유전자변형(Genetically modified)

대두가 상업적으로 재배된 1996년 이래로 식물생명공학기술에 의한 GM작물의 상 용화는 사료용 및 식품가공용을 중심으로 세계적으로 널리 실 용화되고 있다. GMO의 식품안전성 및 환경위해성 논란에도 불구하고 전 세계 GM작물 재배면적은 1억 7,030만 헥타르에 달하고 있으며, 28개국에서 1,730만여 명이 GM작물 재배에 종사하고 있다(James, 2012). 유전자변형 작물 중 제초제내성 형질의 대두, 옥수수, 유채, 면화의 재배면적은 약 9,400만 ha 로 전 세계 유전자변형 작물 재배면적의 59%를 차지하고 있 다. 일반적으로 제초제내성 작물은 glyphosate나 glufosinate 제 초제에 내성을 가짐으로써 잡초방제에 소요되는 노동력과 농 기계 사용 절감에 따른 경제적 이익(Owen, 2000), 무경운 농 법에 의한 토양 환경 보존 및 화석연료 사용 절감에 따른 기 후 변화 대응 효과(Brookes and Barfoot, 2006) 등의 장점이 있으며, 이들 glyphosate나 glufosinate 제초제에 내성 유전자들 을 해충저항성, 내재해성 GM작물 개발에 선발 인자로도 이용 하고 있다(Oh et al., 2010; Oh et al., 2011). 하지만 재배면 적의 증가와 함께, 환경 및 인체에 미칠 영향에 대한 우려도 꾸준히 제기되고 있는 실정이며, 이러한 우려는 GM작물 재배 를 통하여 식품 및 사료가 본격적으로 제공되기 시작한 ‘90년 중반 이후 심화되기 시작하였다.

현재 국내에서도 다양한 유용 GM작물들이 개발되고 있으 며, 안전성 평가를 통해 안전성 심사서와 상업화를 위한 단계 를 준비 중에 있다. GM작물의 개발은 환경과 재배 단계 안정 성을 높이고, 고부가가치의 농산물 수요 확대로 연구와 개발 건수뿐만 아니라 GM작물의 재배 면적이 증가하고 있다. 또한 국내 개발 GM작물의 상업화를 2020년 목표로 하고 있어, GM작물의 환경위해성과 식품안전성 평가는 더욱 필수 요건 이 되고 있다(Lee et al., 2010). 이에 GM작물에 도입된 유 전자의 발현 및 후대안정성 검정과 GM작물이 독성, 알레르기 와 영양성분 평가 등에 관한 식품안전성 및 환경에 미치는 잠 재적 위험성, 즉 잡초화, 생태계 교란 등에 대한 환경위해성뿐 만 아니라, 특히 도입 유전자 산물의 표적 및 비표적 생물체 에 미치는 영향에 대한 검증 가이드라인 구축의 필요성이 대 두되고 있다(Oh et al., 2012a; Vries & Wackernagel, 2004).

