초록 ▼

2. 연구결과
영양체 번식작물의 안전보존을 위한 현지외 보존연구
초저온동결보존을 실용화하기 위해 작은방울-유리화법을 개발하여 우리나라 마늘 유전자원의 미숙 총포에 적용하였는데, 이 방법은 작은방울 동결법과 유리화법의 장점을 혼합한 새로운 기술이다. 마늘을 포함하여 영양번식하는 알리움속 영양체자원 445점을 장기보존하기 위해 미숙총포, 소인편 또는 자구를 동결보존하였다. RT-PCR 방법을 이용하여 마늘의 몇몇 바이러스를 검정한 결과 동결보존 후 재생된 유식물체에서 바이러스 밀도가 현저히 낮아졌다. 이러한 결과는 마늘 유전

2. 연구결과
영양체 번식작물의 안전보존을 위한 현지외 보존연구
초저온동결보존을 실용화하기 위해 작은방울-유리화법을 개발하여 우리나라 마늘 유전자원의 미숙 총포에 적용하였는데, 이 방법은 작은방울 동결법과 유리화법의 장점을 혼합한 새로운 기술이다. 마늘을 포함하여 영양번식하는 알리움속 영양체자원 445점을 장기보존하기 위해 미숙총포, 소인편 또는 자구를 동결보존하였다. RT-PCR 방법을 이용하여 마늘의 몇몇 바이러스를 검정한 결과 동결보존 후 재생된 유식물체에서 바이러스 밀도가 현저히 낮아졌다. 이러한 결과는 마늘 유전자원에 대한 세계 최초의 대단위 동결보존 실용화 사례이다. 우리는 또한 작은방울-유리화법과정을 거치는 감자 신초의 동결보존 후 생존율에 차이를 유발하는 요인을 추적하였다. 가장 높은 생존율은 감자 신초를 0.3M sucrose에 8시간 배양 후 0.7M sucrose에 17-18시간에 전배양한 다음 PVS2 용액에 20분간 탈수하고, 알루미늄 호일에 얹어서 액체질소에 직접 급속 냉각하고 액체질소에 저장 후 데운 언로딩 용액에 급속해동는 경우에 얻을 수 있었다. 이 프로토콜은 12점의 재배종 품종들과 재생율이 아주 낮다고 보고되었던 일부 야생종에 적용되어 64.0-94.4%의 생존율을 나타냈다. 계대배양 과정에서의 단순한 변경만으로 우리나라의 감자 유전자원에 적용되어 93점이 동결보존 중 에 있다.
토종자원 (영양체번식자원포함)의 선발 및 산업적 활용
가. 토종벼 유전자원의 생리활성 물질 분석 수행
현미에 가장 많이 분포하는 페놀 화합물은 ferulic acid 임을 알 수 있다. 벼의 재배적 기원에 따른 페놀화합물의 함량은 재래종이 외래종에 비하여 페놀의 총 함량 및 ferulic acid, naringin 물질에 대해 높은 함량을 보였고 작물의 특성에 따른 페놀 화합물의 함량 비교 결과, 가장 큰 차이를 나타내는 것은 까락의 유무였다. 무망종에 비해 유망종에서 총 페놀 함량이 많았으며, 특히 salicylic acid는 무망종에 비해 유망종에서 그 함량이 3배 이상 많았으며 까락 색깔의 유무에 따른 품종간 페놀 물질의 함량 차이는 왕겨의 색깔 유무에 따른 함량 분포와 비슷한 결과를 보였다. 총 페놀 함량은 까락에 색깔이 없는 품종보다 까락에 색깔이 있는 품종일수록 많았고 검출된 페놀물질을 화학적 구조에 따라 다시 3부분, 즉 benzoic acid 유도체, hydroxycinnamic acid 유도체, 그리고 flavonoid그룹으로 분류하여 살펴보았다. 그 결과 hydroxycinnamic acid 그룹이 벼에 많이 함유되어 있었다. 또한 중생종에 서는 flavonoid계열의 물질이, 그리고 만생종에서는 benzoic acid 계열의 물질 함량이 유난히 높았다.
β-Sitosterol 재배적 기원에 따라 비교한 결과, 외래종이 재래종에 비하여 총함량 이 많았다. 등숙 기간이 긴 만생종일수록 함량이 많았으며 조생종일수록 함유하고 있는 β-Sitosterol 양이 적었고 왕겨 색깔의 유무에 따라서도 품종 간의 β-Sitosterol 함량 차이가 나타나는데, 왕겨에 색깔이 없는 품종일수록 색이 있는 품종보다 함유하고 있는 β-Sitosterol 양이 많았으며 까락의 유무에 따른 품종 간 β-Sitosterol 함량을 비교한 결과, 무망종보다 유망종 에서 함유하고 있는 양이 많았다. 까락 색깔에 있어서도 β-Sitosterol 함량은 색깔이 있는 품종에 비해 색깔이 없는 품종에서 높게 나타났음을 확인할 수 있었다.
나. 토종화본과 유전자원의 생리활성 물질 분석
일반적으로 수수 품종이 다른 잡곡류보다 활성이 높았다. 조는 수수보다 낮은 항산화 활성을 보였으며, 어른차조가 조품종 중 가장 높은 활성을 보였다. 현미, 율무, 조, 옥수수의 경우 중간정도의 활성은 가지고 있었으나 녹두, 기장, 백미는 낮은 전자공여능을 나타내었고 항미생물 성 검정 결과 또한 수수에서 가장 활성이 우수하였다. 수수의 경우 그람 양성세균과 음성세균간의 항균활성의 차이는 거의 보이지 않았고 비슷한 항균효과를 보여주었다. 늘수수의 활성이 가장 뛰어났고 까치수수에서 낮은 활성을 보였다. 다른 세균과 비교했을 때 Bacillus subtilis와Escherichia coli에서 최저억제농도가 낮은 경향을 보여 가장 높은 항미생물 활성을 나타내었다. 전체적인 screening data를 기준으로 하여 활성이 우수한 4개의 수수종실을 선발한 결과, 항산화능이 우수한 검은찰수수와 장수수수를 선발하였고, 항미생물 실험에서 뛰어난 활성이 나타난 늘수수를 선발하였다. 그리고 가장 많은 페놀 화합물을 함유하고 있는 붉은찰수수가 선발되었다.
페놀 물질의 함량을 HPLC를 이용하여 분석한 결과, catechin 등 HPLC 분석에 이용한 표준 페놀 물질 14개가 모두 검출되었다. 이들 중 조, 수수, 기장, 귀리 등에 가장 많이 분포하고 있는 물질은 catechin이며, chlorogenic acid와 salicylic acid, myricetin도 많이 함유되어 있고. 강화조 등 60개의 토종자원에 함유되어 있는 페놀의 총 함량을 분석한 결과, 붉은찰수수, 붉은장목수수, 붉은장수수수에 페놀 물질이 다량 함유되어 있었으며,광주그루조, 흰기장, 쌀조에서는 총 페놀 함량이 낮았다
토종자원 60개 품종 중 β-sitosterol 성분을 가장 많이 함유하고 있는 품종은 귀리이 며, 복슬황차조, 검은찰수수 및 강화조, 황기장, 재래종찰수수, 붉은찰수수, 까치수수, 광주그루조에서도 β-sitosterol 함량이 높게 나타났다고 강화조 등 조 29 품종에 함유된 β-sitosterol 물질의 함량을 분석한 결과, 복슬황차조, 강화조, 광주그루조 세 품종에서 β-sitosterol 함량이 높았으며, 그 외의 26 품종의 경우 HPLC 분석에서β-sitosterol 물질이 검출되지 않았으며 검은찰수수 등 수수 26 품종에 함유된β-sitosterol 함량을 분석한 결과, 검은찰수수, 재래종찰수수, 붉은찰수수, 까치수수 등 네 개의 품종에서 β-sitosterol 함량이 높게 나타났고 귀리에서도 β-sitosterol 물질을 확인할 수 있으며, 그 함량은 본 연구에서 이용된 토종자원 60 품종 가운데 가장 높은 수치를 나타냈다.
