GM 작물 개발에는 주로 제초제 내성 pat, epsps 유전자와 해충 저항성 BT 독소 유전자가 활용되었다. pat 유전자는 Streptomyces viridochromogenes와 Streptomyces hygroscopicus에서, glyphosate 내성 epsps 유전자는 Agrobacterium tumefaciens에서 유래되었다. 또한, 옥수수와 면화에서는 Bacillus thuringiensis 유래의 \( \delta \) 내독소 cry 유전자가 주로 사용되었다. 총 64 종의 국내외 상업화 GM 작물에서는 102 종류의 유전자 카세트가 확인되었다.
<h2>상업화 GM 작물의 형질과 사용 유전자 조사</h2>작물의 품질 (지방산 대사 및 과실 숙기 조절), 병해충 저항성 (곤충 및 바이러스 저항성) 및 농업적 형질 (제초제 내성) 등이 개선된 GM 작물의 상업화가 최근에 활발하게 이루어지고 있다. GM 작물은 목적하는 형질의 특정 외래 유전자를 형질전환 (transformation) 방법으로 식물체의 게놈내로 도입시킨 작물을 의미한다. 식물체로 도입하는 븍정 유전자는 형질전환과정 이전에 식물체내에서 성공적 발현을 위한 여러 변형과정을 거치게 된다. 유전자의 목적에 적 합한 발현을 위해 유전자 암호화서열 상부에 프로모터 서열 부분 을 위치시켜야 하며, 전사종결 (transcriptional termination)과 다중아 데널화 (polyadenylation)을 위해 종결부위 (terminator) 서열을 유전 자의 하부에 삽입시켜야 한다. 일반적으로 “프로모터-유전자-종결 부위" 형태를 유전자 카세트 (gene cassette)라고 부르며 GM 작물의 생산을 위한 운반체 제조에는 두 종류 이상의 유전자 카세트가 사용된다.</p> <p>옥수수 25 종, 카놀라 14 종, 면화 12 종, 콩 7 종 등 총 64 종의 국내 외 상업화 GM 작물의 유전정보 분석으로 전체 102 종류의 유전자 카세트를 조사하였다. Table 2 와 3에 나타낸 바와 같다. GM 작물개발에 제초제 내성 pat, epsps 유전자와 해층저항성 BT 독소 유전자가 여러 작물에 폭넓게 사용되고 있는 것으로 나타났다. 제초제 내 성 유전자는 Streptomyces viridochromogenes와 Streptomyces hygroscopicus 에서 유래된 glufosinate 내성 pat 유전자가 주로 이용되었으 며, Agrobacterium tumefaciens 유래의 glyphosate 내성 epsps 유전자 도 많이 사용되었다. gox 유전자는 epsps 유전자와 함께 사용하여 제초제 내성을 높이는데 사용되며, GA21 GM 옥수수의 경우 옥수수 유래의 epsps 유전자도 사용되었다. 제초제 내성 유전자가 도입 된 작물의 경우에 BT11, TC1507 GM 옥수수 등과 같이 해충저항 성과 제초제 내성을 함께 나타내는 복합 형질의 작물이 많이 조사 되었다.</p> <p>해충저항성 유전자로는 GM 옥수수와 면화에 Bacillus thuringiensis 유래의 \( \delta \) 내독소 cry 유전자가 많이 사용되었다. 상업화 GM 작물에 사용된 cry 유전자는 대부분 식물체의 발현 최적화를 위해 유전자 염기서열을 변형 또는 합성하여 사용하였으며, 같은 \( c r y 1 A b \) 유 전자이지만 BT11, BT176에 도입된 유전자는 MON802 등에 도입 된 유전자와 염기서열이 다른 유전자인 것으로 조사되었다. 또한 59122, MON88034 GM 옥수수와 MON15985 GM 면화에서는 두 종류의 다른 \( c r y \) 유전자를 동시에 작물 내에 도입하여 해충저항성 강화를 위해 사용되었고, DBT418 옥수수에서는 나비목의 살충 활 성을 강화시키기 위해 pinII (serine protease inhibitor) 유전자를 \( c r y 1 \mathrm{~A} \) 유전자와 같이 도입하여 사용하였으나, pinII 유전자에서 어떤 단백질도 만들어지지 않았다.</p> <p>작물별 형질로는 GM 옥수수에서는 농업적 형질 (제초제 저항성), 곤충 저항성, 작물의 품질 등을 개선하기 위한 다양한 종류의 유전자가 GM 작물 개발에 적용되고 있는 것으로 나타났으며,GM 카놀라에 제초제 내성 유전자 이외에 웅성불임에 관련된 유전자의 사용이 많았다. 또한 GM 면화의 경우에는 주로 제초제 저항성 유 전자와 곤충저항성 유전자가 사용되어 생산량의 증대를 이룬 반면, GM 콩에서는 제초제 내성과 유지성분 개선 유전자가 이용되었고, GM 토마토의 경우 숙기조절에 관련된 유전자의 사용이 많았다.