본 논문은 생명공학기술을 통해 생산된 LM벼에 대한 비표적 생물체 중 곤충을 중심으로 한 환경위해성 평가방법을 제시하고자 작성하였다. 자료조사를 위해 농업 해충관련 도감 및 서적을 활용하였고 참고문헌과 환경위해성 평가 관련 홈페이지를 참조하였으며, 논문이나 벼와 관련된 서적들을 통해 국내 현황을 참조하였다. 조사결과, 벼에 서식하는 곤충은 약 140여종으로 조사되었고, 초식성 곤충 분류군은 각각 수액섭식자, 곡물섭식자, 잎섭식자, 화분섭식자로 세분화하였다. LM벼에 피해가능성이 큰 비표적 곤충은 12종, 중간인 비표적 곤충은 28종, 경미한 비표적 곤충은 101종으로 조사되었으며, 바이러스를 매개하는 종은 11종, 잠재적 해충으로 분류되는 종은 9종으로 나타났다. 위해가설 가설적립단계 모식도를 작성하기 위하여 LM벼에 악영향을 받기 쉬운 곤충의 지리적 분포, 서식지의 특수화, 확산정도, 종풍부도 등을 이용하여 순위를 매겼으며, 10종(벼총채벌레, 애멸구, 벼멸구, 멸강나방, 혹명나방, 우리가시허리노린재, 먹노린재, 벼멸구붙이, 벼메뚜기, 벼잎굴파리)을 추려내었다. 이후 위해가설 가설정립단계 모식도를 작성하였으며 LM벼의 비표적 생물에 대한 영향을 추론하였다. 본 논문은 국내 자연생태계의 지속가능한 이용 및 보존에 기여하고, LMO의 환경위해성 평가, 심사를 통해 사전위해성을 차단할 수 있는 방법을 제시하고자 작성되었으며, 결과적으로 국민의 건강 및 생물다양성유지, 자연 생태계 보전을 위한 사후 안전관리 체계구축에 활용될 연구 자료를 제공하고자 한다.
본 논문은 생명공학기술을 통해 생산된 LM벼에 대한 비표적 생물체 중 곤충을 중심으로 한 환경위해성 평가방법을 제시하고자 작성하였다. 자료조사를 위해 농업 해충관련 도감 및 서적을 활용하였고 참고문헌과 환경위해성 평가 관련 홈페이지를 참조하였으며, 논문이나 벼와 관련된 서적들을 통해 국내 현황을 참조하였다. 조사결과, 벼에 서식하는 곤충은 약 140여종으로 조사되었고, 초식성 곤충 분류군은 각각 수액섭식자, 곡물섭식자, 잎섭식자, 화분섭식자로 세분화하였다. LM벼에 피해가능성이 큰 비표적 곤충은 12종, 중간인 비표적 곤충은 28종, 경미한 비표적 곤충은 101종으로 조사되었으며, 바이러스를 매개하는 종은 11종, 잠재적 해충으로 분류되는 종은 9종으로 나타났다. 위해가설 가설적립단계 모식도를 작성하기 위하여 LM벼에 악영향을 받기 쉬운 곤충의 지리적 분포, 서식지의 특수화, 확산정도, 종풍부도 등을 이용하여 순위를 매겼으며, 10종(벼총채벌레, 애멸구, 벼멸구, 멸강나방, 혹명나방, 우리가시허리노린재, 먹노린재, 벼멸구붙이, 벼메뚜기, 벼잎굴파리)을 추려내었다. 이후 위해가설 가설정립단계 모식도를 작성하였으며 LM벼의 비표적 생물에 대한 영향을 추론하였다. 본 논문은 국내 자연생태계의 지속가능한 이용 및 보존에 기여하고, LMO의 환경위해성 평가, 심사를 통해 사전위해성을 차단할 수 있는 방법을 제시하고자 작성되었으며, 결과적으로 국민의 건강 및 생물다양성유지, 자연 생태계 보전을 위한 사후 안전관리 체계구축에 활용될 연구 자료를 제공하고자 한다.
This paper is to suggest the methods about the environmental risk assessment (ERA) based on non-target insect species for LM rice crop produced by biotechnology. We used some data by the picture dictionary of agricultural pests in Korea, some books for ERA or rice pest ecology, articles about rice e...