다. 토종두과 유전자원의 생리활성 물질 분석
34개 재배품종 중 팥의 활성이 높았으며, 붉은이팥, 적두, 자주팥 순이다. 반면, 청태, 대추밤콩은 가장 낮은 활성을 보였고 66종의 밀양 영남 농업연구소의 분양 콩의 활성은 재배품종과 비슷한 활성을 보이고 있으며, 48번이 가장 높은 활성을 보였으며 항산화활성 결과와 유사하게 두류 중 팥의 활성이 높은것을 알 수 있다. 검은밥밑콩, 부악다리, 넓적서리태, 둥근서리태, 흰이팥, 자주팥은 Escherichia coli 균에서 최고 500 까지의 활성을 보였고, 적두, 흰팥, 거두, 붉은이팥, 알록팥은 Staphylococcus aureus균에서 최고 500까지의 활성을 보였다. 총평균 isoflavone 함량은 익산지역에서 재배된 나물콩에서 가장 높았고 통계적으로 현저한 유의차가 보였다. 반면 유의성은 없지만 함량면에서 춘천지역에서 재배된 품종에서의 isoflavone 평균함량이 가장 낮은 것을 알 수 있었고 우리나라 각 지역에서 재배된 두과 유전자원은 각각 종피색에 따라 검정색, 갈색, 녹색, 얼룩무늬, 노란색의 5개 그룹으로 나누었다. 연천, 춘천, 익산지역에서 녹색 종피를 가진 콩 유전자원에서 현저히 높은 isoflavone 함량을 보였다 또한 우리나라 각 지역에서 재배된 콩 유전자원에 대한 총 평균 phenolic compound는연천, 익산, 여주지역에서 재배된 콩 유전자원에서 높은 함량을 가지고 있었다. 반면 춘천 지역에서 재배된 품종에서는 현저히 낮은 phenolic compound함량을 보였다. 춘천 지역에서 재배된 콩 유전자원을 제외하고 대립 또는 중립종 보다 소립종에서 높은 phenolic compound 함량을 가지고 있는 것을 알 수 있었다.
또한 나물콩을 이용하여 2개의 다른 광 조건에서 재배한 콩나물의 isoflavones 함량 변이에서는 노란색광을 받은 녹색콩나물과 암실에서 재배한 노란콩나물의 isoflavone 총평균 함량을 비교하였을 때 약간의 함량차이는 있었지만 통계적 유의성은 없었다. 자엽,배축, 뿌리의 각 부위별 함량에서는 녹색콩나물과 노란콩나물 모두 뿌리 > 자엽 > 배축의 순으로 높은 isoflavone 함량을 보였다.
라. 토종식물유전자원의 오염정화능 평가 및 정화시스템 모델구축
국내외적으로 수질오염 정화에 가장 많이 쓰이는 부레옥잠을 중심으로 국내 유용유전자원 (토종, 외래종)에 대한 수질 부영영화에 중요한 질산태질소, 암모늄태질소, 인, 황등과 인체 유해한 중금속함량을 저온하에서 제거능 평가 시 질산태질소 제거능은 부채꽃, 홍띠, 미니부들, 황금골풀(생체중, 건물중), 쑥, 부추 (생체중, 건물중) 개기장 씀바귀, 민들레(생체중) 등이 부레옥잠보다 우세하였고. 수용성 인산의 제거능은 홍띠, 미니부들 (건물중, 생체중), 물아카시아, 쑥(생체중),물토란, 쑥(건물중), 개기장, 민들레(생체중)가 부레옥잠보다 우세하였다. 수용성 황 제거능은 홍띠, 부채꽃, 미니부들, 황금골풀(생체중, 건물중), 쑥, 아스파라(생체중), 개기장, 민들레, 씀바귀(생체중)가 부레옥잠보다 우세하며 암모늄태질소 제거능은 생체중, 건물중 모두 부레옥잠이 미비하였고 총질소흡수량을 보면 생체중을 중심으로 보라꽃창포, 석창포, 맥문동, 동방사기, 골풀이 부레옥잠과 유사하며 건물중을 중심으로는 홍갈대, 홍띠, 황금골풀, 미니부들, 부채꽃이 부레옥잠보다 적었다.
총 질소흡수량을 보면 생체중을 중심으로 워터코인, 부추, 소리쟁이, 씀바귀, 물민들레가 부레옥잠보다 유사(우세)하며 건물중을 중심으로는 부레옥잠이 대체로 적었고. 총인산흡수량을 보면 생체중을 중심으로 보라꽃창포, 동방사기, 석창포, 골풀이 부레옥잠보다 유사(우세)하며 건물중을 중심으로 홍갈대,홍띠, 미니부들, 황금골풀,부채꽃이 부레옥잠보다 적었다. 중금속함량중 지상부 경우, Cu, Ni, Cr은 홍갈대, 석창포, 홍띠, 미니부들, Cd, Pb는 석창포가 높고, Fe은 부레옥잠이 제일 낮은 수치를 보이며 ,Zn 은 부레옥잠이 제일 높은 수치를 보였고. 중금속함량중 지하부 경우, Ni은 보라꽃창포, 흰노랑꽃창포, 골풀, Fe은 보라꽃창포, Mn은 홍띠, 황금골풀에서 부레옥잠보다 높은 함량을 보이고 나머지 중금속은 부레옥잠이 가장 높았으며 중금속함량 중 지상부 경우, Cu는 물토란, 워터코인, 부추, 쑥, Ni, Cd은 워터코인, 쑥, Cr은 워터코인, 부추, Mn은 물토란, 워터코인, 물아카시아, Zn은 워터코인, 부추, 쑥이 부레옥잠보다 높으며, Fe은 부레옥잠이 제일 낮고, Pb은 부레옥잠이 제일 높았다.
저온하에서 실시된 5단계 계단식 단기 순환식 실험모델인 식물정화조의 경우 토양, 천연흡착제, 정화식물의 기능으로 부영양화와 수질 주오염원인 인과 질소원이 거의 감소 되었고, 인체에 유용하거나 식물에 유용원소인 K, Ca, Mg, Na, Fe, Mn 등은 천연소재 (광물 등)에 의해 지속적 공급으로 유지하거나 다소 함량이 높아졌고, 인체에 유해한 중금속이하 성분들(Zn, Cu, Ni, Cr, As, Cd, Pb 등)은 60% 에서 100% 사이로 감소되어 상당한 효과가 보였으며 저온하에서 실시된 5단계 계단식 단기 비순환식 모델에서 축산분뇨 처리수에서 과다하면 문제시되는 황, 염소, 나트륨이 많이 제거된 양상을 보였고 저온하에서 실시된 3단계 수로식 비순환식 실험모델인 식물정화조의 경우 지속적으로 유입되는 과도한 질소원의 제거능이 미약하였고 중금속의 경우는 초기에 대부분 흡착 및 흡수로 거의 제거되는 양상을 보여주었다.