GM벼는 담수조건에서 생육하므로 기존의 GM작물(옥수수, 콩, 면화 등)의 비표적 생물체 영향 평가시 일반적인 평가 대 상인 인시류, 노린재류, 딱정벌레류의 대표 곤충 외에 수서생 물종이 추가되어야 한다. 비타민 A 강화벼가 비표적생물체에 미치는 영향을 분석하기 위하여 무척추동물(물벼룩, Daphnia magna)에 급성 독성 평가가 수행되었으며, GM벼가 어류에 미 치는 영향에 대한 필요성이 제기된 바 있다(Oh et al., 2011; Oh et al., 2012a). 본 실험에서는 수서생물종 중 어류에 대한 환경 생물 독성시험을 수행하기 위하여 미꾸리(Misgurnus anguillicaudatus)와 잉어(Cyprinus carpio)를 대상으로 시험을 실시하였다. 시험종 선택에 있어서 생태학적 및 실험 방법론 적 문제뿐 만아니라 환경위해성 물질에 대한 높은 감수성, 여 러 독성물질에 대한 독성 성적 확보, 광범위한 지역에 분포, 1 년 이내의 단기간에 생활사 독성시험 가능 등을 고려하여 미 꾸리, 잉어, 무지개송어(Oncorhyunchus mykiss), 자브라피쉬 (zebra fish, Brachydanio rerio) 등이 일반적으로 사용되어져 왔다(Versteeg et al., 1997; Kim et al., 2010a; USEPA, 1986). 비타민 A 강화벼는 쌀의 영양학적 품질을 향성시키기 위한 방법으로 생명공학기술이 도입되어 개발된 GM벼로서 쌀 의 배유에 프로비타민 A인 베타-카로틴(β-carotene)을 생성하 는 유전자변형 쌀인 일명 황금쌀(Golden Rice)이 비타민 A 결핍을 줄이기 위한 방안으로 개발되었다. 황금쌀은 Japonica 쌀 품종에 수선화(Narcissus pseudonarcissus)의 phytoene synthase(PSY) 유전자와 세균 Erwinia uredovora의 phytoene desaturase(CrtI) 유전자를 삽입함으로써 최초로 재조합되었으 며(Ye et al., 2000), 국내에서는 고추(Capsicum) 카로티노이 드(carotenoid) 대사관련 다중유전자를 동시발현기술에 의해 쌀 의 배유부위에 발현시킨, 베타-카로틴 생합성 벼(비타민 A 강 화벼)를 개발하였다(Ha et al., 2010).

본 시험에서는 GM벼에 대한 환경 생물 독성시험을 위해서 동북아시아에서 농경지, 농수로, 못, 하천 등에 서식하는 담수 어종으로 현재 한국, 중국, 일본에서 농약 사용량 증가와 농경 지의 주변 환경 변화에 따라 서식 개체수가 증감하는 대표적 인 논경지의 지표종인 미꾸리(Misgurnus anguillicaudatus Loach)와 국내수계에 자생하며 OECD, 일본 및 국내에서 비 교할 수 있는 기존의 독성 자료가 풍부한 생물종인 잉어 (Cyprinus carpio Carp)를 대상으로 비타민A 강화벼에 의한 영향을 분석하였다. 이들은 환경생물 독성 시험 기준과 방법 (농촌진흥청 고시 제 2010-29호)에 명시된 환경생태독성 시험 생물로서 가장 널리 사용되는 생물검정 재료이다(Yeom & Lee, 2006). 카로티노이드 생합성 유전자인 PSY/CrtI가 도입된 비타민A 강화벼에서 선발마커로 사용된 제초제 저항성 유전 자인 PAT의 식물체내의 유전자 도입과 단백질 발현을 확인한 후, 모본으로 사용된 낙동벼와 함께 환경위해성 평가 항목 중 수생 생물종의 비표적 생물체로 미꾸리와 잉어에 미치는 영향 을 조사하였으며, 본 시험을 통해 국내 개발 GM작물의 안전 성 자료 생산뿐만 아니라, 비표적 생물체에 대한 독성평가 가 이드라인을 제시하였다.

재료 및 방법

시료 제조

비타민A 강화벼와 비형질전환 모품종인 낙동을 GMO 격리 포장(경북 군위군 효령면)에서 재배하고 잎과 줄기부위를 수 확하여(출수기) 동결건조한 후(일신랩 FD8518, 한국) 분쇄기 를 이용하여(한일전기, HMF-3100S, 한국) 분말화 하였다. 분 쇄된 시료는 600 μm의 표준망체(청계산업, 한국)를 통과시킨 후, 사육용수에 현탁하여 급성독성 분석용 시료로 이용하였다.