This paper is to suggest the methods about the environmental risk assessment (ERA) based on non-target insect species for LM rice crop produced by biotechnology. We used some data by the picture dictionary of agricultural pests in Korea, some books for ERA or rice pest ecology, articles about rice ecology, and internet sites and many specialists gave us good advice for this ERA system. We found about 140 insect species using rice crop as their habitat and we discriminated herbivores into Sap feeder, Grain feeder, Defoliator, and Pollen feeder according to their food functional group. We also clarified the potential damage possibility of insect species from LM rice crop. Then, we ranked 10 non-target insect species (Baliothrips biformis, Laodelphax striatellus, Nilaparvata lugens, Mythimna separata, Cnaphalocrocis medinalis, Cletus schmidti Kiritshenko, Scotinophara lurida, Nilaparvata bakeri, Oxya chinensis, Agromyza oryzae) with giving some scores using Geographic distribution, Habitat specialization, Prevalence on crop, Abundance. We showed some environmental risk hypotheses about herbivore, predator, and parasitoid, and infered the impacts of non-target species on LM rice crop. Conclusively, we want to serve this methodology to build the biosafety system from biotechnology crops, and the methodology is to keep public health, sustain the biodiversity, and conserve the natural ecosystems.
This paper is to suggest the methods about the environmental risk assessment (ERA) based on non-target insect species for LM rice crop produced by biotechnology. We used some data by the picture dictionary of agricultural pests in Korea, some books for ERA or rice pest ecology, articles about rice ecology, and internet sites and many specialists gave us good advice for this ERA system. We found about 140 insect species using rice crop as their habitat and we discriminated herbivores into Sap feeder, Grain feeder, Defoliator, and Pollen feeder according to their food functional group. We also clarified the potential damage possibility of insect species from LM rice crop. Then, we ranked 10 non-target insect species (Baliothrips biformis, Laodelphax striatellus, Nilaparvata lugens, Mythimna separata, Cnaphalocrocis medinalis, Cletus schmidti Kiritshenko, Scotinophara lurida, Nilaparvata bakeri, Oxya chinensis, Agromyza oryzae) with giving some scores using Geographic distribution, Habitat specialization, Prevalence on crop, Abundance. We showed some environmental risk hypotheses about herbivore, predator, and parasitoid, and infered the impacts of non-target species on LM rice crop. Conclusively, we want to serve this methodology to build the biosafety system from biotechnology crops, and the methodology is to keep public health, sustain the biodiversity, and conserve the natural ecosystems.
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문제 정의
본 논문에서는 LMO가 자연생태계에 미치는 영향연구의 중요한 요소인 비표적 생물체에 미치는 영향에 대한 평가방법을 제시하였다. LMO 식물 중 국내에서 개발 중인 LM벼에 영향 가능성이 있는 비표적 생물체(곤충 중심)를 구분하였고, LM벼로 인해 자연생태계에 미치는 영향을 평가하기 위해서 LM벼에 서식하는 초식자, 포식자, 기생포식자 등의 직접적 영향이나, 간접적 영향을 받을 곤충 분류군들에 대한 선별방법, 위해 가설 등을 제시하여 환경위해성 평가기법을 구축 하는데 목적이 있다. 따라서 본 논문은 LMO의 국내 자연생태계의 지속가능한 이용 및 보존에 기여하고자 하며, LMO의 환경위해성 평가를 통해 국민들이 LMO에 대한 신뢰성을 가질 수 있도록 사전위해성을 진단 및 차단할 수 있는 방법을 제시하고자한다.
따라서 본 논문은 LMO의 국내 자연생태계의 지속가능한 이용 및 보존에 기여하고자 하며, LMO의 환경위해성 평가를 통해 국민들이 LMO에 대한 신뢰성을 가질 수 있도록 사전위해성을 진단 및 차단할 수 있는 방법을 제시하고자한다. 결과적으로 국민의 건강 및 생물다양성유지, 자연 생태계 보전을 위한 사후 안전 관리 체계구축에 활용될 연구 자료를 제공하고자 한다.