항산화 및 항미생물활성이 우수하고 생리활성물질을 풍부히 함유하는 계통을 중심으로 하여 선식제품개발에 임하였으며, 개발 제품은 국내 토종자원의 소비를 촉진하고 국산원료를 이용한 농업인의 보호를 목적으로 토종유전자원의 산업적 활용을 통한 고부가가치 창출로 농가의 소득증대 및 농업기반유지 및 강화를 도모할 것이다. 본 연구결과에서 확립된 물질profile은 새로운 형태의 기능성 식품 및 천연물화합물 개발에 직접 활용 될 수 있을 것이다. 따라서 국내 토종자원을 주제로 한 독창적인 산업을 육성하여 토종자원 고유의 브랜드를 구축하여야 할 필요가 있다. 또한, 편의적인 면에서 볼 때 선식이 가질 수 있는 단점을 보완할 필요가 있으며, 환 이외에 간편하게 음용할 수 있는 레토르트 파우치 형태의 제품개발이 필요하다. 또한 오염원 제거능이 뛰어난 토종자원의 발굴과 이들을 이용한 식물정화기법 연구는 앞으로 친환경 산업적 분야에 다방면으로 이용가능하다.
재래종 자원의 초밀도 DNA Profile구축, 마커개발 및 자원평가
농촌진흥청 종자은행에는 벼 유전자원이 보존되고 있으나 유전적 다양성 및 분자유전학적 특성은 충분히 평가되지 않았다. 본 연구는 벼 재래종 유전자원의 자원주권 주장을 위한 기본자료 작성, 새로운 대립형질 탐색, 다양성평가및 효율적인 유전자원의 관리를 위하여 주요 재래종을 포함한 벼 유전자원 371 점에 대하여 SSR 마커를 이용하여 유전적 다양성을 평가하였다. 벼 유전자원 371 점은 유전자원 핵심집단 164점, 우리나라 육성종 144점, IRRI 핵심집단 42점을 포함하고 있다. 유전적 다양성은 총 150개의 마커(RM 마커 147개와 전분합성 관련 3개 마커)를 분석에 활용하였다. 분석에 사용한 마커 150개에서 1,692개의 allele가 관찰되었으며, allele 수는 2∼50개였으며, 평균 allele 수는 11.3개였다. 유전적 다양성은 평균 0.620였으며, 0.02∼0.94의 범위를 보였다. 유전적 다양성은 가장 빈도가 높은 allele과 가장 높은 상관을 보였으며, allele 수와 희귀 allele 수가 다음으로 높은 상관을 보였다. 각각의 집단에 대한 유전적 다양성을 나타내는 gene diversity 와 PIC 값은 유전자원과 핵심집단 0.685, 0.650, 우리나라 육성종 0.741, 0.702, IRRI 핵심집단이 0.874, 0.861로 각각 나타났다.
또한 개별 유전자수준의 자원평가를 위해 전분합성관련 유전자(9개 putative genes), 병저항성관련 유전자(5개 putative genes), 내재해성 관련 유전자(4개 putative genes) 부위에서 자원의 Genotyping을 위한 DNA Marker(CAPs/dCAPs marker)를 개발 하였다. 전분합성 유전자부위에서는 총 9개 putative genes에서 36개(유전자 부위당 1개~11개), 병저항성 관련 유전자부위에서는 5개 목적 유전자부위에서 sequencing을 진행하였지만 2개 유전자부위에서는 마커를 제작할 수 없어 총 3개 putative genes에서 8개(유전자 부위당 2개~4개), 내재해성관련 유전자부위에서는 총 5개 putative genes에서 6개(유전자 부위당 1개~2개)의 CAPs/dCAPs 마커를 제작하였다. 개발된 마커는 재래종이 포함된 핵심집단(166점), 한국육성종 집단(157점), IRRI 핵심집단(48점)의 벼 유전자원에 적용하여 Genotyping을 실시하였으며 특히 전분합성 관련 유전자 부위의 Genotyping결과를 이용하여 집단의 유전적 다양성 평가를 진행하였다.
한국육성종 집단(157점)의 경우 크게 2그룹(Group1, Group2)으로 나뉘었다. Group 1에는 일품을 포함하는 품질이 좋은 육성품종들이 분포하였고, Group 2에는 한강찰벼를 포함한 통일형의 다수성 품종들이 분포하였으며 핵심집단(166점)은 크게 2개의 그룹(Group1, Group2)으로 나뉘었다. Group 1에는 앵미와 아시아 지역 각국의 재래종이 주를 이루고 있었으며 대개 인디카와 인디카와 교배하여 다수성 특성을 보이는 통일타입 벼들이 주로 위치하였고, Group 2에는 샤레벼, 앵미, 재래종 등 다양한 기원을 갖는 자원이 분포하고 있었고 자포니카 형의 벼들이 주로 위치하고 있었으며 IRRI 핵심집단(48점)은 크게 2개의 그룹(Group 1, Group 2)로 나뉘었다. Group 1에는 temperate japonica 타입과 , tropical japonica 타입의 생태형을 갖는 자원들이 주를 이루고 있었으며 Group 2에는 주로 indica 형이나, aus/boro 형의 생태형을 갖는 자원들이 주로 분포하였다.
농업유전자원 보존․관리 및 이용에 관한 법제정을 위한 기초연구
유전자원은 인류의 다양한 필요와 생존을 위하여 매우 중요한 자원이다. 특히 생존과 직결되는 농업 유전자원은 인류에게 식령안보 등과 관련하여 매우 필요 불가결한 자원이다. 전통적으로 유전자원에 대한 접근과 이용은 인류공동유산원칙에 의하여 모든 사람에게 무상으로 접근이 가능하였다. 과학기술을 가진 선진국의 기업들과 연구자들은 개발도상국의 풍부한 유전자원에 자유롭게 접근하여 경제적으로 부가가치가 높은 상품을 개발하여 그 이익을 독점하였는데 그 독점을 가능하게 했던 것이 인류공동유산원칙에 기초한 지적재산권법체제였다.
1970년대 말과 1980년대 초 유전자원이 풍부한 유전자원부국들은 유전자원에 대한 경제적 가치를 인식하고 자국의 유전자원보호를 위한 활동을 전개하였다. 유전자원부국들은 개별 국가들을 중심으로 자국의 유전자원에 대한 국가주권을 선언하고 그것을 국제규범으로 제정하려고 노력하였다. 그 결과 생물다양성을 포함한 유전자원의 보존 및 관리이용을 위하여 다양한 국제조약에 채택되었다. 가장 대표적인 것이 1983년 식량농업기구에 의한 식물유전자원에 대한 국제지침의 채택이다. 이후 유전자원부국들은 유전자원에 대한 접근과 이익공유를 위하여 법적 구속력을 갖는 국제규범으로 1992년 생물다양성협약을 채택하였다. 생물다양성협약은 유전자원에 대한 이해관계로 대부분의 선진국이 반대하는 가운데 국제연합에서 개발도상국을 중심으로 채택되어 일정한 한계를 갖고 있으나 명실상부한 유전자원에 대한 총체적인 국제규범이라 할 수 있다.