Genomic DNA 분리 및 Southern blot 검정

비타민A 강화벼와 ‘낙동’ 식물체 시료를 각 1 g씩을 취하 고, 막자사발에서 액체질소와 함께 분말화한 후 DNeasy Plant kit (Qiagen, CA, USA)을 이용하여 genomic DNA 를 분리하였다. NanoDrop Spectrophotometer ND-1000 (NanoDrop Technologies, Inc, Wilmington, USA)를 이용 하여 260/280 nm 값이 1.8 ~ 2.0 사이인 추출액을 실험에 이용하였다. 비타민A 강화벼의 도입유전자 특성 확인을 위 해서 Southern blot을 수행하였으며, 추출한 genomic DNA 5 μg를 제한효소 BamHI으로 처리하여 절단하고 1% 한천 겔 상에서 전기영동 한 다음 denaturation하였다. 이 후 nylon membrane (Hybond-N+, Amersham, Uppsala, Sweden) 에 겔의 DNA를 전이시키고, membrane의 DNA 단편들을 UV-crosslink (1200 × μJ/cm²)로 고정한 후 hybridization buffer (0.5 M Na₂PO₄ pH 7.2, 1% BSA, 7% SDS, 1mM EDTA, 10mg/mL salmon sperm testicle DNA)로 1시간 동안 pre-hybridization하였다. Hybridization은 Random primer DNA labeling kit (Takara Bio Inc., Shiga, Japan)를 이용하였고, radioactive probe인 α-³²P로 labeling하여, 65°C에서 16 ~ 18 시간 동안 hybridization하였다. Probe는 specific primer를 이 용하여 PAT 유전자를 PCR로 증폭한 후 elution하여 사용하 였다. Hybridization이 끝난 membrane은 washing solution (1st solution, 2X SSC, 0.1% SDS; 2nd solution, 1X SSC, 0.1% SDS; 3rd solution, 0.2X SSC, 0.1% SDS)으로 세척 한 후 Bio-imaging analyzer (BAS-2000; Fuji Photo film, Tokyo, Japan)로 분석하였다.

비타민A 강화벼의 발현 단백질 검정

카로티노이드 생합성 유전자인 PSY/CrtI와 제초제 저항성 PAT 유전자가 도입된 비타민A 강화벼에서 카로티노이드 생성 은 종자에서 HPLC로 분석하였고(Oh et al., 2012a), 선발마 커로 사용된 제초제 저항성 PAT 유전자의 PAT 단백질 발현량 을 확인하기 위하여 western blot 검정을 실시하였다. 비타민 A 강화벼와 ‘낙동’ 식물체 시료를 각 1g씩을 취하고, 막자사 발에서 액체질소와 함께 분말화한다. 분말화된 시료에 단백질 추출용액(0.5 M Tris-HCl, 10 mM EDTA, 0.7M sucrose, 0.1 M KCl, protease inhibitor cocktail)을 첨가한 후, 원심분 리(4°C, 15,000 rpm, 20분)하여 단백질을 분리, 추출한 후 Bovine serum albumin(BSA)을 기준으로 protein assay reagent(Bio-Rad, Hercules, CA)를 이용하여 단백질 정량하였 다. 추출한 단백질을 10% SDS-PAGE 겔에서 전기영동 후, polyvinylidene difluoride membrane(Bio-Rad, Hercules, CA) 에 전이하였다. 전이된 membrane을 blocking 용액(5% nonfat skim milk, 0.02% sodium azide, TBST 용액)으로 실온 에서 2시간 동안 블로킹한 후, PAT antibody(1차 항체, 1 : 1000)으로 4°C에서 12시간동안 처리하였고, anti-rabbit IgG-HRP antibody(2차 항체, 1:2000)로 4°C에서 12시간동안 처리하였다. 각 항체를 처리한 후, TBST 용액으로 10분간 4 번씩 세척하였다. 면역 반응된 단백질은 ECL western blotting detection reagent (GE Healthcare, Piscataway, NJ) 를 이용하여 검출하였다(Kim et al., 2010b).

