유전자변형 작물의 제초제 저항성 = Herbicide-Resistant Genetically-Modified Crop-Risks Arising from Gene Flow and Management-
저자
권용웅 (서울대 식물생산과학부)
발행기관
서울대학교 농업개발연구소(Institute of agricultural sciences and development Seoul national university)
학술지명
농업생명과학연구(Annual Report of Research in Agriculture and Life Sciences )
권호사항
발행연도
2001
작성언어
Korean
주제어
KDC
520.5
자료형태
학술저널
수록면
7-9(3쪽)
제공처
Genetically modified (GM) crops have become a reality in our cropping system. Herbicide-resistant genetically-modified crops are the most widely cultivated worldwide, representing 78% of GM crops in 1999, followed by insect-resistant GM crops with Bt gene.
1) Risks Arising from Gene Flow:
Gene flow is the most touching risk arising from GM crops, and is categorized as three types: within species, between species and between GM crop and other organisms. Gene flow is a reality in the plant kingdom with evolutionary change. Herbicide resistance evolves naturally and spreads dynamically in weeds. One of the most concerning crops in relation to gene flow is Brassica napus, which has a high outcrossing rate and many relative species. The experiences with GM oilseed rape have shown that gene flow from a GM crop causes genetic contamination of non-GM crops and natural flora. In contrast, frequency of gene flow via outcrossing is relatively low in inbreeding cereal crops such as rice, wheat and barley, but published reports have shown that substantial gene flow is possible. Another possible and immediate risk is herbicide-resistant GM crops becoming volunteer weeds. Dry direct-seeded rice is one of the most likely crops in this respect. Stacking different resistance genes in a crop would accelerate multiple resistance evolution in weeds. Multiple resistance to three major herbicides has already been observed in oilseed rape cultivation. More efforts must be made for long-term risk assessment on GM crops in the natural ecosystem. More studies on weed biology and ecology, particularly reproductive processes in weeds, are essential for better understanding of gene flow and systematic management strategy.
2) Assessment of Gene Flow:
Technically available methods for gene flow assessment are summarized here. Methods for direct monitoring of gene flow include direct bioassay of plants and detection of phenotypic and molecular genetic markers contained in GM crops. A recent green fluorescent protein (GFP) marker technique can be powerful in monitoring gene flow as GFP inserted into a plant can be observed macroscopically under UV light. Appropriate analysis of data from direct assessment may give more useful information to mitigate gene flow. Observation with direct method provides real-time data and mathematical-statistical approaches may enable the long-term consequence to be predictable.
3) Management of Gene Flow:
Although an estimated gene flow is less than an acceptable level, gene flow must be maintained as low as possible with a systematic management. The management should be conducted stepwise; selection of gene flow-proof GM crops in the stage of development, rish assessment and regulation in the restration stage, cultural management, produce handling/transportation and a long-term monitoring in croping stage. Promising methods for developing gene flow-proof GM crops include conferring cleistogamy and chloroplast transformation to mitigate pollen flow, and breeding non- or minimum shedding cultivars to mitigate seed dispersal. It is strongly suggested that very high expression of a transgene or stacking multiple transgenes in the chloroplast could disturb the function of normal physiology, hence decreased performance of the GM crop. Before the approval of GM crops, proposed GM crops must go through the risk assessment. If the estimated risk of a GM crop exceeds an acceptable level, approval must be suspended. Once a GM crop is allowed for commercial release, additional efforts must follow, such as a continued long-term monitoring of the impact of GM crop cultivation, crop and herbicide rotations, GM crop-suited cultural practices, right-time harvest, and all necessary gene flow-preventive practices. Such a systematic management incorporating various methods for the stages of GM crop utilization will minimize the risk of gene flow.
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