유전자원에 대한 논의는 이후 국제사회에서 다각도로 진행되고 있는데, 그 가운데 가장 많은 진척을 보고 있는 것이 식량농업기구의 식량농업식물유전자원에 대한 국제적 논의이다. 식량농업기구는 2002년 식량농업식물유전자원에 대한 국제조약을 채택하였다. 동 조약은 생물다양성협약에서 규정하고 있는 유전자원에 대한 접근과 이익공유와 관련하여 다자체제를 구성하고 있다. 식량농업식물유전자원에 대한 국제체제가 다자체제를 통하여 이루어지게 된 것이다.
이와 함께 유전자원의 부국들은 국내법을 통하여 유전자원에 대한 주권원칙을 선언함과 동시에 유전자원에 보호 및 이용에 관한 법률을 제정하여 자국의 유전자원을 규율을 하고 있다. 대표적인 나라들은 남미국가들과 동남아국가, 유럽연합 및 아프리카국가들이다. 유럽연합은 생물다양성정책 및 전략을 채택하여, 동남아국가연합은 아세안 기본협정체제에서, 남미국가는 안데안 공동체를 통하여, 아프리카국가들은 아프리카 모델법을 통하여 유전자원에 대한 규율을 하고 있다. 즉 유전자원에 대한 국제규범의 채택, 또는 지역국가들의 협력 및 개별국가의 국내법을 제정하여 자국의 유전자원을 보호하고 있다.
각 지역공동체들의 유전자원에 관한 입법의 목적은 유사하다고 할지라도 유전자원은 풍부하지만 기술력이 부족한 개도국과 유전자원은 부족하지만 기술력이 풍부한 선진국간의 남북문제에서 오는 차이는 존재한다. 예컨대 유럽연합의 이사회규정(No.87/2004)은 생물자원을 보전․관리하여 지속적으로 이용하는 것과 농촌개발을 도모하는 것을 주된 목적으로 하지만, 나머지 지역공동체들은 생물 및 유전자원에 관하여 주권의 확보, 토착민과 지역공동체들을 위한 이익공유 등을 주된 목적으로 하고 있다.
지역공동체들의 유전자원입법에서 주요한 개별규정들을 보면, 모두가 유전자원의 범위, 기본원칙, 책임기관, 보존 및 관리, 접근 및 이익공유에 관하여 비교적 상세한 규정을 마련하고 있다. 특히 이들 규정들은 각 지역공동체 내에 존재하고 있는 유전자원을 효율적으로 수집, 보존, 관리, 특성평가, 이익 및 이익공유에 필수적인 제도적 장치라는 점에서 공통점이 있다. 주요국가의 법규를 살펴보면, 미국은 ‘국립유전자원프로그램’의 설립근거를 위한 연방법률과 ‘식물풍종보호’와 ‘종자법’이 규정되어 있고, 필리핀은 ‘2002년 식물다양성보호법’과 ‘2002년 식물다양성보호를 위한 이행규범과 규칙’ 등이 있고, 일본은 ‘주요농작물종자법’, ‘종묘법’, ‘임업종묘법’ 등이 있고, 중국은 ‘중화인민공화국종자법’, ‘중화인민공화국 식물신품종보호조례’ 등이 있고, 인도는 ‘2002년 생물다양성법’, ‘2004년 생물다양성규범’, ‘2001년 식물품종과 농부의 권리에 관한 법률’ 등이 있고, 브라질은 ‘유전자원과 전통지식에 관한 잠정조치’, ‘유전자원 접근에 관한 법률초안’ 등이 있다.
우리나라는 유전자원이 풍부하지 못한 자원빈국으로 유전자원의 대부분을 해외로부터의 도입에 의존하고 있다. 그러나 유전자원에 대한 접근과 이용에 대한 자원부국들과 국제사회의입법은 우리나라의 현실에 매우 큰 어려움을 주고 있다. 즉 우리나라는 외국의 유전자원에 대한 도입이 없으면 유전자원과 관련된 경제적 및 산업적 부가가치를 창출하는 것이 불가능하기 때문이다. 따라서 이러한 국제사회의 변화에 대응하고 지속적인 유전자원의 확보를 위하여 국내 유전자원의 보호 및 외국 유전자원의 도입을 위한 법제정이 필요한 것이 현실이다.
현재 우리나라는 유전자원의 보호와 관련하여 여러 가지 법률이 존재하고 있다. 현재 우리나라에서 유전자원을 규율하고 있는 국내법규로는 첫째, 농림부가 주관하는 농업․농촌기본법, 종자산업법, 농업유전자원관리규칙, 농업유전자원관리요령, 농업유전자원관리기관지정및운영요령, 농업유전자원국외분양검토위원회운영지침, 농업식물유전자원등록 및 폐기검토위원회운영지침, 농업유전자원분양규정, 한국농용미생물보존센터 미생물유전자원분양업무편람, 농산물품질관리법, 유전자변형농산물의환경위해성평가심사지침, 축산법, 동물유전자원관리규정, 식물방역법, 산림법, 지속가능한산림자원관리지침, 자연휴양림조성ㆍ관리및운영요령, 자생식물및산림유전자원보호림관리요령, 보안림관리요령, 종묘사업실시요령, 산림기본법, 수목원조성및진흥에관한법률, 국립산림과학원기본운영규정, 채종원운영관리규정, 시험림운영 관리규정, 산림미생물자원관리규정 등이 있고, 둘째, 환경부가 주관하는 자연환경보전법, 야생동ㆍ식물보호법, 자연공원법, 독도등도서지역의생태계보전에관한특별법, 습지보전법 등이 있고, 셋째, 과학기술부가 주관하는 생명공학육성법, 넷째, 문화재청이 주관하는 문화재보호법 등이 있다.
그러나 이들 법률들은 전체적이고 통합적인 보존 및 관리를 위하여 제정된 것이 아니라 해당부처의 관장업무와 관련하여 제정이 되어 있어 많은 문제점을 갖고 있다. 이런 문제점은 관련 업무의 중복과 부처간 정보공유가 이루어지지 않아 예산의 비효율적 집행으로 인한 낭비를 초래하고 있다. 이러한 문제점을 제거하고 국내유전자원을 보호하고 외국의 유전자원의 도입을 위한 종합적이고 체계적인 법률이 필요하다.
본 보고서는 이러한 현실을 감안하여 유전자원과 관련하여 진행되었거나 진행중인 국제규범 및 개별국가의 국내법의 내용을 살펴보고 이에 대응하기 위하여 우리의 현실에 맞는 법제정의 필요성을 고찰한다. 국제규범으로서는 국제연합환경계획에서 진행중인 생물다양성협약의 내용과 식량농업기구에서 진행중인 식량농업식물유전자원에 대한 국제조약을 중심으로 고찰한다. 개별국가의 입법에 대한 내용으로는 유럽공동체, 미국, 필리핀, 일본, 중국, 인도, 브라질 등의 유전자원보호에 관한 내용을 중심으로 고찰한다. 그리고 우리나라의 현재 유전자원법제에 관하여 농업농촌기본법을 포함한 26개의 농림부의 주관 법규, 자연환경보전법을 포함한 5개의 환경부의 주관 법규, 과학기술부의 생명공학육성법, 문화재청의 문화재보호법 등 관련 부처의 주관 법률들의 내용을 고찰한다. 그리고 이러한 내용을 종합적으로 고찰하여 농업유전자원의 보존ㆍ관리 및 이용에 관한 법률안 초안을 제시한다.
농업유전자원의 보존ㆍ관리 및 이용에 관한 법률안은 총 6장과 부칙으로 구성되어 있다.
