유전자 조작 나무

Genetically modified tree
기술자가 유전자 변형 복숭아와 사과 "오르카드"를 확인합니다.각각의 접시에는 연구원들이 새로운 유전자를 부여한 실험용 세포에서 자란 실험용 나무가 들어있다.출처: USDA.

유전자 변형 나무(GMT, GM 나무, 유전자 변형 나무, GE 나무 또는 트랜스제닉 나무)는 유전자 공학 기술을 사용하여 DNA가 변형된 나무입니다.대부분의 경우 그 목적은 식물에 종 내에서 자연적으로 발생하지 않는 새로운 특성을 도입하는 것이다.예를 들어 특정 병충해, 질병, 환경조건, 제초제 내성, 펄핑 비용 절감을 위한 리그닌 수치 변화 등이 있습니다.

중국의[1][2] 포플러 나무와 브라질의 [3]GM Eucalyptus의 한 사례를 제외하고 유전자 변형 숲 나무는 아직 상업적 용도로 승인되지 않았습니다.몇몇 유전자 변형 삼림 수종이 규제 완화를 위해 현장 시험을 받고 있으며, 연구의 대부분은 주로 기존 [4]수목의 생산성을 높이기 위한 목적으로 펄프와 제지 산업에 의해 수행되고 있다.미국에서는 파파야와 [5]자두를 포함한 특정 유전자 변형 과수원 나무 종들이 상업적으로 사용하기 위해 규제를 완화해 왔다.유전자 변형 나무의 개발, 테스트 및 사용은 유전자 변형 [6]작물에 비해 아직 초기 단계에 머물러 있다.

조사.

유전자 변형 나무에 대한 연구는 [7]1988년부터 계속되고 있다.유전자 조작 나무를 야생에 방출하는 것이 생물 안전성에 미치는 영향을 둘러싼 우려로 인해 유전자 조작 숲 나무의 규제 승인이 지연되고 있다.이 우려는 생물다양성에 관한 협약의 입장에 예시되어 있다.

당사국 총회는 유전자 변형 나무가 전 세계 산림 생물 다양성과 토착 및 지역사회의 생계에 미치는 장기 및 국경을 초월한 영향을 포함하여 환경 및 사회 경제적 영향과 관련된 불확실성을 인식하고 신뢰할 수 있는 데이터가 없는 점을 인식한다.리스크 평가를 실시해, 그러한 잠재적인 영향을 평가할 수 있는 능력의 확보에 대해서는, 당사자에게, 다음을 실시하도록 권고한다.

유전자 변형 [8]나무 문제를 다룰 때 예방적 접근법

유전자 조작 삼림 수목의 추가적인 상품화의 전제 조건은 수목의 완전한 [6][9]불임일 가능성이 높다.플랜테이션 나무는 대부분 3세대 이하의 인공선택의 산물이라는 점에서 표현형적으로 야생종과 유사하다.따라서 적합 야생종과의 수분에 의한 트랜스젠 유출의 [10]위험이 높다.유전자 조작 나무와 관련된 가장 신뢰할 수 있는 과학 기반 관심사 중 하나는 씨앗과 [11]꽃가루의 광범위한 확산 가능성이다.소나무 꽃가루가 먼 거리를 이동한다는 사실은 잘 알려져 있으며,[12] 그 근원으로부터 3,000킬로미터까지 이동한다.게다가,[13] 많은 나무 종들은 수확되기 전에 오랜 시간 동안 번식한다.이러한 요소들의 조합으로 일부 사람들은 GM 나무가 GM [14]농작물보다 특별한 환경을 고려할 가치가 있다고 믿게 되었다.유전자 조작 나무의 불임성을 보증하는 것은 어려운 것으로 판명되었지만,[15] 노력은 계속 되고 있다.나무 유전학자 Steve Strauss는 2020년까지 완전한 봉쇄가 가능할 것이라고 예측했지만,[16] 많은 의문점이 남아 있다.

권장 용도

실험 개발 중인 GM 나무는 산업, 임야인 또는 소비자에게 혜택을 제공하기 위한 특성으로 수정되었습니다.높은 규제와 연구 비용 때문에, 실 재배에서 유전자 변형된 나무의 대부분은 유칼립투스, 포플러, 그리고 소나무와 같은 플랜테이션 나무로 구성되어 있다.