공시 어류 배양 조건

독성분석용 비표적 생물체인 미꾸리는 대한농산(전라북도 남 원시 송동면, 한국)에서, 잉어는 오창 양어장(충청북도 청원 군, 한국)에서 각각 구입하여 배양하였다. 미꾸리는 1,000 L 용량의 장방형 수조(환경독성실험동 담수어사육실)에서 수온 21 ~ 25°C, 광조건 16시간, 암조건 8시간의 조건으로 배양하였 으며, 오전에 1회 미꾸리용 탑밀(제일사료, 한국)을 먹이로 매 일 공급하였다. 잉어는 1,000 L 용량의 장방형 수조에서 수온 20 ~ 24°C, 광조건 16시간, 암조건 8시간의 조건으로 배양하였 으며, 오전에 1회 잉어용 고형사료(세화사료, 한국)를 먹이로 매일 공급하였다. 어류 사육실의 온도 및 배양수조의 수온은 자동온도측정기에 의하여 매 30분마다 측정하여 시험에 영향 을 미칠 정도의 변동이 없음을 확인하였다. 배양에 사용된 용 수는 전처리필터(1.0 μm)와 세균제거 필터(0.2 μm)를 통과시킨 지하수를 저수조에서 24시간 이상 폭기시킨 후 사용하였다. 수 질의 측정은 한국화학융합시험연구원 헬스케어연구소의 표준 작업순서(SOPs)에 따라 6개월마다 먹는 물 수질 분석기준에 따라 분석하였으며, 검사 결과 시험에 영향을 미치는 요인은 발견되지 않았다.

공시 어류에 대한 시료 처리 조건

비타민A 강화벼와 낙동벼의 시료를 각각 0, 10, 100 및 1,000 mg/L의 농도로 시험용수에 현탁 처리하였으며, 24, 48, 72, 96시간 마다 공시어종인 미꾸리와 잉어에 미치는 영향을 관찰하였다. 비타민A 강화벼와 낙동벼의 농도별 시험 결과를 분석한 후, 어류의 영향 평가 한계 농도로 1,000 mg/L에서 설 정하고, 한계시험(limit test)을 수행하였다. 시험용액의 조제는 시험물질 10 g을 정확히 측량하여 12.5 L의 시험용 수조에 넣 고 시험용수를 전량 10 L가 되도록 추가한 후 완전히 현탁될 때까지 충분히 교반시켜 시험용액으로 사용하였다. 음성대조 구(무처리)는 시험용수인 지하수를 사용하였으며, 양성대조구 는 Pentachlorophenol sodium salt (Fluka)를 양성대조물질로 하여 잉어에서는 0.06, 0.08, 0.12, 0.16 및 0.23 mg/L의 설정 농도(nominal concentration)와 미꾸리에서는 0.10, 0.16, 0.26, 0.41 및 0.66 mg/L 의 설정농도(nominal concentration)로 적 용하여 사용하였다. 미꾸리에 대한 노출실험은 23.5L 용량의 원통형 유리수조(38 cm H × 28 cm φ)에 20 L의 시험용액에 서 실시하였으며, 각각 10마리씩을 처리하였다. 잉어는 12.5L 용량의 원통형 유리수조(28cm H × 24 cm φ)에 10L의 시 험용액에서 실시하였으며, 각각 10마리씩을 처리하였다. 시 험개시 24시간 전부터 시험 종료 시까지 사료 급여는 중단 하였다.

급성독성분석을 위한 조사항목

공시 어류의 일반증상 및 치사수 관찰은 모든 시험 수조에 대하여 처리 12, 24, 48, 72 및 96시간 경과 후 일반중독증 상, 특이증상 및 치사유무 관찰을 실시하였다. 각 처리에 대하 여, 미꾸리와 잉어를 유리막대로 건드렸을 때 움직임이 없거 나 아가미 호흡이 중단된 경우 치사어로 판단하였다. 시험기 간 중 모든 수조에 대하여 1일 1회 수온, pH(PP-15 pH meter, Sartorius), DO(810A + DO meter, Orion research Incorporated) 를 측정하였다. LC₅₀산출 및 NOEC는 시험물질 처리 후 48 및 96시간 경과 후 치사개체가 없었으므로 반수치사농 도(LC₅₀)및 신뢰한계는 산출하지 않았다. 무영향농도(NOEC) 는 중독증상이 없고 치사어가 발생하지 않는 최고 시험농도로 표시하였다.