제1장은 총칙으로서 농업유전자원의 안전한 보존과 지속가능한 관리이용을 통한 농업생물다양성의 보존과 농업생명공학의 경쟁력있는 발전 등의 도모를 위한 법제정의 목적과 법에서 사용되는 용어의 정의, 농업유전자원에 대한 기본법의 성격을 규정한 적용범위, 기본원칙, 국가 등의 책무 등을 규정하고 있다.
제2장은 농업유전자원의 체계적이고 종합적인 관리를 위한 기구로서 농업유전자원위원회의 구성과 기능을 규정하고 있다. 또한 농업유전자원위원회의 결정을 집행하기 위하여 농업유전자원책임기관을 규정하고 있다.
제3장은 농업유전자원의 보존 및 관리를 위하여 국내보존자원의 피악등록 및 목록화, 현지 내보존자원의 보존 및 관리, 현지 외 보존자원의 보존 및 관리, 국외 유전자원의 확보, 안전한 관리를 위한 대응조치, 재해 또는 위난시의 대응, 국가협조체제의 구축, 정보화 및 보존ㆍ관리기관의 지정 등을 규정하고 있다.
제4장은 농업유전자원에 대한 접근 및 이용으로 평가 및 활용증진, 등급화, 농업유전자원의 다양성보존을 위한 시책, 접근 및 분양․이용, 접근 및 분양허가의 취소 및 제한 등을 규정하고 있다.
제5장은 재정 및 기술지원 등에 관한 사항으로 재정 및 지원, 포상금, 전문가육성 등을 규정하고 있다.
제6장은 벌칙 등에 관한 사항으로 법위반에 대하여 벌칙, 양벌규정, 과태료 및 몰수 등을 규정하고 있다.
마지막으로 부칙은 법률의 시행, 다른 법률의 삭제, 다른 법률의 개정 등을 규정하여 농업유전 자원에 관련된 다른 법률과의 조화를 규정하고 있다.
FAO 식량농업식물유전자원국제조약 (ITPGRFA)가입의 경제효과분석 연구
작물유전자원(Plant Genetic Resources for Food and Agriculture, PGRFA)은 다른 종류의 생물자원과 마찬가지로 환경적, 생태적 측면에서 볼 때 그 자체가 보존될 필요가 있는 유용한 자원이지만 동시에 작물의 생산성과 식량증산에 크게 기여할 수 있다는 산업적 중요성도 가지고 있다. 유전자원은 현재 및 향후의 농업생산성 향상에 있어 매우 중요한 자원이 될 것이지만, 이를 보존하려는 노력은 민간 부문보다는 주로 공공부문에 한정되어 이루어지고 있다. 이는 유전자원의 경우 자원의 보존과 관리를 위한 인센티브를 민간에게 제공하는 것이 특히 힘들기 때문이다. 보존되는 유전자원은 배타적인 소유권(property rights)을 인정받기 어렵다는 공공재(public goods)적인 성격을 강하게 가져 자원을 보존하려는 인센티브를 시장기능을 통해 민간에게 부여하기가 어렵다. 또한 유전자원은 쉽게 이동되고 복제되며, 생물학적 지적소유권은 잘 보호되지 못하기 때문에 자원보유자가 다른 사람이나 기업이 자신의 권리를 침해하는 것을 막기가 어렵고, 따라서 민간에 의한 보존활동이 잘 이루어지지 않는다. 아울러 유전자원의 유용성은 실현되기 이전에는 매우 불확실하고, 자원보존을 위해서는 긴 시간이 소요된다는점 역시 민간에 의한 자원보존 노력을 저해하는 요인이 된다.
공공부문의 작물유전자원보존과 활용노력은 크게 현지 내(in situ) 보존과 현지 외(ex situ)의 유전자은행(gene banks) 설치 및 운영을 위한 투자를 통해 이루어진다. 또한 보존노력뿐 아니라 유전자관련 새로운 발견(genetic invention)에 대한 지적소유권 부여원칙을 정하고, 유전물질을 국가간 이전하는 문제에 관한 협정을 체결하여 자원의 보존 인센티브를 제고하려는 노력도 행하고 있다.
공공부문의 이러한 보존노력 가운데 작물유전자원에 대한 협약은 크게 작물유전자원의 보존 및 지속가능한 이용과 편익 배분에 관한 것과 작물육종가의 지적재산권보호에 관한 것으로 나눌수 있으며 작물유전자원관련 국제협약 가운데 본 연구의 분석대상이 되는 것은 2004년 6월 29일부터 발효된 FAO의 식량․농업식물유전자원국제조약(ITPGRFA)이다.
ITPGRFA는 자원의 접근성 촉진과 편익공유에 있어 다자간시스템을 사용할 것을 기본원칙으로 하여 식량ㆍ농업식물유전자원의 보존과 지속가능한 이용을 추진하고, 생물다양성협약(CBD)의 정신과 맞게 자원을 지속가능한 농업 및 식량안보용으로 활용하여 얻는 편익을 공정하고(fair) 공평하게 (equitable) 공유하도록 하는 것으로 목적으로 한다.
ITPGRFA가 향후 국가 간 그리고 연구기관 간 자원의 이동과 활용성과의 배분방식에 큰 영향을 미칠것으로 판단되는 상황에서 이 조약이 구체적으로 의미하는 바를 분석하고, 한국 입장에서 이 조약에 가입하였을 때의 장단점을 예상하여 조약가입의 여부를 결정하는데 있어 도움을 주고자 하는 것이 본 연구의 목적이다. 아울러 작물유전자원 혹은 보다 광의의 유전자원을 보존하는 정책방향이나 그 경제적 성과에 관한 국내 연구는 거의 전무한 실정이라, 이와 관련된 분석방법론을 정리하고 국제적 연구성과를 정리하는 것도 본 연구의 또 다른 목적 가운데 하나이다.
본 연구는 먼저 작물유전자원과 관련하여 그동안 진행되어 왔던 다양한 국제적 논의내용과 전개과정을 정리하고, ITPGRFA가 이러한 논의 과정에서 차지하는 위치와 특성, 여타 국제조약과의 관계 등을 분석하였다. 아울러 ITPGRFA관련하여 각국이 취하고 있는 입장의 차이와 보다 최근의 ITPGRFA관련 논의동향을 정리하였다.
본 연구는 이어서 작물유전자원의 보존 및 활용을 위한 주요 방법과 해당 정책을 분석하였다. 현지내 보존과 현지 외 보존의 장단점과 상대적 우월성을 비교․분석하고, 유전자원 보존정책과 그 효과를 정리하였다. 또한 각국별로 주요 작물의 해외 유전자원에 대한 의존도를 계측하는 방법과 계측결과를 선행연구를 바탕으로 정리하였다. 아울러 전세계 종자산업의 현황과 한국에서의 유전자원 관리 현황과 관련 산업현황을 조사ㆍ정리하였다. 이상의 현황관련 자료의 수집 및 정리결과는 향후의 관련 연구에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구의 본론이라 할 수 있는 가입의 효과분석을 ITPGRFA 위해서는 우선 작물유전자원의 경제적 가치를 적절히 분석하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구는 작물유전자원의 경제적 가치란 무엇인지를 살펴보고, 그 평가에 사용될 수 있는 분석기법들을 개관하였다. 이어서 선행연구를 중심으로 하여 유전자 개량의 편익과 유전자원 탐색 편익, 유전다양성과 농업생산성의 관계, 자원보존비용 등에 대한 연구사례를 조사하였다.
