[표지] 1
연구진 2
목차 3
요약문 12
Abstract 13
I. 서론 14
1. 환경부 LMO 안전관리 14
2. 국내 수입 LMO 및 위해성심사 현황 16
3. 환경정화용 LMO 연구개발 동향 19
4. 미세조류 산업의 동향 25
5. 환경부 LMO 위해성평가기관 28
6. 국내·외 LMO 위해성평가 현황 28
7. 연구 목표 30
II. 연구내용 및 방법 32
1. 환경부 LMO 위해성평가기관 안전관리 지침서 발간 32
가. 환경부 LMO 위해성평가기관 안전관리 강화 32
나. 국내·외 LMO 위해성평가기관 안전관리 분석 32
2. 격리포장 내·외부 서식 식물 공간정보 데이터 확보 32
가. 격리포장 내·외부 식물상 및 식생 변화 조사 32
나. GIS를 활용한 격리포장 주변 식물 종 위치정보 구축 33
3. 국내외 LM 미세조류 개발 및 위해성평가 항목 분석 34
가. 환경정화용 미세조류 연구 동향, 위해성평가 및 규제 분석 34
4. 환경정화용 미세조류 형질전환 및 우성형질 선별 34
가. LM 미세조류용 형질전환 기술 확보 34
나. 항생제 내성 유전자와 목표 유전자의 증폭을 통한 우성형질 선별 36
다. LM 미세조류 생리 활성 및 유전 산물 분석 37
5. LM 미세조류 평가지침 개발을 위한 LM 미생물 위해성평가 자료 분석 39
가. LMO 통합고시 별표 10-1 LM 미생물 위해성평가 자료 활용 가능성 분석 39
6. LMO 위해성평가를 위한 형질특성변화 분석 방법 개발 39
가. 국내·외 LMO 위해성평가 항목 분석 39
나. 중금속 오염 토양 내 식재 식물의 형질 분석 39
다. 오염·비오염 환경 간 식물체 내 대사산물 변화 분석 40
7. 환경부 LMO 종자 월동성 위해성평가 지침 개발 연구 41
가. 국내·외 종자 월동성 연구 사례 분석 41
나. 환경부 LMO 종자 월동성 평가 항목 발굴 42
III. 연구결과 45
1. 환경부 LMO 위해성평가기관 안전관리 지침서 발간 45
가. 환경부 LMO 위해성평가기관 안전관리 강화 45
나. 국내·외 LMO 위해성평가기관 안전관리 분석 53
다. 환경부 LMO 위해성평가기관 안전관리 지침서 발간 65
2. 격리포장 내·외부 서식 식물 공간정보 데이터 확보 67
가. 격리포장 내·외부 식물상 및 식생 변화 조사 67
나. GIS를 활용한 격리포장 주변 식물 종 위치정보 구축 88
다. 환경부 소관 LMO 환경방출 및 영향조사 체계 개발 94
3. 국내외 LM 미세조류 개발 및 위해성평가 항목 분석 96
가. 환경정화용 미세조류 연구 동향, 위해성평가 및 규제 분석 96
4. 환경정화용 미세조류 형질전환 및 우성형질 선별 102
가. LM 미세조류용 형질전환 기술 확보 102
나. 항생제 내성 유전자와 목표 유전자의 증폭을 통한 우성형질 선별 110
다. LM 미세조류 생리 활성 및 유전 산물 분석 112
5. LM 미세조류 평가지침 개발을 위한 LM 미생물 위해성평가 자료 분석 115
가. LMO 통합고시 별표 10-1 LM 미생물 위해성평가 자료 활용 가능성 분석 115
6. LMO 위해성평가를 위한 형질특성변화 분석 방법 개발 123
가. 국내·외 LMO 위해성평가 항목 분석 123
나. 중금속 오염 토양 내 식재 식물의 형질 분석 126
다. 오염·비오염 환경 간 식물체 내 대사산물 변화 분석 127
7. 환경부 LMO 종자 월동성 위해성평가 지침 개발 연구 138
가. 국내·외 종자 월동성 연구 사례 분석 138
나. 환경부 LMO 종자 월동성 평가 항목 발굴 139
IV. 고찰 및 제언 155
참고문헌 158
부록 1. [제목없음] 168
표 1. 환경정화용 LMO 국내·외 연구개발 사례 20
표 2. 국내 LMO 안전관리 관련 지침서·설명서·안내서 내 주요 사항 요약 55
표 3. 국외 LMO 및 생물안전 관련 지침서·설명서·안내서 내 주요 사항 요약 60
표 4. 계절별 격리포장 내·외부의 식물상 현황 67
표 5. 격리포장 내·외부 서식 식물종 목록 69
표 6. 계절별 비산림지역의 종다양성지수 87
표 7. 계절별 산림지역의 종다양성지수 88
표 8. 계절별 격리포장 내부의 종다양성지수 88
표 9. 환경조사 분야 GIS 구축사례 89
표 10. 미세조류 이용 중금속 정화 96