결과 및 고찰

비타민A 강화벼의 분자생물학적 분석

카로티노이드(carotenoid) 대사관련 유전자인 고추(Capsicum annuum cv. Nockwang)에서 분리된 phytoene synthase(PSY) 와 세균 Pantoea ananatis에서 분리된 carotene desaturase (CrtI) 유전자를 이용하여 낙동벼에 도입하여 개발된(Ha et al., 2010) 비타민A 강화벼는 형질전환체 종자의 배유부위에서 lutein은 0.72 ± 0.06 μg/g, zeaxanthin은 0.30 ± 0.01 μg/g, α- carotene은 0.37 ± 0.05 μg/g, β-carotene은 1.43 ± 0.16 μg/g로 모품종인 낙동벼에 비해 zeaxanthin과 α-carotene이 검출되었 으며, lutein과 β-carotene은 각각 3.1배와 8.9배 함량이 증가 됨을 확인하였다(Oh et al., 2012b). 또한 비타민A 강화벼 이 벤트(event PAC 4-2-1-1-12-1-1, T7세대)에서 도입 유전자인 PSY와 CrtI가 T7세대까지 안정적으로 발현됨을 확인하였다(Oh et al., 2012a). 본 연구에서는 종자의 배유부위에서 베타-카로 틴이 증가된 비타민A 강화벼 이벤트(event PAC 4-2-1-1-12- 1-1, T7세대)와 모품종인 낙동벼를 대상으로 비표적 생물체에 대한 독성평가를 실시하였다.

우선, 분석에 사용된 시료에서 PAT 유전자의 삽입을 확인하 기 위하여 Southern blot 분석을 실시한 결과, 비타민A 강화 벼(PAC 4-2-1-1-12-1-1)에서는 약 12kb의 단일 밴드만 검출되 었고, 비형질전환체인 낙동벼에서는 밴드가 검출되지 않았다. 이는 PAT 유전자가 본 실험에 사용된 비타민A 강화벼에 onecopy로 도입되었고, 도입 유전자가 T7세대까지 안정적으로 발 현됨을 확인하였다(Fig. 1).

수서 생물종의 비표적 생물체로 미꾸리와 잉어에 미치는 영 향을 평가하기 이전에 공시 재료인 낙동벼와 비타민A 강화벼 의 목적 단백질 발현 분석이 선행되어야 하므로 비타민A 강 화벼에서 Bar 유전자(PAT) 단백질의 발현을 검정하기 위하여 항체를 이용한 western blot 검정을 실시하였다. GMO격리포 장에서 재배한 비타민A 강화벼와 ‘낙동’에 대하여, 추출한 단 백질을 SDS-PAGE 겔에서 전기영동 후, 전이된 polyvinylidene difluoride membrane membrane에 PAT 항체를 이용하여 단백 질 발현을 분석한 결과, 비타민A 강화벼에서만 21kDa에 특이 적으로 단백질 밴드가 검출되었으며, 대조구인 ‘낙동’에서는 단백질이 검출되지 않았다(Fig. 2).

비타민A 강화벼의 어류에 대한 처리 농도 검정

비타민A 강화벼와 ‘낙동’의 미꾸리 및 잉어에 대한 급성독 성 여부를 처리 농도별로 분석하기 위해 각 시료를 0, 10, 100 및 1,000 mg/L의 농도로 시험용수에 현탁 처리하였으며 각각 24, 48, 72, 및 96시간 마다 독성여부를 분석하였다. 96 시간 동안 지수식으로 실시하여, 각 농도 별 노출된 어류 10 마리에 대한 생사 수 및 일반중독증상을 측정한 결과, 96시간 후 최고 처리농도인 1,000 mg/L 조건에서 미꾸리와 잉어 모두 치사어가 관찰되지 않았다(Table 1). 이를 기반으로, 비타민A 강화벼의 어류에 대한 급성독성시험의 최종 농도로 1,000mg/L 로 설정하여 한계시험을 수행하였다.

시료처리용 시험용수의 수질변화 검정

미꾸리와 잉어에 대한 환경생물 독성 생물검정은 기존의 시 험 기준과 방법(농촌진흥청 고시 제 2010-29호)에 명시된 독 성조사법을 바탕으로 하였는데, 유기 및 무기 독성물질에 모 두 민감하게 반응하고 농약의 독성 측정을 위하여 일반적으로 24 또는 48시간이 요구된다.