이상의 분석을 통해 본 연구는 ITPGRFA 가입효과를 경제적 가치평가에 기초한 비용-편익분석을 통해 분석하는 것은 힘들다는 결론을 내리고 있다. 그 이유는 첫째, ITPGRFA의 자원에 대한 다자간 접근과 편익의 공유라는 원칙은 충분히 이해되고 있으나 그 구체적인 실행방식이나 해석상의 모호함이 여전하고, 둘째, 가입효과의 경제성분석에 전제되어야 할 유전자원에 대한 접근성의 경제적 가치등에 관한 축적된 분석결과가 매우 빈약하며, 셋째, 생명과학기술에 대한 기여도나 국제적 논의동향에 대한 참여기회 등 조약의 효과 가운데는 경제적 가치로 평가하기 힘든 요소들도 다수 개입되어 있기 때문이다. 특히 두 번째 원인과 관련하여 기존의 경제성 분석 연구들은 유전자원에 대한 접근성 자체의 경제적 가치평가라기 보다는 몇몇 육종프로그램의 효과분석을 주로 행하고 있어 본 연구의 결론을 도출하는데 활용되기에는 한계를 가지고 있었다. 이러한 상황을 고려하여 본 연구는 세계 각국의 ITPGRFA 가입 현황 및 시기를 분석하는 방법과, 국내의 작물유전자원관련 전문가의 의견을 분석하여 조약가입의 효과를 평가하는 간접적 분석법을 사용하였다.
첫 번째 방법인 외국의 가입사례분석은 다항로짓모형, Tobit모형, 생존분석의 세 가지 분석모형에 대해 적용되었다. 다항로짓모형은 ITPGRFA에 대한 각국의 의사결정을 유형별로 구분하고, 각국의 농업 및 유전자원 여건과 일반경제여건 등의 특성변수가 이들이 어떤 유형의 의사결정을 선택하게 하는지를 계량분석하였다. 그 결과 선진국일수록 그리고 유전자원의 대외의존도가 낮은 국가일수록 조약에 서명하고 가입하는 확률이 높은 것으로 나타났다. 한국의 자료를 분석결과에 대입하면 한국은 이미 조약에 서명하고 가입절차를 완료하였어야 하는 것으로 예측되었다.
Tobit모형과 생존분석은 모두 조약의 가입시점이 각국의 특성변수에 의해 어떤 영향을 받는지를 계량분석한다는 점에서 동일하며, 다만 확률변수의 분포형태에 대한 가정만을 달리한다. 분석결과 이들 모형에서도 유전자원의 대외 의존도가 주요 설명변수가 되었으며 자원의 대외의존도가 낮을수록 조약에 빨리 가입하는 것으로 나타났다. 이들 두 모형의 추정결과에 한국자료를 대입할 경우에도 한국은 가입절차를 이미 완료하였어야 하는 것으로 나타나고 있다.
ITPGRFA 가입효과를 분석하는 두 번째 방법인 전문가의 의견을 조사하는 방법은 AHP기법을 적용하였다. 다양한 분야에서 활동하는 국내 전문가를 대상으로 조사가 이루어지되, 해외자원 이용가능성 확대, 국내자원의 유출, 개발편익 분배와 같은 경제적 요소와 국내정책정비 및 관리비용, 유전자원관련 국제논의에의 참가 기회, 국내연구개발의 촉진 등과 같은 정책적 혹은 정성적 요소를 반영하여 이들 요소들을 고려할 때 가입과 미가입의 상대적 우월성을 평가하게 하였다. 분석결과 정책적 요소보다는 경제적 요소의 상대적 중요도가 훨씬 더 높게 평가되었고, 경제적 요소 가운데서는 해외자원 이용가능성 확대에 따른 편익이, 정책적 요소 가운데서는 국내 연구개발의 촉진 문제가 상대적으로 중요한 것으로 평가되었다. 종합적 평가에서는 조약가입에 대한 지지도가 73.8%이고, 조약미가입에 대한 지지도가 26.2%로 평가되었다.
이상의 두 가지 평가기법을 적용한 결과를 감안할 때 한국의 경우에도 ITPGRFA에 가입하는 것이 바람직한 선택이라는 결론을 내릴 수 있다. 더욱이 지금도 조약관련 세부원칙을 정하기 위한 논의가 진행되고 있는 바, 가능한 조약가입을 서둘러 앞으로의 논의에 적극 참여하고 조약의 실행원칙이 한국의 입장을 최대한 반영하여 정해지도록 하는 노력을 기울여야 할 것이다.
아울러 작물유전자원이 가지는 상대적 중요도와 기존 관련 연구가 거의 전무한 국내 여건을 감안할 때 자원의 보다 적합한 관리방안과 자원자체의 경제적 가치, 그리고 관리방안별 경제적 성과 등을 체계적으로 분석하는 연구가 앞으로 꾸준히 진행될 필요가 있음을 지적하여야 할 것이다.

Abstract ▼

IV. Results of Research and development
1. Ex situ conservation of clonal germplasm
The droplet-vitrification protocol, a combination of droplet-freezing and vitrification, was developed and applied to unripe inflorescences of plants of Korean garlic collections to establish a cryopreserved ge

IV. Results of Research and development
1. Ex situ conservation of clonal germplasm
The droplet-vitrification protocol, a combination of droplet-freezing and vitrification, was developed and applied to unripe inflorescences of plants of Korean garlic collections to establish a cryopreserved germplasm collection. A total of 445 accessions of five clonal Allium species, including garlic, were cryopreserved using unripe inflorescences, cloves or bulbils for long-term conservation. The real-time quantitative PCR assay of several garlic viruses showed that virus concentration was much lower in plantlets originating from cryopreserved material, compared to plantlets originating from preculture control and dehydration control samples. This is the first large-scale implementation of cryopreservation for long-term conservation of garlic germplasm. We tried to identify the critical factors causing differences in survival of cryopreserved potato shoot tips, which were submitted to a droplet vitrification procedure. The highest survival of cryopreserved shoot tips was obtained after successive preculture with 0.3 M sucrose for 8 hours and with 0.7 M sucrose for 17-18 hours, dehydration with PVS2 vitrification solution (30% glycerol + 15% dimethyl sulfoxide + 15% ethylene glycol in Murashige and Skoog medium with 0.4 M sucrose) for 20 min, cooling in droplets of vitrification solution placed on aluminum foil strips and rapid warming by direct dipping of the strips in preheated unloading solution. This protocol was tested with 12 selected cultivated varieties and wild species and the survival percentages obtained ranged between 64.0 and 94.4%. It has been applied to 93 accessions of Korean potato collections for the implementation of germplasm cryopreservation with minor modifications in the subculture step.
2. Industrial utilization of indigenous resources
○ Test of antioxidative activities and analysis of biologically active substance in indigenous rice resources. This study is to be screening phenolic compounds and β-Sitosterol chemicals by HPLC. As a grouping of phenolic compunds hydroxycinnamic acid derivatives were much higher than benzoic acid group and flavonoid. Based on the origins and traits of rice, the total average content of phenolic compounds was shown in domestic varieties higher than foreign. Colored hull contained phenol substances larger than common rice without color in bran. On the contraty, colorless awn was higher than colored awn. The distribution of β-Sitosterol was also dependant on the characteristics of rice. Among 104 varieties, Hwangtodo has the greatest amount of chemical than any varieties. Total content of β-Sitosterol was more distributed in foreign than domestic. Also longer the ripening period, much higher the content of β-Sitosterol such as late maturing varieties, medium varieties and early maturing varieties. The varieties with colored hyll contained lower than common rice. On the other side, the average concentration of β-Sitosterol was a little higher in rice varieties with awn than them without awn and also colored awn was lower than colorless awn.
