[학위논문]Bacillus velezensis KTA01의 복숭아 수지 병에 대한 생물학적 방제와 식물에서의 항진균 메커니즘 The Biocontrol of Peach Gummosis by Bacillus velezensis KTA01 and its Antifungal Mechanism on the plant원문보기
복숭아나무 수지 증(Peachtree gummosis)은 복숭아나무의 줄기나 가지에서 적갈색 수지가 분비되는 식물학적 증상입니다. Botryosphaeria dothidea는 복숭아나무 수지 병의 원인이 되는 진균류이며 특히, 국내에서 병원균 수지 증 사례의 대부분(약 80%)은 B. dothidea 감염이 원인으로 보고되었습니다. 이 연구에서, 저는 B. dothidea KACC45481에 대해 항진균 활성을 가진 미생물들을 분리하였고. 길항능력 검정 결과, 가장 강력한 길항 능력을 보인 균주를 선별하였습니다. 이 균주를 16S rRNA 서열에 기초한 계통발생학적 분석을 이용하여 B. velezensis KTA01로 동정하였습니다. KTA01 균주의 ...
복숭아나무 수지 증(Peachtree gummosis)은 복숭아나무의 줄기나 가지에서 적갈색 수지가 분비되는 식물학적 증상입니다. Botryosphaeria dothidea는 복숭아나무 수지 병의 원인이 되는 진균류이며 특히, 국내에서 병원균 수지 증 사례의 대부분(약 80%)은 B. dothidea 감염이 원인으로 보고되었습니다. 이 연구에서, 저는 B. dothidea KACC45481에 대해 항진균 활성을 가진 미생물들을 분리하였고. 길항능력 검정 결과, 가장 강력한 길항 능력을 보인 균주를 선별하였습니다. 이 균주를 16S rRNA 서열에 기초한 계통발생학적 분석을 이용하여 B. velezensis KTA01로 동정하였습니다. KTA01 균주의 유전체 특성 탐색을 위해 전장 유전체 서열 분석한 후 결과를 바탕으로 KTA01 균주의 항진균 기작을 평가하기 위해 진균류 세포벽 분해와 사이드로포어 활성에 대한 실험을 수행하였습니다. 또한, KTA01 균주의 체내에서 리포펩타이드 (lipopeptide) 생합성 유전자의 존재를 PCR 분석을 통해 검증하였고, 유전자 발현량을 확인하기 위해 qRT-PCR 분석도 수행하였습니다. 그리고 메탄올로 추출된 리포펩타이드 화합물을 항진균 활성 분석 및 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC) 분석을 수행하였습니다. 마지막으로 B. dothidea KACC45481 균주에 감염되어 수지가 발생한 병변 주변에 KTA01 균주 처리 시 RNA-seq을 통해 식물체 내 전사체 변화를 분석하였습니다. 본 논문에 제시된 실험 결과는 복숭아나무 수지 병의 원인균인 B. dothidea KACC45481의 성장을 유의하게 억제할 수 있는 생물학적 방제제로서의 B. velezensis KTA01의 잠재력을 입증하였습니다.