본 시험에서는 처리기간(24, 48, 72, 96시간) 동안 시험용수 의 수질검사를 1일 1회 모든 수조에 대하여 pH, DO (Dissolved Oxygen) 및 수온을 조사하였다. 또한, 시험 기간 동안에 DO 측정결과 48시간 경과 후 DO가 포화용존산소량 의 60% 이하로 내려갈 것이 예상되는 예비결과를 바탕으로 매 24시간 간격으로 약 1시간 동안 비타민A 강화벼와 ‘낙동’ 처리구 및 음성 대조구에 산소를 공급하여 주었다. 시험기간 중 수조내 pH는 분석결과, 미꾸리 처리구의 경우, ‘낙동’과 비 타민A 강화벼에 대하여 각각 평균 7.39 ± 0.20(7.18 ~ 7.71) 및 7.39 ± 0.21(7.17 ~ 7.72)이었으며, 잉어 처리구의 경우 각각 평 균 7.10 ± 0.40(6.69 ~ 7.63) 및 평균 6.99 ± 0.44(6.51 ~ 7.51)로 측정되었다(Table 2). 처리 수조내의 DO 분석결과 미꾸리 처 리구에서는 ‘낙동’과 비타민A 강화벼에 대하여 각각 평균 8.07 ± 0.10 mg/L(7.91 ~ 8.15 mg/L) 및 8.07 ± 0.05 mg/L(7.98 ~ 8.11 mg/L)이었으며, 잉어 처리구에서 각각 평균 8.07 ± 0.06 mg/L(8.01~ 8.17mg/L) 및 8.05 ± 0.08mg/L(7.94 ~ 8.12mg/L) 이었다(Table 3). 처리 수조내의 수온변화의 경우 미꾸리 처리 구에서 ‘낙동’ 및 비타민A 강화벼에 대하여 각각 평균 22.5 ± 0.32°C 및 22.4 ± 0.32°C 수준을 보였고, 잉어 처리구에 서는 각각 평균 21.8 ± 0.32°C 및 22.8 ± 0.35°C 수준을 보여 처리구간에 큰 차이가 없음을 보였다(Table 4).

미꾸리와 잉어에 대한 ‘낙동’과 비타민A 강화벼의 처리에 따른 DO 및 수온의 변화를 분석한 결과 유의적인 차이를 보 이지는 않았으나, 각 처리구의 pH 수준이 음성대조구에 비해 서는 증감하는 경향을 보였다.

pH수준의 경우, 미꾸리의 음성대조구에서 7.16 ± 0.41 (6.70 ~ 7.80) 수준이었고 낙동벼(7.39 ± 0.20)와 비타민A 강화 벼(7.39 ± 0.21)처리구에서는 증가 경향을 보였고, 잉어에서는 음성대조구 7.37 ± 0.35(7.01 ~ 7.79)에 비하여 ‘낙동’(7.10 ± 0.40)과 비타민A 강화벼(6.99 ± 0.44) 처리구에서 감소하는 경 향을 보였다.

이와 같이 음성대조구에 비해 ‘낙동’ 및 비타민A 강화벼 처 리구에서 pH의 변화는 처리구의 시료가 유기물이며, 대상 생 물체인 미꾸리와 잉어의 호흡 등 생리작용과 유기물 분해작용 등의 영향을 받은 것으로 사료되었다.

