순무모자이크 바이러스(Turnip mosaic virus, TuMV)는 특히 배추과 식물에 많이 발생하는 바이러스로 배추의 수확량 손실 및 품질 저하를 초래한다. TuMV는 진딧물에 의해 비영속적으로 전염되어 방제가 어렵기 때문에 저항성 품종의 육성이 가장 합리적인 방법으로 제시되고 있다. 본 연구에서는 바이러스의 유지, 증식, 접종, 관리 등 직접 접종하고 검정하는데 따르는 여러 가지 문제점을 해결하고 효율적인 TuMV 저항성 배추 품종의 육성을 위하여 TuMV 저항성 유전자와 연관된 Amplified Fragment Length Polymorphism 분자표지(AFLP ...
순무모자이크 바이러스(Turnip mosaic virus, TuMV)는 특히 배추과 식물에 많이 발생하는 바이러스로 배추의 수확량 손실 및 품질 저하를 초래한다. TuMV는 진딧물에 의해 비영속적으로 전염되어 방제가 어렵기 때문에 저항성 품종의 육성이 가장 합리적인 방법으로 제시되고 있다. 본 연구에서는 바이러스의 유지, 증식, 접종, 관리 등 직접 접종하고 검정하는데 따르는 여러 가지 문제점을 해결하고 효율적인 TuMV 저항성 배추 품종의 육성을 위하여 TuMV 저항성 유전자와 연관된 Amplified Fragment Length Polymorphism 분자표지(AFLP marker)를 확인하고 이를 공우성 sequence characterized amplified region 분자표지(co-dominant SCAR marker)로 전환하기 위한 실험을 수행하였다.
소포자 유래의 TuMV 저항성 계통과 이병성 계통에 즙액접종법으로 TuMV를 접종하여 병징의 유무를 육안으로 조사하였다. 이 결과를 토대로 저항성 10계통과 이병성 10계통을 임의로 선택하여 bulk DNA를 조성하여 bulked segregant analysis(BSA)-AFLP 분석을 실시하였다. 전체 256개의 primer 조합 중에서 6개의 primer 조합이 1차 선발되었고 이들의 재현성 시험 결과 E-ACC/M-CCA primer 조합에서 저항성 bulk DNA에 특이적인 band를 확인하여 이 primer 조합으로 실험에 사용된 전체 실험 집단을 검정하였다. 육안으로 검정한 54계통의 바이러스 접종 결과와 AFLP marker의 결과가 대체로 일치하는 것을 확인할 수 있었다.
이렇게 확인된 AFLP marker를 공우성 SCAR marker로 전환하기 위하여 E-ACC/M-CCA primer로 증폭된 저항성 특이적 band를 sequencing하였다. 378bp의 sequence를 바탕으로 24mer의 forward-reverse primer 7쌍을 design하여 TuMV 저항성과 이병성 계통에 적용하였다. 그 중 TS-3 primer로 증폭한 PCR product를 1% agarose gel에 전기영동한 결과, 저항성 계통에서는 뚜렷하고 진한 band를 나타내고 이병성 계통에서 저항성 band보다 작은 크기에 위치하면서 다소 흐릿한 band를 나타내는 것을 확인하였다. TS-3 primer를 저항성과 이병성 계통간의 차이를 구분할 수 있는 공우성 SCAR marker로 판단하여 6% polyacrylamide gel에 전기영동한 결과 AFLP marker와 일치하면서 TuMV 저항성과 이병성의 homo, hetero 유전자형을 구분할 수 있는 공우성 SCAR marker로써의 가능성을 확인할 수 있었다.
Chinese cabbage, one of the most important vegetables in Asia, is damaged significantly by infection of Turnip mosaic virus (TuMV) each year in quality and yields. TuMV is difficult to control because of its wide host range and non-persistent mode of transmission by aphids. The use of insecticides to control the disease has proved ineffective because the aphids are not killed rapidly enough to prevent virus transmission during brief probes. Resistance cultivar is likely to be the most effective and eco-friendly method of controlling TuMV. The traditional method of screening resistant materials by field inoculation is very complicated and laborious because of maintenance, propagation, inoculation and control of pathogen was necessary for that procedure. Identification of co-dominant SCAR marker linked to TuMV resistance gene is an ultimate way to overcome this problem and efficient way to breed Chinese cabbage cultivars resistant to TuMV.
Double haploid populations developed from the microspore culture of F1 between TuMV resistant and susceptible cultivars were screened for resistance to TuMV-C4 strain by Carborandum method. According to the virus reaction, two bulks of DNA, VR and VS, were consisted from 10 resistant and 10 susceptible inbreds DNA respectively, and analyzed for AFLP with 256 set of EcoRI-ANN /MseI-CNN primer combinations.
From the BSA-AFLP analyses, E-ACC/M-CAA primer set were selected finally as AFLP markers for TuMV-C4 resistance. This AFLP marker set was suspected to linked to TuMV resistance gene and tested on20 individual plants of the two bulks and other 34 inbreds. The AFLP marker test result of 54 inbreds was agreed with the virus inoculation result for same population.
Seven 24mer SCAR primers were designed according to the 378bp sequenceof the resistant specific polymorphic DNA fragment amplified by E-ACC/M-CAA primer set. From the bulked segregant analysis with the 7 primers sets and two bulked segregant DNA (VR and VS), only one primer set (TS-3) showed codominant polymorphic DNA fragments, 242bp for resistant lines and 220bp for susceptible lines. These polymorphic DNA fragments easily recognized on 6% PAGE. Thus, the homozygote was easily recognized from its heterozygote in segregating population by using this codominant SCAR marker.
