초록 ▼

II. 연구의 목적 및 필요성
세계 경작지의 11%인 1.75억 ha에 GM 작물이 재배되고 있으며 GM 종자 시장 규모는 201 억$(기술료 포함)로 지난 수년간 평균 성장률이 10%를 상회하고 있음.
GM 종자에 사용된 형질은 제초제 저항성 형질, 살충성 형질, 내병성 형질, 사료가치 향상 형질이 있으며 가뭄 저항성, 질소 이용효율 향상 형질을 집적한 종자가 개발되고 있음.
GM 작물 재배 면적기준으로 보면 제초제 저항성 형질이 탑재된 종자의 재배 비중이 85% (살충성 형질과 multi gene stacked

II. 연구의 목적 및 필요성
세계 경작지의 11%인 1.75억 ha에 GM 작물이 재배되고 있으며 GM 종자 시장 규모는 201 억$(기술료 포함)로 지난 수년간 평균 성장률이 10%를 상회하고 있음.
GM 종자에 사용된 형질은 제초제 저항성 형질, 살충성 형질, 내병성 형질, 사료가치 향상 형질이 있으며 가뭄 저항성, 질소 이용효율 향상 형질을 집적한 종자가 개발되고 있음.
GM 작물 재배 면적기준으로 보면 제초제 저항성 형질이 탑재된 종자의 재배 비중이 85% (살충성 형질과 multi gene stacked 종자 포함)로 매우 중요한 형질임. 현재는 아미노산 합성저해 약제인 glyphosate, glufosinate 의 저항성 형질을 탑재한 GM 종자 시장 점유율이 각각 90%와 10%를 차지 함.
Glyphosate 저항성 형질을 탑재한 종자의 과점과 GM 재배지에서 glyphosate 의 반복적 사용으로 glyphosate 저항성 bio-type 잡초가 급격히 증가하여 미국 농민의 30%가 저항성 잡초 문제를 경험하고 있으며 새로운 방제 기술을 원하고 있음.
GM 종자회사는 작용 기전이 다른 두 가지 제초제의 저항성 형질을 탑재한 종자를 개발하여 glyphosate 저항성 잡초 문제를 해결하려고 함. 그러나 재배지에는 두 가지 약제 (glyphosate, dicamba 또는 2,4-D) 에 모두 저항성을 지닌 bio-타입의 잡초가 있어 새로운 제초제에 대한 저항성 형질 개발이 필요함.
저항성 잡초를 문제를 해결하기 위해서는 식물이 저항성을 확보하기가 어렵고(변이 유발 가능성이 낮아야 함), 가격 경쟁력이 있는 약제를 개발하고, 이 약제에 대한 저항성 형질을 개발해야 함.
제초제 중에서 비선택성 제초제는 3종류-glyphosate, glufosinate, paraquat 이고, 이 중 2 종류는 이미 저항성 형질을 개발하여 사용하고 있으며 paraquat는 인축 맹독성 문제로 사용이 제한되고 있는 추세 임(한국에서는 퇴출).
Pyrimidinedione chemical family 인 Saflufenacil (BASF, 2009년 개발한 제초제)은 PPO 효소기능을 저해하여 클로로필 합성과 heme 합성저해, 세포막 파괴 기능의 광엽 잡초 제초제이고, Pyrimidinedione 계열의 PPO 계 제초제로 국내에서 개발된 신물질(ISO 등록명: Tiafenacil, 동부팜한농) 은 Saflufenacil 대비 화본과 잡초 방제 능력이 우수 함.
새로운 비선택성 제초제에 대한 저항성 형질 개발은 GM 종자회사의 Top 관심사이고, BASF社는 Saflufenacil 저항성 형질 개발에 착수 하였으며, 동부팜한농도 Tiafenacil 저항성 형질을 개발하고 있음.

본 연구과제 목적은 기술 사업화를 위한 R&D 기획 연구로
1) 비선택성 PPO 계 제초제 저항성 형질의 가치를 평가하고,
2) 선행 기술 및 특허 파악을 통해 개발 전략을 도출하는데 그 목적이 있음

Abstract ▼

It was determined the value of PPO-inhibiting herbicide resistance trait, and was developed a strategy for technology development through patent analysis.
Non-selective herbicide resistance trait was evaluated as having a value of more than $ 2.5 billion.
Global agrochemical companies are purs

It was determined the value of PPO-inhibiting herbicide resistance trait, and was developed a strategy for technology development through patent analysis.
Non-selective herbicide resistance trait was evaluated as having a value of more than $ 2.5 billion.
Global agrochemical companies are pursuing the development of resistance trait of PPO-inhibiting herbicides. Syngenta attempted to develop PPO-inhibiting herbicide resistant PPO enzyme by modifying the target of the PPO-inhibiting herbicide. BASF is developing enzymes which break down the PPO-inhibiting herbicide.
Through the technology analysis, it was revealed that possibility to confer herbicide resistance to plants through the modification of the target enzyme is high. However, because of the presence of a patent from Syngenta using PPO genes from plants, PPO genes originated from the other kingdom species, cyanobacteria, were studied.
This research team secured the PPO-inhibiting herbicide resistance gene from the resources, cyanobacteria, with hemY-type PPO, the same type as plant one.
It was found that cyanobacterial PPO genes were expressed normally in Arabidopsis plants and could be utilized to develop non-selective herbicide resistance trait for crops as the plants showed resistance against Tiafenacil, a recently developed PPO-inhibiting herbicide.
It was developed the high throughput system screening herbicide resistance PPO genes in vivo.
It was developed the technology for modeling 3D structure of PPO proteins, and secured the technology to confer herbicide resistance through substitution of amino acids to lower electrostatic interaction energy between chemical and protein.
Developed technology was utilized to screen herbicide resistance genetic resources.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 목차 ... 3
• Ⅰ. 제 목 ... 4
• Ⅱ. 연구의 목적 및 필요성 ... 4
• Ⅲ. 연구 내용 및 범위 ... 5
• Ⅳ. 연구 결과 ... 5
• 1. 기술성 평가 ... 7
• 1). 대상기술의 개요 ... 7
• 2). 국내외 기술 동향 ... 8
• 3). 기술 수준 분석 ... 13
• 4). 기술의 완성도 ... 15
• 5). 종합의견 ... 19
• 2. 시장성 평가 ... 19
• 1). 시장 개요 ... 19
• 2). 시장규모 및 특성 ... 19
• 3). 기업 동향 ... 32
• 3. 기술이전 및 사업화 전략 ... 34
• 1). 기술이전 대상 기업 선정 ... 34
• 2). 기술이전 및 사업화 전략 ... 35
• 4. 기술가치평가 ... 52
• 1. Monsanto ... 52
• 2. DuPont ... 67
• 5. 특허 및 선행 기술 파악 ... 82
• 1). 제초제 저항성 형질 관련 특허 분석 ... 82
• 2). 기술 개발 접근 방안 ... 85
• 3). 유전 자원 소스 검토 ... 87
• 4). 기존 특허 회피 방안 ... 90
• Ⅴ. 연구성과 및 성과활용 계획 ... 91
• VI. 참고문헌 ... 92
• SUMMARY ... 93
• CONTENTS ... 95
• 끝페이지 ... 95