 시나리오 155
그림 72. 나비목저항성 유전자변형콩에서 위해성평가 시나리오 156
원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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