GM 콩 개발 현황 및 전망 1. 국내외 산업동향 - 몬산토사가 개발한 유전자변형(Genetically Modified;GM) 콩인 제초제저항성 콩 품종(Round-up Ready Soybean)이 1996년에 상품화되어 재배된 이후 유전자변형 콩 재배면적은 1996년 50만 ha에서 2007년 5,860만 ha로 빠르게 증가하여 2007년 기준 세계 콩 재배면적의64.5%를 차지하고 있다. - GM 콩을 생산하는 주요 국가로는 미국, 아르헨티나, 브라질 등이 있으며 콩 면적의 93.2%, 96.4%, 68.1%를 각 각 GM콩으로 재배하고 있다. 현재 제초제저항성 콩 품종이 가장 널리 재배되고 있으나 고올레인산 콩, 오메가-3 함유 콩 등 기능성 품종이 지속적으로 개발되어 앞으로 GM 콩 재배면적은 더욱 증가할 것으로 전망된다. - 상업화된 주요 GM 콩 품종으로는 제초제 저항성인 몬산토사의 Roundup Ready™ 콩, Roundup Ready2Yield ™ 콩과 바이엘사의 LibertyLink™ 콩, 듀폰사의 Optimum GAT™ 콩이 있으며 최근 지방산 조성을 개량 하여 트랜스지방의 생성을 줄일 수 있는 TREUS™ 콩 품종이 상업화되어 재배되고 있다. 2. 국내외 연구동향 ???? GM 콩 개발 현황 - GM 작물은 특성에 따라 아래와 같이 구분할 수 있다(표1). 현재 재배되고 있는 GM 콩의 대부분은 제1세대에 속 하며 제2세대와 제3세대 GM 콩 개발을 위해 많은 연구가 진행되고 있다.
- 국외 ① 몬산토, 듀폰, 신젠타 등 다국적 기업을 중심으로 약 20여종의 GM 콩 품종이 개발 중에 있으며 농업형질별로 는 지방산 조성 개량(7종), 제초제 저항성(3종), 병해충 저항성(3종), 단백질 조성 개량(4종), 수량 증가(1종), 항 체 생산(1종), 복합형질 개량(내충성, 제초제저항성, 1종) 등이 있다(그림 1). ②심장과 두뇌에 좋은 오메가-3 지방산 함유 GM 콩 개발 몬산토, 듀폰, 신젠타 등 다국적 기업을 중심으로 기존의 식물에는 생성되지 않는 오메가-3 지방산을 함유하는 GM 콩을 활발히 개발하고 있으며, 최근 몬산토사에서 SDA를 생성하는 GM 콩을 개발하고 FDA(미국식품의약 청)의 승인을 완료하였다. 또한, 오메가-3 지방산 SDA 함유 GM 콩 기름에 대한 인체실험에서 혈중 EPA함량 이 18% 증가함을 확인, GM 콩 유래의 오메가-3 지방산이 건강에 유익함을 증명하였다.
- 국내 ①국공립연구소 및 대학을 중심으로 GM 콩을 개발하고 있으며 현재 까지 기능이 확인된 4종의 GM 콩 계통이 개발되어 포장 시험단계에 있다. 농업형질별로는 토코트리에놀 고함유 콩, 알파토코페롤 강화 콩 등 기능성이 2종, Basta 저항성 콩 등 제초제 저항성 1종, 콩모자이크병 저항성 콩 등 병해충저항성이 1종이 있다 ②중풍 등 혈관계 질환을 예방하는 토코트리에놀 함유GM 콩 개발 국립식량과학원에서는 항암, 심장 및 혈관계 질환 개선, 면역 강화, 치매 개선 등 성인병에 효과가 있는 고기능성 콩을 개발하기위해, 기존 콩에는 없는 토코트리에놀 성분을 합성하는 GM 콩을 개발하여 특허출원하고 약리 및 생리활성 연구를 진행하고 있다.
???? GM 콩 개발을 위한 형질전환 기술 - GM 콩 개발에 사용되는 유전자변형 기술에는 식물, 동물, 미생물 등에서 유용유전자를 발굴하는 과정, 유용유 전자를 분리 동정하는 과정, 유전자의 기능을 모델식물에서 확인하는 과정, 기능이 확인된 유전자를 대상으로 형 질전환용 운반체를 제작하고 콩에 형질전환하는 과정, 우수 형질전환 이벤트를 선정하여 안전성 및 포장성능을 평 가하는 과정 등이 포함된다(그림 2).
- GM 콩 개발과정에서 유용유전자를 콩에 도입할 때 사용되 는 형 질 전 환 방 법 으 로 는 아 그 로 박 테 리 움 (Agrobacterium)법, 미세입자투사법(microprojectilebombardment) 등이 있다. 미세입자투사법은 유전자총 을 이용하여 미세입자에 코팅된 DNA를 배양된 체세포배에 직접 전이하는 방법으로, 키메라 현상이 적어 콩 형 질전환에 많이 사용되어 왔으나 삽입되는 DNA 복제(copy) 수가 많고, 삽입되는 양상의 복잡성 및 삽입 DNA 가 절단된 형태로 전이되는 등의 문제점이 있어 최근에는 아그로박테리움을 이용한 형질전환방법이 많이 사용되고 있다. 이 방법은 식물 병원균인 아그로박테리움이 지니고 있는 Ti(tumor -inducing) 플라스미드 또는 Ri(rootinducing) 플라스미드 상의 T-DNA 영역이 식물 세포에 전이되는 기작을 유용유전자 도입에 이용하는 것으로, 콩 조직으로는 자엽마디, 배축, 하배축 등이 주로 이용된다. - 국립식량과학원에서는 배축조직을 이용한 새로운 형질전환 기술을 개발하여 특허출원하였다. 개발된 방법은 형질 전환이 어려운 국내 품종을 대상으로 형질전환 식물체를 생산하는 것이 가능하며, 형질전환 과정을 단순화함으로 써 형질전환 과정이 간단하고 목표로 하는 형질전환 식물체를 빠른 기간 내에 생산할 수 있어 형질전환과정에서 소요되는 인력 및 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
출처: 한국콩연구회 소식 제 281호(10.5.25)
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