국내외 자료를 참고하여, 환경위해성 평가의 세부항목 선정 등에 대한 기준과 국내 ‧ 외 생물다양성 관련 환경 위해성 평가 자료의 조사 및 제출, LM벼의 위해가능성이 있는 비표적 생물체의 분류군과 생태적 기능군 조사, 비표적 생물체를 생태학적인 원리와 LM벼에 대한 노출가능성에 따른 위해등급별 목록 작성, 비표적 생물체 중 환경부 지정 보호종, 멸종 위기종 등에 대한 피해 가능성 여부에 대한 조사를 진행하였으며, 미국정부의 LMO심사기준에 대한 자문과 관련정보 자료를 획득하기 위해 기존에 평가연구를 수행하였던 미네소타 대학의 앤도우(Dr. Davis Andow) 교수 및 산업계의 과학자들을 만나 자문을 구하였다. EFA의 관계자를 통해 구체적인 평가 및 심사항목에 대한 의견 및 자문을 구하였고, CABI Publishing에서 발행한 환경위해성 분석자료를 이용 하였다(Andow et al.
LMO 식물 중 국내에서 개발 중인 LM벼에 영향 가능성이 있는 비표적 생물체(곤충 중심)를 구분하였고, LM벼로 인해 자연생태계에 미치는 영향을 평가하기 위해서 LM벼에 서식하는 초식자, 포식자, 기생포식자 등의 직접적 영향이나, 간접적 영향을 받을 곤충 분류군들에 대한 선별방법, 위해 가설 등을 제시하여 환경위해성 평가기법을 구축 하는데 목적이 있다. 따라서 본 논문은 LMO의 국내 자연생태계의 지속가능한 이용 및 보존에 기여하고자 하며, LMO의 환경위해성 평가를 통해 국민들이 LMO에 대한 신뢰성을 가질 수 있도록 사전위해성을 진단 및 차단할 수 있는 방법을 제시하고자한다. 결과적으로 국민의 건강 및 생물다양성유지, 자연 생태계 보전을 위한 사후 안전 관리 체계구축에 활용될 연구 자료를 제공하고자 한다.
본 논문에서는 LMO가 자연생태계에 미치는 영향연구의 중요한 요소인 비표적 생물체에 미치는 영향에 대한 평가방법을 제시하였다. LMO 식물 중 국내에서 개발 중인 LM벼에 영향 가능성이 있는 비표적 생물체(곤충 중심)를 구분하였고, LM벼로 인해 자연생태계에 미치는 영향을 평가하기 위해서 LM벼에 서식하는 초식자, 포식자, 기생포식자 등의 직접적 영향이나, 간접적 영향을 받을 곤충 분류군들에 대한 선별방법, 위해 가설 등을 제시하여 환경위해성 평가기법을 구축 하는데 목적이 있다.
본 논문은 비표적 곤충과 천적 곤충과의 상호관계를 통해 LM벼가 자연생태계에 미칠 수 있는 영향에 대한 기초 정보를 제공하고자 하였으며, 이를 통해서 환경위해성 평가를 위한 프로토콜을 확립, 제공함으로서 추후 국내에서 새로 개발되는 LM작물이나 추가 수입되는 LM작물 또는 곡물에 대한 안정성 평가를 통한 과학적이고 투명한 자료를 소비자에게 제공하고자 하였다. 따라서 본 논문의 결과가 LMO의 수입 및 개발과정에 수반되는 각종 규제와 행정절차에 대한 안전관리 관련 규제 지침의 기본적인 자료로 활용 가능할 것으로 기대되며, 생명공학이 지속적으로 발전할 수 있는 틀을 마련하여, 국내자연환경의 안전성을 유지할 수 있을 것으로 기대된다.
가설 설정
선별된 종으로 LM벼의 비표적 생물에 대한 영향을 추론하기 위하여 가설을 설정하였으며 초식자뿐만 아니라 포식자와 포식기생자가 받는 영향도 같이 고려하였다. 이때 포식자와 포식기생자는 부록 1의 결과를 참조하여 선별하였다(Figure 2).