비타민A 강화벼의 어류에 대한 급성독성시험

비타민A 강화벼와 ‘낙동’에 의한 미꾸리와 잉어의 급성독성 시험을 96시간 동안 지수식으로 실시하였으며, 각 농도 별 노 출 어류 10마리에 대한 생사수, 일반중독증상, 체중 및 전장을 관찰, 측정하였다. 비타민A 강화벼와 ‘낙동’의 처리시 각 농도 별(0, 10, 100 및 1,000 mg/L) 처리시간(24, 48, 72, 96시간) 에 따른 치사어 분석 실험결과 최고농도인 1,000 mg/L에서 미 꾸리 및 잉어 모두 치사어를 보이지 않았다(Table 1). 시료처 리 최대농도를 1,000 mg/L로 설정한 것은 시험용수에 1,000 mg/L 이상의 농도로 존재시 시험용수의 점성과 탁도 증 가 등으로 실험어종인 미꾸리와 잉어의 생육환경에 제약요인 으로 작용할 수 있기 때문이며, 일반적으로 최대위해농도 (MHD, Maximum Hazard Dose)는 GM작물이 발현하는 목표 단백질의 최대농도인 포장기대농도(EEC, Expected Environment Concentration)의 10배(미국 환경보호청 기준)수준에서 설정하 므로, 본 실험에 사용된 최대농도는 비표적 생물체인 어류 급 성독성 시험수행에 충분한 농도를 적용하였다.

1,000 mg/L 수준에서 ‘낙동’과 비타민A 강화벼의 한계시험 (limit test)을 수행한 결과, 96시간 경과 시까지 각 처리구에서 미꾸리와 잉어에 치사어가 관찰되지 않았다(Table 5). 또한 시 험 기간중에 음성대조구 및 처리구간에 일반중독증상 또는 특 이증상은 관찰되지 않았다(Table 6). 처리에 따른 체중 및 전 장에 대한 분석 결과, 미꾸리의 경우, ‘낙동’은 2.34 ± 0.31 g 및 7.44 ± 0.33 cm, 비타민A 강화벼는 2.96 ± 0.12 g 및 7.93 ± 0.11 cm이였고, 잉어에서 ‘낙동’은 1.00 ± 0.19 g 및 3.97 ± 0.21 cm, 비타민A 강화벼는 0.98 ± 0.13 g 및 3.93 ± 0.12 cm 수준을 보였다(Table 7). 무영향농도(NOEC) 분석의 경우, 시 험기간중 ‘낙동’과 비타민A 강화벼에 의한 중독증상을 보이지 않았고 최대농도(1,000 mg/L)조건에서 48 및 96시간 경과할 때까지 치사어가 발생하지 않았다. 따라서 ‘낙동’과 비타민A 강화벼에 의한 미꾸리와 잉어의 급성독성 시험의 96시간-LC₅₀ 값은 1,000 mg/L 이상인 것으로 확인되었다.

본 연구를 통해서 CrtI/PSY와 PAT 유전자가 형질 전환된 비 타민A 강화벼가 비표적 생물체인 미꾸리와 잉어에 미치는 영 향을 분석한 결과, 모품종인 낙동벼와 자연 환경 또는 시험 조건에서 차이가 없음을 확인하였다. 따라서 낙동벼와 비타민 A 강화벼가 농경지, 수로, 하천 등의 환경에 방출되었을 때 수 서 생물체인 미꾸리와 잉어에 미치는 생물학적인 영향이 동일 하다고 판단할 수 있다. 또한 본 실험에서 적용되었던 급성독 성영향 뿐만 아니라 저수준의 농도에서 GM벼의 장기간 노출 실험도 추가적으로 실시하여 비표적 생물체의 세대별 노출에 대한 안전성 실험, 생태학적 영향 평가 및 생식/유전독성 분석 등을 보완 및 수행하여, GM작물 환경위해성 평가를 위한 수 서 생물 비표적 생물체 안전성평가 가이드라인을 제시 및 구 축하여야 하며 본 실험결과는 이를 위한 기초 자료로 활용될 예정이다.

적 요

비타민A 강화벼와 ‘낙동’의 미꾸리(Misgurnus anguillicaudatus) 와 잉어(Cyprinus carpio)에 대한 급성독성시험을 실시한 결과 48시간 및 96시간-LC₅₀은 1,000 mg/L이상으로 나타났다. 48시 간 및 96시간 무영향농도(NOEC)는 1,000 mg/L이었다. 급성독 성 시험기간 중 비타민A 강화벼와 낙동벼간의 pH, DO, 수온, 체중 및 전장에 대한 유의적인 결과는 나타나지 않았다.