리그닌 변화

펄프 및 제지 업계의 여러 회사와 조직(ArborGen,[17] GLBRC [18]등)은 GM 기술을 활용하여 플랜테이션 나무(특히 유칼립투스 및 포플러[19] 나무)의 리그닌 함량을 변경하는 데 관심이 있습니다.유전자 변형을 통해 플랜테이션 나무의 리그닌을 줄이면 펄핑 비용을 [20]m3당 최대 15달러 절감할 수 있을 것으로 추정된다.목재 섬유로부터의 리그닌 제거는 일반적으로 비용이 많이 들고 환경적으로 위험한 화학 [21]물질에 의존합니다.저염색 유전자 변형 나무를 개발함으로써 펄핑 및 표백 공정의 [22]투입량이 줄어들 것으로 기대됩니다. 따라서 저염색 유전자 변형 나무가 공급하는 제분소는 주변 생태계와 [23]지역사회에 미치는 영향을 줄일 수 있습니다.그러나 리그닌의 감소는 발전소의 구조적 무결성을 저해할 수 있으며, 이로 인해 바람, 눈, 병원균 [24]및 질병에 더 취약해질 수 있으며, 이로 인해 기존 [25]농장의 농약 사용을 초과하는 농약 사용이 필요할 수 있다.이것은 올바른 것으로 증명되었고, 콜롬비아 대학에 이은 대체 접근법이 개발되었습니다.이 접근법은 (Angelica sinensis 식물의 유전자를 삽입함으로써) 화학적으로 불안정한 결합을 도입하는 것으로, 리그닌을 훨씬 [26]쉽게 분해할 수 있게 되었습니다.이 새로운 접근법 때문에, 나무에서 나온 리그닌은 섭씨 100도에서 약한 베이스로 처리했을 때 쉽게 부서질 뿐만 아니라 나무는 [27]성장 잠재력과 강도를 유지했습니다.

서리 내성

유전자 변형은 나무가 비생물적 스트레스에 대처할 수 있도록 하여 지리적 범위를 [28]넓힐 수 있다.미국 남부 농장에서 사용되는 동결 방지 유전자 변형 유칼립투스 나무는 현재 그러한 목적을 염두에 두고 야외 현장에서 테스트되고 있습니다.펄프와 제지회사 루비콘(뉴질랜드), 미드웨스트바코(미국), 인터내셔널페이퍼(미국)[29]의 합작기업이자 나무생명공학기업인 ArborGen이 이번 [30]연구를 주도하고 있다.지금까지 유칼립투스 재배는 플로리다의 남쪽 끝에서만 가능했으며 동결 내성은 재배 범위를 북쪽으로 [31]크게 확장시킬 것이다.

활력 감소

과수원 나무는 작은 크기로 유지되기 위해 활력이 떨어지는 뿌리줄기를 필요로 한다.유전자 변형은 나무를 덜 활기차게 함으로써 뿌리줄기를 제거할 수 있고, 따라서 완전히 성숙했을 때 나무의 높이를 줄일 수 있다.어떤 유전자가 과수원 나무의 활력에 영향을 미치는지에 [32][33]대한 연구가 이루어지고 있다.

고속 성장

브라질에서는 현재 급성장하는 GM 유칼립투스의 현장시험이 진행 중이며,[34] 2015~2016년에 종료되어 상용화가 예정되어 있습니다.브라질의 펄프 제지 회사인 스자노가 소유한 생명공학 회사인 후투라진(FuturaGene)이 이 연구를 주도하고 있다.FuturaGene의 CEO인 Stanley Hirsch는 다음과 같이 말했다. "우리 나무는 더 빨리, 더 두껍게 자란다.우리는 모든 사람들보다 앞서 있다.종래의 [35]사육에 의해 재배된 어떤 것보다도 나무의 수확량과 생육률을 높일 수 있다는 것을 증명했습니다.동사는, 종래의 [35]유칼립투스보다 질량이 20~30%증가해 수확 주기를 7년에서 5.5년으로 단축하는 것을 목표로 하고 있습니다.이러한 목적이 임야의 부정적인 영향을 더욱 악화시킬 수 있다는 우려가 있다.빠르게 성장하는 종으로 인한 수분 및 토양 영양소 수요 증가는 현장 생산성의 회복 불가능한 손실을 초래할 수 있으며, 인근 지역사회와 [36][37][38]생태계를 더욱 침해할 수 있다.맨체스터 대학 생명과학부의 연구원들은 포플러 나무의 두 유전자를 수정했는데, PXY와 CLE이라고 불리는 두 유전자는 나무 줄기의 세포 분열 속도를 담당한다.그 결과, 나무들은 평소보다 두 배나 빨리 자라고 있고, 결국 키가 더 크고, 넓고,[39] 더 많은 잎을 가지고 있다.

내병성

유전자 변형에 대한 생태학적 동기 부여 연구가 진행 중이다.미국산 밤나무(밤나무병 참조[40])와 느릅나무[41](네덜란드 느릅나무병 참조)와 같은 나무의 내병성을 높이기 위한 계획이 진행 중이다.특정 질병으로 인해 이 상징적인 종들의 개체수가 감소하여 야생에서 대부분 사라지게 되었다.유전자 변형은 이 종들에게 질병에 대한 [42]저항력을 부여하기 위해 전통적인 사육 기술과 동시에 추구되고 있다.

현재 사용 현황

중국의 포플러

2002년 중국 국가임업국은 GM 포플러 나무를 상업용으로 [43]승인했다.이어 GM 포플러를 생산하는 140만 BT(살충제)가 중국에 심어졌다.그들은 나무를 심기 위해 그리고 사막화를 막기 [44]위한 중국의 '녹색 장벽' 프로젝트의 일환으로 심어졌다.보고에 따르면 유전자 변형 포플러들이 원래 심어진 영역을 넘어 퍼졌고 BT 유전자에 의한 토종 포플러의 [46]오염이 발생하고 있다.특히 살충제 생산 특성이 포플러에 긍정적인 선택적 이점을 주고 높은 수준의 [47]침투를 허용할 수 있기 때문에 이러한 발전에 대한 우려가 있다.

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