복숭아나무 수지 증(Peachtree gummosis)은 복숭아나무의 줄기나 가지에서 적갈색 수지가 분비되는 식물학적 증상입니다. Botryosphaeria dothidea는 복숭아나무 수지 병의 원인이 되는 진균류이며 특히, 국내에서 병원균 수지 증 사례의 대부분(약 80%)은 B. dothidea 감염이 원인으로 보고되었습니다. 이 연구에서, 저는 B. dothidea KACC45481에 대해 항진균 활성을 가진 미생물들을 분리하였고. 길항능력 검정 결과, 가장 강력한 길항 능력을 보인 균주를 선별하였습니다. 이 균주를 16S rRNA 서열에 기초한 계통발생학적 분석을 이용하여 B. velezensis KTA01로 동정하였습니다. KTA01 균주의 유전체 특성 탐색을 위해 전장 유전체 서열 분석한 후 결과를 바탕으로 KTA01 균주의 항진균 기작을 평가하기 위해 진균류 세포벽 분해와 사이드로포어 활성에 대한 실험을 수행하였습니다. 또한, KTA01 균주의 체내에서 리포펩타이드 (lipopeptide) 생합성 유전자의 존재를 PCR 분석을 통해 검증하였고, 유전자 발현량을 확인하기 위해 qRT-PCR 분석도 수행하였습니다. 그리고 메탄올로 추출된 리포펩타이드 화합물을 항진균 활성 분석 및 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC) 분석을 수행하였습니다. 마지막으로 B. dothidea KACC45481 균주에 감염되어 수지가 발생한 병변 주변에 KTA01 균주 처리 시 RNA-seq을 통해 식물체 내 전사체 변화를 분석하였습니다. 본 논문에 제시된 실험 결과는 복숭아나무 수지 병의 원인균인 B. dothidea KACC45481의 성장을 유의하게 억제할 수 있는 생물학적 방제제로서의 B. velezensis KTA01의 잠재력을 입증하였습니다.
Peach tree gummosis is a botanical anomaly characterized by the secretion of dark brown resin from the stems or branches of fruit trees. Botryosphaeria dothidea is identified as one of the fungi species responsible for developing peach tree gummosis. Remarkably, in South Korea, a majority of gummosi...
Peach tree gummosis is a botanical anomaly characterized by the secretion of dark brown resin from the stems or branches of fruit trees. Botryosphaeria dothidea is identified as one of the fungi species responsible for developing peach tree gummosis. Remarkably, in South Korea, a majority of gummosis cases (roughly 80%) are attributed to B. dothidea infection. In this study, we isolated microbes with antifungal activity against B. dothidea KACC45481, based on the antagonism assay, we selected strains that showed the strongest antagonistic ability. The strain was identified as Bacillus velezensis KTA01 using phylogenetic tree analysis based on the 16S rRNA. After whole genome sequencing to explore the genomic characteristics of KTA01 strain, we performed experiments on fungal cell wall degradation and siderophore activity to evaluate the antifungal mechanism of KTA01 strain based on the results. Furthermore, the presence of lipopeptide biosynthesis genes in the KTA01 strain was verified by PCR analysis, and qRT-PCR analysis was also performed to compare gene expression levels. The lipopeptide extract with methanol was analyzed by antifungal activity assay and high-performance liquid chromatography (HPLC). Finally, transcriptome analysis was performed through RNA-seq to identify changes in gene expression levels in the infected plants upon treatment with the KTA01. The experimental results presented in this study demonstrated the potential of B. velezensis KTA01 as a biocontrol agent, which can significantly inhibit the growth of B. dothidea, the causal agent of peach tree gummosis.
Peach tree gummosis is a botanical anomaly characterized by the secretion of dark brown resin from the stems or branches of fruit trees. Botryosphaeria dothidea is identified as one of the fungi species responsible for developing peach tree gummosis. Remarkably, in South Korea, a majority of gummosis cases (roughly 80%) are attributed to B. dothidea infection. In this study, we isolated microbes with antifungal activity against B. dothidea KACC45481, based on the antagonism assay, we selected strains that showed the strongest antagonistic ability. The strain was identified as Bacillus velezensis KTA01 using phylogenetic tree analysis based on the 16S rRNA. After whole genome sequencing to explore the genomic characteristics of KTA01 strain, we performed experiments on fungal cell wall degradation and siderophore activity to evaluate the antifungal mechanism of KTA01 strain based on the results. Furthermore, the presence of lipopeptide biosynthesis genes in the KTA01 strain was verified by PCR analysis, and qRT-PCR analysis was also performed to compare gene expression levels. The lipopeptide extract with methanol was analyzed by antifungal activity assay and high-performance liquid chromatography (HPLC). Finally, transcriptome analysis was performed through RNA-seq to identify changes in gene expression levels in the infected plants upon treatment with the KTA01. The experimental results presented in this study demonstrated the potential of B. velezensis KTA01 as a biocontrol agent, which can significantly inhibit the growth of B. dothidea, the causal agent of peach tree gummosis.
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