○ Test of antioxidative activities and analysis of biologically active substance in indigenous gramineous resources. In this study, we try to develop the products contained Indigenous Resources. So, antioxidant activity, antimicrobial activity by 2-fold dilution assay were analyzed for screening, and then further fractioned to n-hexane, ethyl-acetate, n-buthanol and water from methanol extracts. The effects of various fractions were examined. Functional products were developed as uncooked food, tablet and pill.
○ Test of antioxidative activities and analysis of biologically active substance in indigenous legume resources. The total average concentration of isoflavones in soybean cultivated at Iksan was significantly different at 0.05 probability level. In small and medium seed, the soybean cultivated at Yeoncheon, Yesan, and Milyang had the high level isoflavone, while that cultivated from Chuncheon had the lowest isoflavone concentration. On the other hand, the isoflavone concentration of soybean cultivated from Chuncheon in large seed soybean was the highest. At Yeoncheon Yesan, and Milyang, the total isoflavone to their seed size was significantly different (p < 0.05), whereas, in the soybean of different size cultivated at Chuncheon, that to their seed size was not signigicant difference. The total isoflavone of small and medium seed soybean was significantly higher than that of large seed soybean.
The total average concentration of phenolic compound in soybean cultivated at Yeoncheon (1320.4 μg g^-1) and Iksan (1314.3 μg g^-1) and Chuncheon (1002.1 μg g^-1)was significantly different at 0.05 probability level. In small, medium and large seed, the soybean cultivated from Yeoncheon had the high level phenolic compound, while that grown at Chuncheon had the lowest. On the other hand, the phenolic compound concentration of large soybean cultivated at Milyang was the lowest. At Yeoncheon, Yesan, and Milyang, the total phenolic compound according to their seed size was significantly different (p < 0.05), however, in the soybean of each different size cultivated at Chuncheon, that to their seed size was not signigicant difference. The total phenolic compound of small and medium seed soybean was significantly higher than that of large seed soybean. Whereas, in soybean seed cultivated at Chuncheon, the total phenolic compound concentration of large seed was slightly higher than those of small and medium seed varieties, however, the differences was statistically not significant.
Comparison of isoflavone concentration in soybean sprouts grown under two different light conditions. The objective of the present study was to determine the isoflavone concentration in the cotyledons, hypocotyls, and roots of 17 soybean sprouts varieties grown under two different light conditions. The total average isoflavone concentrations in the sprouts of the 17 soybean varieties were 2167.5 g g-1(green μ sprouts) and 2537.6 μg g-1 (etiolated sprouts) in the cotyledons, 1169.2 μg g-1 (green sprouts) and 1132.2 μg g-1 (etiolated sprouts) in the hypocotyls, and 2399.1 μg g-1 (green sprouts) and 2852.1 μg g-1 (etiolated sprouts) in the roots. There were no significant differences in total isoflavone concentrations between the green and etiolated sprouts. However, there were significant differences between the cotyledons, hypocotyls, and roots, with the roots having the highest total isoflavone concentration. Total daidzin concentrations of the green and etiolated sprouts increased to more than four times that of the seeds. Total genistin concentrations of etiolated sprouts were the highest, and green and etiolated sprouts had higher total glycitin concentrations than the seeds.
○ Removal efficiency of indigenous plant resources and phytoremediation reactor on wastewater. There were many indigenous plant resources those were more removal efficiency on different wastewater substances(nitrate, ammonium, phosphorus, sulfur, heavy metal, etc) with absorption and attachment than water hyacinth, representative clarifying plant, in water batch experimental system. There were different absorption capacity of root in rhizosphere and transport rate easy to move up to shoot between water hyacinth and indigenous plant resources when it was used to clarifying plant to remove heavy metal and eutrophication matter, water pollution source under low temperature that weaken physiological function of plant.
Removal efficiency of phytoremediation reactor on wastewater. The 5 stepped watercourse phytoremediation reactor, in that various suitable plant resources in combination with soil, natural materials (ceramic etc.) in rhizosphere were good constructed as circulation system(7 days) for clarification of wastewater, was used for removal efficiency of wastewater substances. The removal efficency of wastewater substances(nitrate, ammonium, phosphorus, sulfur, heavy metal, etc) and COD was good ,especially heavymetal .The 3channel watercourse phytoremediation reactor, in that various suitable plant resources in combination with water(1 stage) and soil(2 ,3 stage) in rhizosphere were good constructed as non-circulation system(14 days), was used for removal efficiency of wastewater substances (nitrogen, phosphorus, sulfur, chloride, heavy metal, COD). The removal efficency of wastewater substances(phosphorus, sulfur, heavymetal, COD) under low temperature condition was good ,especially heavymetal, aber that of nitrogen showed nicht effectively because of continuous input of high nitogen concentration. Consequently, it is expected to reach more good removal efficiency of contamination source when various special feature of plant resource that is different to absorption ability of each pollution source, resonable plant mixing and suitable selection of natural materials for filtering in phytoremediation reactor is tested scientifically and is applied.
3. Construction of DNA profile DB and Evaluation using molecular marker from Korean Landraces
A total of 40,885 rice accessions are being maintained in the genebank at RDA in Korea. However, evaluation of genetic diversity among these accessions has not been well evaluated. The purposes of the present study were to evaluate genetic diversity of 371 rice germplasm in Korea, Genetic diversity of 1,870 accessions of rice, Oryza sativa, which consist of three groups, i.e., 164 Genebank core collection lines, 144 breeding lines and 42 IRRI core collection lines, was evaluated using 150 rice microsatellite(RM) markers. A total of 1692 alleles were detected at the 150 SSR loci. The number of alleles per marker locus ranged from 2 to 50 with an average of 11.3. PIC value for the 150 SSR loci ranged from 0.02 to 0.94 with an average of 0.620, and the size difference of alleles varied from 2bp to 276bp. Gene diversity was highly significantly correlated with the highest allele frequency, the number of alleles and the number of rare alleles.
Candidate genes that are related to starch biosynthesis, disease resistance and drought resistance in rice are not yet well studied. Therefore, association study of sequence variations with phenotypes will provide a potential tool for identifying candidate gene function and crop improvement. In the present work, we identified several SNPs within candidate genes related to grain quality, disease resistance and drought resistance in rice. Based on these SNPs, we developed CAPS/dCAPS markers and demonstrated their successful utilization in SNP profiling of different rice accessions.
4. A Basic Study for the Legislation of the Law on Conservation, Management and Use of Genetice Resources for Food and Agriculture
Genetic resources are recognized as very important natural resources for the surviving of mankind and providing their necessities for their living. Especially, genetic resources for food and agriculture has critical importance for the food security of mankind which are closely related with its own existence. Traditionally, free access to and use of genetic resources has been allowed to all people by the principle of "common heritage of mankind". Companies and researchers in developed countries developed high value added products and monopolized the benefit arising from the invented products through intellectual property right system.
Genetic resource rich countries has recognized the economic value and importance of genetic resources since the last part of the 1970's, declared the their sovereignty over genetic resources within their territories and made an endeavor to legislate international rules to realize their sovereign rights. As a result, a couple of international documents, such as International Understanding for Plant Genetic Resources for Food(1983) and Agriculture and Biodiversity Convention(1992), were adopted.