순무모자이크 바이러스(Turnip mosaic virus, TuMV)는 특히 배추과 식물에 많이 발생하는 바이러스로 배추의 수확량 손실 및 품질 저하를 초래한다. TuMV는 진딧물에 의해 비영속적으로 전염되어 방제가 어렵기 때문에 저항성 품종의 육성이 가장 합리적인 방법으로 제시되고 있다. 본 연구에서는 바이러스의 유지, 증식, 접종, 관리 등 직접 접종하고 검정하는데 따르는 여러 가지 문제점을 해결하고 효율적인 TuMV 저항성 배추 품종의 육성을 위하여 TuMV 저항성 유전자와 연관된 Amplified Fragment Length Polymorphism 분자표지(AFLP marker)를 확인하고 이를 공우성 sequence characterized amplified region 분자표지(co-dominant SCAR marker)로 전환하기 위한 실험을 수행하였다.
소포자 유래의 TuMV 저항성 계통과 이병성 계통에 즙액접종법으로 TuMV를 접종하여 병징의 유무를 육안으로 조사하였다. 이 결과를 토대로 저항성 10계통과 이병성 10계통을 임의로 선택하여 bulk DNA를 조성하여 bulked segregant analysis(BSA)-AFLP 분석을 실시하였다. 전체 256개의 primer 조합 중에서 6개의 primer 조합이 1차 선발되었고 이들의 재현성 시험 결과 E-ACC/M-CCA primer 조합에서 저항성 bulk DNA에 특이적인 band를 확인하여 이 primer 조합으로 실험에 사용된 전체 실험 집단을 검정하였다. 육안으로 검정한 54계통의 바이러스 접종 결과와 AFLP marker의 결과가 대체로 일치하는 것을 확인할 수 있었다.
이렇게 확인된 AFLP marker를 공우성 SCAR marker로 전환하기 위하여 E-ACC/M-CCA primer로 증폭된 저항성 특이적 band를 sequencing하였다. 378bp의 sequence를 바탕으로 24mer의 forward-reverse primer 7쌍을 design하여 TuMV 저항성과 이병성 계통에 적용하였다. 그 중 TS-3 primer로 증폭한 PCR product를 1% agarose gel에 전기영동한 결과, 저항성 계통에서는 뚜렷하고 진한 band를 나타내고 이병성 계통에서 저항성 band보다 작은 크기에 위치하면서 다소 흐릿한 band를 나타내는 것을 확인하였다. TS-3 primer를 저항성과 이병성 계통간의 차이를 구분할 수 있는 공우성 SCAR marker로 판단하여 6% polyacrylamide gel에 전기영동한 결과 AFLP marker와 일치하면서 TuMV 저항성과 이병성의 homo, hetero 유전자형을 구분할 수 있는 공우성 SCAR marker로써의 가능성을 확인할 수 있었다.
Chinese cabbage, one of the most important vegetables in Asia, is damaged significantly by infection of Turnip mosaic virus (TuMV) each year in quality and yields. TuMV is difficult to control because of its wide host range and non-persistent mode of transmission by aphids. The use of insecticides to control the disease has proved ineffective because the aphids are not killed rapidly enough to prevent virus transmission during brief probes. Resistance cultivar is likely to be the most effective and eco-friendly method of controlling TuMV. The traditional method of screening resistant materials by field inoculation is very complicated and laborious because of maintenance, propagation, inoculation and control of pathogen was necessary for that procedure. Identification of co-dominant SCAR marker linked to TuMV resistance gene is an ultimate way to overcome this problem and efficient way to breed Chinese cabbage cultivars resistant to TuMV.
Double haploid populations developed from the microspore culture of F1 between TuMV resistant and susceptible cultivars were screened for resistance to TuMV-C4 strain by Carborandum method. According to the virus reaction, two bulks of DNA, VR and VS, were consisted from 10 resistant and 10 susceptible inbreds DNA respectively, and analyzed for AFLP with 256 set of EcoRI-ANN /MseI-CNN primer combinations.
From the BSA-AFLP analyses, E-ACC/M-CAA primer set were selected finally as AFLP markers for TuMV-C4 resistance. This AFLP marker set was suspected to linked to TuMV resistance gene and tested on20 individual plants of the two bulks and other 34 inbreds. The AFLP marker test result of 54 inbreds was agreed with the virus inoculation result for same population.
Seven 24mer SCAR primers were designed according to the 378bp sequenceof the resistant specific polymorphic DNA fragment amplified by E-ACC/M-CAA primer set. From the bulked segregant analysis with the 7 primers sets and two bulked segregant DNA (VR and VS), only one primer set (TS-3) showed codominant polymorphic DNA fragments, 242bp for resistant lines and 220bp for susceptible lines. These polymorphic DNA fragments easily recognized on 6% PAGE. Thus, the homozygote was easily recognized from its heterozygote in segregating population by using this codominant SCAR marker.
주제어
#배추의 TuMV
#분자표지
#병저항성
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#육성집단
#TuMV 저항성
#식물재료
#TuMV 병원균 접종
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#AFLP 분석
#Genomic DNA restriction
#Ligation of adaptor
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#Selective amplification
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#SCAR 분석
#AFLP fragment isolation and sequencing
#Primer design and PCR analysis
#SCAR marker의 재조합가 계산
#바이러스 접종 공우성 SCAR marker 개발
학위논문 정보
저자
이선애
학위수여기관
서울시립대학교
학위구분
국내석사
학과
환경원예학과
지도교수
이부영
발행연도
2005
총페이지
ⅷ, 45 p.
키워드
배추의 TuMV,
분자표지,
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유전자,
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