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조기조식재배와 토양이 환원상태로 되어 질소, 인산, 가리 등이 용탈한 노후화답, 양분 보지력이 작은 경토가 얕은 토양에서 많이 발생하는 깨씨무늬병은 벼가 병에 감염되면 잎에 갈색 반점이 나타나고 쌀 생산량 감소에 막대한 영향을 미친다. 국내에는 이러한 벼 깨씨무늬병에 대한 저항성 품종도 없을 뿐만 아니라 증가추세인 벼 깨씨무늬병의 발병 빈도와 면적을 감안하면 벼 깨씨무늬병 방제법 개발과 저항성 품종 육성의 필요성이 커지고 있다. 게다가 지금까지 깨씨무늬병에 관한 연구를 살펴보면 병의 기작에 관한 연구보다는 화학적 방제에 초점이 맞추어져 왔다는 것을 알 수 있다. 다른 작물이나 병에 대해서는 많은 전사체적인 연구가 진행되고 있는 가운데 깨씨무늬병에 대한 연구는 전무한 실정이다. 이에 우리는 깨씨무늬병의 발달과정에 대한 이해와 다양한 환경속에서 발현하는 벼의 수용기와 깨씨무늬병을 일으키는 주요 요소인 반응기라 불리는 분비 단백질간의 상호작용에 대한 연구가 반드시 필요하다고 생각된다.
벼 유전자와 곰팡이 유전자를 ...

조기조식재배와 토양이 환원상태로 되어 질소, 인산, 가리 등이 용탈한 노후화답, 양분 보지력이 작은 경토가 얕은 토양에서 많이 발생하는 깨씨무늬병은 벼가 병에 감염되면 잎에 갈색 반점이 나타나고 쌀 생산량 감소에 막대한 영향을 미친다. 국내에는 이러한 벼 깨씨무늬병에 대한 저항성 품종도 없을 뿐만 아니라 증가추세인 벼 깨씨무늬병의 발병 빈도와 면적을 감안하면 벼 깨씨무늬병 방제법 개발과 저항성 품종 육성의 필요성이 커지고 있다. 게다가 지금까지 깨씨무늬병에 관한 연구를 살펴보면 병의 기작에 관한 연구보다는 화학적 방제에 초점이 맞추어져 왔다는 것을 알 수 있다. 다른 작물이나 병에 대해서는 많은 전사체적인 연구가 진행되고 있는 가운데 깨씨무늬병에 대한 연구는 전무한 실정이다. 이에 우리는 깨씨무늬병의 발달과정에 대한 이해와 다양한 환경속에서 발현하는 벼의 수용기와 깨씨무늬병을 일으키는 주요 요소인 반응기라 불리는 분비 단백질간의 상호작용에 대한 연구가 반드시 필요하다고 생각된다.
벼 유전자와 곰팡이 유전자를 프로파일링 하기 위해 마이크로어래이 분석을 수행하였다. 먼저 벼 유전자 프로파일링은 4주된 벼 잎을 각 처리구별로 무처리, ABA만 처리한 것, 깨씨무늬병균만 처리한 것, 그리고 ABA와 깨씨무늬병균을 함께 처리한 것으로 나누어 각각의 잎에서 RNA를 추출하고 벼 chip을 찍어 마이크로어래이를 분석하였다. 처리구 별로 살펴보면 잎에 깨씨무늬병만 처리한 시료와 ABA만 처리한 시료, 그리고 ABA와 깨씨무늬병균을 함께 처리한 시료를 비교하여 보았을 때, ABA만 처리한 시료와 ABA와 깨씨무늬병균을 함께 처리한 샘플이 비슷한 발현양상을 보이는 것을 확인하였고 이 두 처리구의 발현 양상이 깨씨무늬병만을 처리한 시료의 발현 양상과는 차이가 나는 결과를 얻을 수 있었다. 이는 선행된 연구들을 미루어 보아, ABA가 깨씨무늬병에 대해 저항성 기작을 유도한다는 기존의 연구결과와 일치하는 것을 알 수 있었다. 이렇게 얻어진 벼 유전자 프로파일 중에서 우리는 도열병과 깨씨무늬병을 동시에 방지하고자 도열병에 저항성인 라인 (R) 과 ABA와 깨씨무늬병을 함께 처리한 샘플에서 동시에 발현도가 높은 유전자 72개를 찾아 이 유전자들 중에 병 감염 기작에 있어 숙주식물에 수용체 역할을 하는 것이 있을 것이라 생각하고 최종적으로 14개의 수용체 후보 유전자를 정하고 RT-PCR과 q-PCR을 수행하여 실제 병이 접종된 식물체내에서의 발현 정도를 확인하였다.
곰팡이 유전자 프로파일링도 마찬가지로 마이크로어래이 분석을 통해 얻었는데샘플을 각각 식물체내에서 깨씨무늬병 접종 후, 36시간째와 60시간째에 벼 잎을 절취하여 RNA를 추출하였고, 시험관 환경에서 완전배지, 최소배지, 질소결핍배지, 탄소결핍배지를 만들고 각각에서 깨씨무늬병 포자를 키워 배지별로 RNA를 추출한 다음 마이크로어래이 분석에 이용하였다. 분석결과 식물체내에서 발현하는 57개의 유전자와 시험관 배지에서 발현하는 426개의 곰팡이 유전자프로파일을 얻을 수 있었다. 이 중에서 식물체내와 시험관배지에서 동시에 검출되는 유전자 31개를 반응기 추정 유전자로 선정하고 이 유전자 후보들을 RT-PCR과 q-PCR을 수행하여 in vivo와 in vitro 환경에서의 발현 정도를 확인하였다. 식물체에서 증가하는 양상을 보이는 총 5개의 반응기 추정 유전자를 확인하였고 이 실험결과들로 확인 한 벼와 곰팡이 유전자들이 벼와 벼 깨씨무늬병의 상호작용으로 인한 병원성과 방어기작 연구에 중요한 역할을 할 것으로 생각된다

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