표 11. 미세조류 이용 유기오염물질 정화 97
표 12. 미세조류 이용 폐수 정화 99
표 13. 미국과 호주의 LM 미세조류의 위해성평가 규제 법안 비교 101
표 14. LM 미세조류 도입 유전자 삽입 부위 검증 114
표 15. LMO법 통합고시 별표 10-1 유전자변형미생물 위해성평가 자료 및... 117
표 16. 국내·외 LMO 위해성평가 사례 124
표 17. 격리포장 내 환경부 LMO 종자 월동성 시험구 조성 항목 139
표 18. 격리포장 내 환경부 LMO 종자 월동성 토양환경 데이터 수집 항목 140
표 19. 해바라기 품종별 저온 및 기간에 따른 종자 발아와 활력 General... 143
표 20. 매립 깊이에 따른 토양 이화학성 147
표 21. 해바라기 품종별 매몰 종자 활력 General Linear Model(GLM) 분석... 151
그림 1. 환경부 LMO 안전관리 체계 15
그림 2. 세계 주요 국가 LMO 작물 재배면적 비율 현황 16
그림 3. 국내 LMO 수입승인 현황 17
그림 4. 국내 LMO 심사승인 현황 18
그림 5. 환경부 LMO 자연생태계 협의심사 현황 18
그림 6. 세계 환경정화 및 환경정화용 LMO 개발 연구 현황. DB: Pubmed,... 19
그림 7. 환경정화용 LMO 환경방출실험 사례 24
그림 8. 미세조류 바이오매스의 활용 25
그림 9. 미세조류 산업의 대기업 분포 26
그림 10. LM 미세조류와 산업용 LM 미세조류 개발 게재 논문 수. 논문... 26
그림 11. 미세조류를 이용한 CCUS(Carbon Capture Utilization and Storage)... 27
그림 12. 환경부 LMO 위해성평가기관 역할 28
그림 13. 국내·외 위해성평가 사례 사진 29
그림 14. 연구 추진체계 30
그림 15. 2023년 연구목표 31
그림 16. 산림과 비산림지역 조사구 사진 33
그림 17. Chlamydomonas codon usage 35
그림 18. LM 미세조류 형질전환용 벡터 map 36
그림 19. 미세조류 형질전환 단계 37
그림 20. 중금속 처리구 해바라기 식재 사진 40
그림 21. 실외에서 진행된 월동성 평가 시험구 구성 및 현장 변화 사진 42
그림 22. 야생식물 침입 방지 45
그림 23. 절토법면 정비 및 식생매트 설치 47
그림 24. 방진망, 방조망, 경계울타리 하단 보수 48
그림 25. 집수장 및 집수로 등 배수시설 관리 50
그림 26. 면화 채종포 조성 및 종자 수확 52
그림 27. 환경정화용 LM 포플러 모본 증식포 53
그림 28. 환경부 LMO 위해성평가기관 안전관리 체계 64
그림 29. 환경부 LMO 연구시설 설치 및 운영기준 65
그림 30. 환경부 LMO 위해성평가기관 안전관리 지침서 66
그림 31. 격리포장 비산림지역 조사구 사진 78
그림 32. 비산림지역 계절에 따른 종별 상대중요치 79
그림 33. 비산림지역 계절별 거리에 따른 종별 상대중요치 80
그림 34. 격리포장 산림지역 조사구 사진 81
그림 35. 산림지역 초본층의 계절에 따른 종별 상대중요치 82
그림 36. 산림지역 초본층의 계절별 거리에 따른 종별 상대중요치 83
그림 37. 산림지역 관목층의 계절에 따른 종별 상대중요치 84
그림 38. 산림지역 관목층의 계절별 거리에 따른 종별 상대중요치 85
그림 39. 격리포장 내부 조사구 사진 86
그림 40. 격리포장 내부의 계절에 따른 종별 상대중요치 86
그림 41. 2023년 월간 격리포장 드론 촬영 사진 91
그림 42. 격리포장 주변 식물종 위치정보 구축을 위한 단계별 생성 지도 92
그림 43. 격리포장 주변 식물종 위치정보 구축... 93
그림 44. 격리포장 외부 식생 조사 범위의 드론 도입 후 변화 94
그림 45. 환경부 소관 LMO 환경방출 및 영향조사 체계 95
그림 46. 환경부 LMO 격리포장의 안전관리 시스템 95
그림 47. Chlamydomonas reinahardtii 구조 102
그림 48. 목표유전자 DNA 서열 비교 103
그림 49. 목표유전자 단백질 서열 비교 103
그림 50. 미세조류 형질전환체의 콜로니 형성 104
그림 51. 미세조류 콜로니 PCR 1차 1번 plate 105