The discussion about genetic resources has been processed through various channels since then. Food and Agriculture Organization(FAO) adopted the International Treaty on the Plant Genetic Resources for Food and Agriculture(2002) The International Document provided the multilateral system for the access and benefit-sharing of plant genetic resources for food and agriculture which had been stated in the Biodiversity Convention.
With the above-mentioned development, genetic resources rich countries proclaimed principle of absolute sovereignty over genetic resources through their domestic laws and regulated their own domestic genetic resources by legislation of laws on the protection and use of genetic resources. Latin American countries, East Asian Countries, European Union(EU) member countries and African Countries can be included in those regulation countries. European Union regulated its genetic resources through Biodiversity Policy and Strategy, ASEAN through ASEAN Basic Agreement System, and African Countries through African Model Law.
The legislations on genetic resources have detailed provisions on the scope of covered genetic resources, basic principles of regulation, responsible office, conservation and management of genetic resources, and access and benefit-sharing. Especially, it is a shared view that the detailed provisions of genetic resources related laws are the essential mechanism for the efficient collection, conservation, management, characterization and access and benefit-sharing of genetic resources which are situated in their territory.
The domestic law of main countries are the following: In the Unites States, the Federal Act on the Grounds for the Establishment of National Genetic Resources Program and the Federal Law on Plant Varieties and Seeds were legislated; in Pilippine, the Law on the Protection of Plant Biodiversity and the Regulation for the Implementation of the Law on the Protection of Plant Dversity; in Japan, the Law on Seeds of Main Agricultural Plants, the Law on Seedling and the Law on Forest Seedling; in China, the Act on Seeds and the Regulation on the Protection of Plant Varieties; in India, the Act on Biodiversity and the Act on Plant Varieties and Farmers' Rights; in Brazil, Provisional Measure on the Genetic Resources and Traditional Knowledge and Draft law on the Access to Genetic Resources.
Korea has depended on the imported genetic resources for the industrial and research related needs of genetic resources due to the poverty of her own genetic resources. However, Korea has experienced some difficulties to get the required genetic resources because genetic resource rich countries had strengthened the regulation of their genetic resources through their domestic laws. To face the harsh international situation efficiently, Korea have to make a law for the protection of domestic genetic resources and collection or import of genetic resources from foreign countries.
5. Study on economical effect of joining the FAO and ITPGRFA
Plant genetic resources for food and agriculture (PGRFA) have their distinctive features and problems needing special conservation. They play useful roles in maintaining environment and eco-system by themselves. And they also make economically vital contributions to enhancing productivity of plant and food sectors.
However, conservation and commercial uses of plant genetic resources are not attractive to private sectors for the following reasons. First, genetic resources have characteristics of a public good that distinguish them from a private good. That is, they are nonexclusive and nonrival in their consumption. Second, their profitability or economic usefulness is very uncertain before their success in commercialization. Finally, it takes such much time and efforts to actualize benefits from the genetic resources that it is difficult for private sectors to participate in conservation and management of genetic resources.
In this context, the activities for conservation of plant genetic resources have been mainly conducted in the public sectors, rather than in private sectors. FAO's International Treaty on Plant Genetic Resources for Food and Agriculture (ITPGRFA) can be a good example of the public side efforts. The treaty focuses on establishing a system of multilateral exchange of plant genetic resources and equitable benefit-sharing.
The objectives of this analysis are as follows. The first objective is to analyses the specific implications of ITPGRFA which will have an important effect on the future exchange and benefit distribution of plant genetic resources. Second, this analysis is aimed to make a contribution to the government decision making on whether to join the treaty or not by predicting the merits and demerits for Korea.
For these purposes, this analysis reviews the developments of international discussions on the plant genetic resources. We also do research on the roles and features of ITPGRFA reflected in the previous analysis and its relationship with other international agreements. Finally, this analysis deals with the techniques and relevant policies for conservation and utilization of the genetic resources. In the main subject, we employ two approaches for the analysis of effects of Korea’s joining the treaty. One approach is to review the precedents of other Contracting Members, including the membership of ITPGRFA and their time of accession. The other is to analyze the opinions of Korea’s expertise in the field of genetic resources with respect to the effects of accession of the treaty.
Regarding the first approach, we adopted multinomial logit model, Tobit model, and survival analysis model. By estimating a multinomial logit model it is shown that a country with less dependency on foreign genetic resources and higher per capita GDP is likely to sign and ratify the treaty. In addition, we take into account the ordering of ratification by estimating Tobit model and various forms of survival analysis model. The results show that the level of dependency is the most significant factor that affects the timing of ratification or accession. Again, a country less dependent on foreign genetic resources is likely to ratify the treaty earlier than a country heavily dependent on foreign resources. The results imply that the treaty represents mainly the interests of centers of diversity not those of developed countries which possess most of the property rights on the developed seeds. The estimated models predict that Korea has to ratify the treaty no later than early months of 2006.
Regarding the second approach, we apply the AHP method to the analysis of the opinions of experts. We estimate the merits and demerits of accession of the Treaty by taking into account policy elements or experiences from our experts. The results show that economic aspects are much more important than policy aspects of the accession of the treaty. In addition, the availability of overseas genetic resources is estimated to be the fist of the economic benefits. The facilitation of domestic research and development on this area is estimated to be the fist policy benefit. The overall result shows that experts are more supportive of joining ITPGRFA.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 19
• CONTENTS ... 31
• 목차 ... 33
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 35
• 제 1 절 연구개발의 필요성 ... 35
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황과 문제점 ... 42
• 제 1 절 국내 현황 ... 42
• 제 2 절 국외 현황 ... 44
• 제 3 절 앞으로 전망 ... 47
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 48
• 제 1 절 영양체 번식작물의 안전보존을 위한 현지외 보존연구 ... 48
• 1. 영양체 유전자원의 초저온 동결보존체계 확립 ... 48
• 2. 마늘유전자원 동결 보존기술 실용화 ... 51
• 3. 마늘유전자원 동결보존 이행 ... 54
• 4. 감자 유전자원 동결보존기술 실용화 ... 61
• 제 2 절 토종자원(영양체번식자원포함)의 선발 및 산업적 활용 ... 69
• 1. 토종벼 유전자원의 생리활성 물질 분석 수행 : 벼 종실에 함유된 페놀 화합물 및 β-사이토스테롤의 품종간 비교 ... 69
• 2. 토종화본과 유전자원의 생리활성 물질 분석 수행 ... 103
• 3. 토종두과 유전자원의 생리활성 물질 분석 수행 ... 146
• 4. 토종식물유전자원의 오염정화능 평가 및 정화시스템 모델구축 ... 215
• 5. 연구결과의 산업적 활용에 따른 시제품 개발 ... 247
• 제 3 절 재래종 자원의 초밀도 DNA Profile구축, 마커개발 및 자원평가 ... 252
• 1. 주요 식량작물 초고밀도 DNA Profile DB구축 ... 252
• 2. Genotyping DNA Marker의 개발 및 자원평가 ... 277
• 제 4 절 농업유전자원 보존ㆍ관리 및 이용에 관한 법제정을 위한 기초연구 ... 298
• 제 5 절 FAO 식량ㆍ농업식물유전자원국제조약 (ITPGRFA) 가입의 경제효과 분석 연구 ... 653
• 제 4 장 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 760
• 제 1 절 연구개발목표 달성도 ... 760
• 제 2 절 대외기여도 ... 761
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 763
• 제 6 장 참고문헌 ... 765
• 끝페이지 ... 778