제안 방법
LM벼의 비표적 생물체를 알아보기 위해 LM벼를 통해 악영향을 받을 수 있는 초식곤충군을 조사하였고, 각 종에 따라 벼에 대한 지리적 분포, 서식지 특수화, 확산정도, 종풍부도 등을 조사하여 점수를 매겼으며, 합계가 낮은 10종(벼총채벌레, 애멸구, 벼멸구, 멸강나방, 혹명나방, 우리가시 허리노린재, 먹노린재, 벼멸구붙이, 벼메뚜기, 벼잎굴파리)을 선별하였다(Table 1).
LM벼에 영향가능성이 있는 비표적 곤충을 조사하기 위해서 비표적 생물체 분류자료를 활용하였으며, 농업 해충관련 도감 및 서적을 활용하였고 참고문헌, 환경위해성 평가 관련 홈페이지를 통하여 자료를 얻었다. 국내에서의 자료는 논문이나 벼와 관련된 서적들을 이용하여, 해충으로 구분되어 있는 자료를 취합 후 표로 작성하였다. 각종 농업(Beak 2004; Lee et al.
첫째, LM벼를 통해 악영향을 받을 가능성이 있는 잠재적 비표적 생물체를 생태적 기능군(초식자, 포식자, 기생포식자, 분해자)으로 구분하였다. 둘째, LMO에 대한 노출가능성과 악영향의 가능성을 극대화시켜 LM벼를 통해 악역향을 받을 수 있는 초식곤충군을 생태학적인 원리에 따라서 순위를 정하였다. 셋째, 노출 경로를 분석하였고, 넷째, 위험도를 식별하고 가설을 설정하여 테스트하여, 다섯째, 생태학적으로 의미 있는 테스트 방법과 프로토콜을 제시하였다(Figure 1).
벼에 서식하거나 벼와 상관관계가 높은 곤충 약 70여종을 생태학적 기능군으로 초식자(Hebivore, 34종), 포식자(Predator, 20종), 기생포식자(Parasitoid 15종), 분해자(Decomposer, 6종)로 구분하였다. 초식자(Hebivore)는 수액섭식자(Sap feeder), 곡물섭식자(Grain feeder), 잎섭식자(Defoliator), 화분섭식자(Pollen feeder)로 4가지로 분류되며, 수액섭식자는 침형 주둥이를 가지고 있는 매미목과 노린재목이 있고, 종류는 매미목의 벼멸구, 흰등멸구, 매미충류 등과 노린 재목의 우리가시허리노린재, 알락수염노린재, 애긴노린재, 먹노린재 등이 있다.
비표적 생물체와 관련한 환경위해도 모델을 다섯 단계로 제시하였다. 첫째, LM벼를 통해 악영향을 받을 가능성이 있는 잠재적 비표적 생물체를 생태적 기능군(초식자, 포식자, 기생포식자, 분해자)으로 구분하였다.
둘째, LMO에 대한 노출가능성과 악영향의 가능성을 극대화시켜 LM벼를 통해 악역향을 받을 수 있는 초식곤충군을 생태학적인 원리에 따라서 순위를 정하였다. 셋째, 노출 경로를 분석하였고, 넷째, 위험도를 식별하고 가설을 설정하여 테스트하여, 다섯째, 생태학적으로 의미 있는 테스트 방법과 프로토콜을 제시하였다(Figure 1).
비표적 생물체와 관련한 환경위해도 모델을 다섯 단계로 제시하였다. 첫째, LM벼를 통해 악영향을 받을 가능성이 있는 잠재적 비표적 생물체를 생태적 기능군(초식자, 포식자, 기생포식자, 분해자)으로 구분하였다. 둘째, LMO에 대한 노출가능성과 악영향의 가능성을 극대화시켜 LM벼를 통해 악역향을 받을 수 있는 초식곤충군을 생태학적인 원리에 따라서 순위를 정하였다.
해충저항성 LM벼의 위해가능성이 있는 생물체의 분류 군과 생태적 기능군을 조사하였으며, 비표적 생물체의 생태학적 원리와 LMO에 대한 노출가능성에 따른 위해등급별 목록을 작성하였다.
대상 데이터
Davis Andow) 교수 및 산업계의 과학자들을 만나 자문을 구하였다. EFA의 관계자를 통해 구체적인 평가 및 심사항목에 대한 의견 및 자문을 구하였고, CABI Publishing에서 발행한 환경위해성 분석자료를 이용 하였다(Andow et al., 2008; Hilbeck et al., 2007).