그림 52. 미세조류 콜로니 PCR 1차 2번 plate 105
그림 53. 미세조류 콜로니 PCR 1차 3번 plate 106
그림 54. 미세조류 콜로니 PCR 2차 1번 plate 106
그림 55. 미세조류 콜로니 PCR 2차 2번 plate 107
그림 56. 미세조류 콜로니 PCR 2차 3번 plate 107
그림 57. 미세조류 콜로니 PCR 3차 1번 plate 108
그림 58. 미세조류 콜로니 PCR 3차 2번 plate 108
그림 59. 미세조류 콜로니 PCR 3차 3번 plate 109
그림 60. 미세조류 콜로니 PCR 3차 4번 plate 109
그림 61. 고농도 항생제 고체배지에서의 미세조류 형질전환체 선별 110
그림 62. 항생제 내성 유전자 프라이머를 사용한 유전자 증폭 110
그림 63. 도입유전자 검증을 위한 유전자 증폭 111
그림 64. 염기서열분석을 통한 도입 유전자 서열 비교 분석 111
그림 65. 미세조류 형질전환체의 항생제 내성 생존 확인 112
그림 66. 비변형미세조류(Wild-type, WT)와 LM 미세조류 흡광도 비교 113
그림 67. 비변형미세조류(Wild-type, WT)와 LM 미세조류 세포 수 비교 113
그림 68. 삽입 부위 확인을 위한 1차 2차 PCR 결과 114
그림 69. 웹 데이터베이스 기반(Phytozome) 미세조류 도입 유전자 삽입... 114
그림 70. 미국 USDA APHIS 「7 CFR PART-340」 115
그림 71. EFSA의 「Guidance on the characterisation of microorganisms used... 116
그림 72. LMO법 통합고시 별표 10-1 유전자변형생물체의 위해성평가... 116
그림 73. Chlamydomonas reinhardtii의 생식 118
그림 74. AlgaeBase(https://www.algaebase.org/)의 Taxonomy Browser 119
그림 75. 미세조류 종에 따른 doubling time 120
그림 76. 인도 미세조류 Himachal Pradesh에서 분리된 Scenedesmus... 120
그림 77. 호주의 GM 미세조류 위해성평가 및 관리 심사 122
그림 78. 호주의 GMO 운송, 보관 및 폐기 지침 규정 122
그림 79. 카드뮴 처리구 및 대조구에서 자란 식물체 내 중금속 함량 126
그림 80. 카드뮴 처리구 및 대조구에서 자란 식물체 생육형질 변화 127
그림 81. 카드뮴 처리구 및 대조구에서 자란 식물체의 대표적 크로마토그램 128
그림 82. 카드뮴 처리구 및 대조구에서 자란 식물체 대사산물 Heatmap 129
그림 83. 카드뮴 처리구 및 대조구에서 자란 식물체 전체 대사산물 PCA... 130
그림 84. 카드뮴 처리구 및 대조구에서 자란 식물체 지상부 대사산물 Heatmap 131
그림 85. 카드뮴 처리구 및 대조구에서 자란 식물체 지상부 대사산물... 132
그림 86. 카드뮴 처리구 및 대조구에서 자란 식물체 지상부 대사산물 변화 133
그림 87. 카드뮴 처리구 및 대조구에서 자란 식물체 지하부 대사산물... 134
그림 88. 카드뮴 처리구 및 대조구에서 자란 식물체 지하부 내 대사산물... 135
그림 89. 카드뮴 처리구 및 대조구에서 자란 식물체 지하부 내 대사산물... 136
그림 90. 비변형 작물의 종자 준비 및 Seedbag과 No seedbag 매립 사진 141
그림 91. 비변형 작물 식물 사진 142
그림 92. 비변형 작물의 매립 4주 후 종자 상태 142
그림 93. 여과지 내에서의 해바라기 종자의 초기 및 최종 발아율과 휴면... 145
그림 94. 토양이 포함된 페트리디시 내에서의 해바라기 종자의 초기 및... 146
그림 95. 월동성 시험구 기후 및 토양 온습도 149
그림 96. 염기서열 유사도의 Operational taxonomic units 150
그림 97. 속 수준에서의 박테리아 계층적 군집화에 대한 Heatmap 150
그림 98. 매립 깊이 별 기간에 따른 재래종자 및 재래종3의 종자 발아율 152
그림 99. 매립 깊이와 매립 기간별 재래종자의 휴면 종자 비율 153
그림 100. 매립 깊이와 매립 기간별 재래종3의 휴면 종자 비율 154