오늘날 잔디의 사용은 보다 다양해져서 다양한 용도의 품종 개발이 요구되고 있으며, 특히 필요한 형질을 가진 품종은 병해충 저항성, 내한성, 제초제 저항성, 녹기 연장 등의 형질을 가진 품종이지만, 병해충 저항성과 제초제 저항성은 전통적인 육종 방법으로 만들기에는 매우 힘든 형질들로 판단되고 있다. 그러나 제초제 저항성 유전자 (bar)가 도입된 형질전환 들잔디는 현재 상업재배를 위한 농업용 유전자 변형 생물체의 환경위해성심사를 수행하였고 위해성이 매우 낮은 것으로 판단되며, 상업재배를 위한 농업용 유전자 변형 생물체의 환경위해성심사를 통과하여 상업화에 성공한다면 국내 작물육종 산업의 발전에 크게 기여할 수 있을 것으로 판단된다.
<h2>형질전환 들잔디 개발에 대한 연구 동향</h2> <p>잔디는 지피식물로 경관 미화, 토양침식 방지, 공원 및 골프장 등의 조경용으로 이용되어 왔으나, 오늘날 잔디의 사용은 보다 다양해져서 아파트, 학교, 병원, 스포츠 경기장 등에도 점차 재배면적이 증가하고 있어 다양한 용도의 품종 개발이 요구되고 있다. 특히 병해충 저항성, 내한성, 제초제 저항성, 녹기 연장 등의 형질을 가진 품종개발이 필요한데, 이 중 병해충 저항성과 제초제 저항성은 전통적인 육종 방법으로는 만들어지기 매우 힘든 형질들로 생각되고 있다. 따라서 이러한 형질을 도입시키기 위하여 Agrobacterium 을 이용한 식물 형질전환 기술이 이용되었고 최근 제초제 저항성 유전자 (Toyama et al. 2003)와 해충 저항성 유전자 (Zhang et al. 2007)가 도입된 형질전환 들잔디가 개발되었다. 현재까지 특정형질을 부여하기 위해 개발된 형질전환 들잔디는 이 두 가지 사례 밖에 보고되지 않아 한지형 잔디인 벤트그라스 (Agrostis stolonifera L.)의 형질전환 잔디 개발 (Hwang and Kim 2009)과 비교하면 그 결과는 미미한 편이다. 이는 잔디 초종의 중요성이나 경제성에 따른 것이 아니라 형질전환의 효율 차이에서 기인한 것으로 보인다. Bacillus thuringiensis 유래의 해충 저항성 유전자 \( (c r y I A(b)) \) 를 도입한 형질전환 들잔디에 관한 연구는 목적유전자의 도입과 발현을 확인한 결과만이 보고 되었고 (Zhang et al. 2007) 목표형질을 분석한 연구결과는 아직 보고 되어 있지 않다.</p> <p>잔디밭에서의 잡초는 잔디와 경합하여 잔디의 퇴화를 초래하기 때문에 잡초방제는 중요한 관리 작업 중의 하나로 막대한 노동력과 비용이 투입되어야 한다. 이런 잡초를 방제하기 위해 대부분 선택성 제초제를 사용하였지만 모든 잡초 종류에 대한 효과적인 방제 방법은 아직 없는 실정이다. 따라서 이들 잡초의 효과적인 방제와 과다한 농약의 사용 등을 줄이기 위해 비선택성 제초제에 저항성을 가지는 제초제 저항성 들잔디가 개발되었다. 제초제 저항성 유전자 (bar)가 도입된 형질전환 들잔디는 비선택성 제초제인 바스타에 저항성을 가짐이 확인 되었고, GMO 격리포장에서 수년간 재배한 지금도 그 목표형질이 유지 되고 있다. 이러한 제초제 저항성 들잔디는 목표형질의 발현이 안정적이고 잔디의 신품종으로서 충분한 실용적 가치가 있다고 판단되어 현재 상업재배를 위한 농업용 유전자 변형 생물체의 환경위해성심사를 진행 중에 있다. 형질전환에 의해 개발된 유전자 변형 식물의 상업화를 위해서는 반드시 환경위해성평가를 수행하여 유전자 변형식물이 생태계에 유해한 영향을 미치지 않음을 증명해야 한다. 제초제 저항성 들잔디는 환경위해성 평가 항목 중에서 매우 중요한 위치를 차지하는 화분의 비산에 따른 유전자의 이동성을 포함하여 비 표적 생물체로의 수평적 유전자 이동 가능성, 인체에 대한 알러지 반응성 등 각종 환경 위해성 평가를 수행하였다. 제초제 저항성 들잔디로부터 야생형 들잔디로의 유전자 이동 가능성은 여러 형태의 시험 모형을 이용하여 평가 되었다. 이 중 제초제 저항성 들잔디로부터 반경 \( 9 \mathrm{~m} \) 이내의 야생형 들잔디와의 교배 가능성 검정 모형에서의 시험 결과, \( 0.5 \mathrm{~m} \) 거리에서 약 \( 1.2 \% \) 의 교배율이 관찰되었고 \( 3 \mathrm{~m} \) 이상의 거리에서는 자연 교배된 식물체는 관찰되지 않았다. 따라서 비선택성 제초제 저항성 들잔디의 유전자 이동 가능성은 \( 3 \mathrm{~m} \) 이상의 거리에서는 매우 낮을 것으로 생각되고 있다. 토양에는 유전자 변형 식물을 포함한 다양한 식물에서 방출된 DNA가 지속적으로 남아 있을 수 있기 때문에 유전자 변형 작물에서 비 표적생물체로의 수평적 유전자전달은 유전자 변형 식물의 환경위해성 평가에서 중요한 요소 중 하나이다. Bae 등 (2007)은 GMO 격리포장에 식재된 제초제 저항성 들잔디의 근권세균을 포함한 토양미생물 및 풀무치의 장내 미생물로의 bar 유전자 및 hpt 유전자의 전달 여부를 Southern blot 및 genomic- PCR을 이용하여 조사하였다. 그 결과 비선택성 제초제 저항성 들잔디로부터 토양 미생물이나 비표적생물인 풀무치의 장내 세균으로의 수평적 우전자전달은 확인되지 않았다. 또한 제조제 저항성 들잔디의 인체 알러지 반응성이 검사되었는데, 이 검사에는 20 개의 공통항원을 포함하여 야생형과 제초제 저항성 들잔디의 화분단백질이 이용되었다. 검사 결과, 야생형과 제초제 저항성 들잔디의 알러지 감작률은 동일한 수치를 나타내었고 (Table 3, adopted from Bae et al. 2008) 이는 들잔디의 알러지 유발성이 유전자 도입에 의한 영향을 받지 않았음을 시사한다. 이들 결과에서 제초제 저항성 들잔디는 환경에 대한 위해성이 매우 낮을 것으로 생각되고 있다. 이러한 제초제 저항성 들잔디가 현재 진행중인 상업재배를 위한 농업용 유전자 변형 생물체의 환경위해성심사를 통과하여 상업화에 성공한다면 분자육종을 통한 신품종 작물개발의 좋은 모델이 되어 국내 작물육종 산업의 발전에 크게 기여할 수 있을 것으로 생각된다.</p> <p>현재까지 개발된 형질전환 들잔디는 제초제 저항성과 해충 저항성의 두 종류에 불과하지만, 앞으로 환경 스트레스 저항성, 노화지연 등 고부가가치 형질이 도입된 형질전환 들잔디 식물체들이 개발되어, 지속적으로 증가하고 있는 잔디 품종에 대한 수요에 부응 할 수 있을 것으로 기대하고 있다.</p>