LM벼에 영향가능성이 있는 비표적 곤충을 조사하기 위해서 비표적 생물체 분류자료를 활용하였으며, 농업 해충관련 도감 및 서적을 활용하였고 참고문헌, 환경위해성 평가 관련 홈페이지를 통하여 자료를 얻었다. 국내에서의 자료는 논문이나 벼와 관련된 서적들을 이용하여, 해충으로 구분되어 있는 자료를 취합 후 표로 작성하였다.
국내에서의 자료는 논문이나 벼와 관련된 서적들을 이용하여, 해충으로 구분되어 있는 자료를 취합 후 표로 작성하였다. 각종 농업(Beak 2004; Lee et al., 1994), 논문(Hoffman and Rattner, 2002; James, 2006; Jepson et al., 1994; Romies et al., 2006; Wolfenbarger and Phifer, 2000), 보고서(Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology, 2007), 및 인터넷웹사이트를 참조하였다.
이론/모형
국내 외 생물다양성 관련 환경 위해성 평가자료를 조사하였으며, Environmental Risk Assessment Of Genetically Modified Organisms, Volume 2 (Hilbeck et al., 2007), Environmental Risk Assessment Of Genetically Modified Organisms, Volume 4 (Andow et al., 2008)의 환경위해성 평가방법을 적용하여 LM벼의 비표적 생물체의 위해도를 표로 나타내었다.
후속연구
본 논문은 비표적 곤충과 천적 곤충과의 상호관계를 통해 LM벼가 자연생태계에 미칠 수 있는 영향에 대한 기초 정보를 제공하고자 하였으며, 이를 통해서 환경위해성 평가를 위한 프로토콜을 확립, 제공함으로서 추후 국내에서 새로 개발되는 LM작물이나 추가 수입되는 LM작물 또는 곡물에 대한 안정성 평가를 통한 과학적이고 투명한 자료를 소비자에게 제공하고자 하였다. 따라서 본 논문의 결과가 LMO의 수입 및 개발과정에 수반되는 각종 규제와 행정절차에 대한 안전관리 관련 규제 지침의 기본적인 자료로 활용 가능할 것으로 기대되며, 생명공학이 지속적으로 발전할 수 있는 틀을 마련하여, 국내자연환경의 안전성을 유지할 수 있을 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
국내 LMO 농산물 수입의 목적은?
우리나라의 식량자급률은 25% 정도로서, 외국농산물에 대한 수입의존도가 높다(Moon and Kim, 2009). 국내 LMO 농산물 수입은 주로 가공식품 및 사료용으로 사용하기 위해 이루어지며 식용, 사료용 LMO는 약 849만 톤이 수입되며, 가공식품용은 옥수수가 100만 톤, 콩은 92만 톤이 수입되고 있다(National Science& Technology Council. 2013).
우리나라 농업생명공학에 관한 3대 기본목표는 무엇인가?
우리나라는 농업생명공학에 관한 3대 기본목표를 설정하고 이를 추진 중에 있다. 3대 기본 목표라 함은 첫째, 2022년까지 세계 4위권의 농업생명공학 기술 선진국으로 진입하는 것이고 둘째, 지식 기반 형 고부가 농산업 구조로 전환을 추진하는 것이며, 마지막으로 첨단 농축산업 주도를 위한 전문 인력 양성 및 고용창출을 확대하는 것이다. 이러한 정책 목표 아래 연구·개발단계에 있는 LMO품목은 많으나 아직 상품화에 이른 품목은 없다(National Science& Technology Council.
벼를 섭식하는 초식자 중 수액 섭식자로서 LM벼에 노출 시 가장 피해가능성이 큰 비표적 곤충은 무엇이 있는가?
벼를 섭식하는 초식자 중 벼의 잎이나 줄기의 수액을 흡 즙하는 수액 섭식자로서 LM벼에 노출 시 가장 피해가능성이 큰 비표적 곤충은 매미목의 애멸구, 벼멸구, 흰등멸구, 끝동매미충이 있다. 이들 중 벼멸구를 제외한 나머지 3종은 질병을 일으키는 바이러스를 매개하기도 한다.
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