벼 흰잎마름병 저항성 유전자를 갖고 있는 준동질 계통을 이용한 벼 흰잎마름병균의 레이스 분류 Race Classification of the Bacterial Blight Pathogen, Xanthomonas oryzae pv. oryzae, by Rice NILs with Single Resistance Genes원문보기
국내에서 수집한 103 금주의 벼 흰잎마름병 균주를 한국 판별품종과 한 개의 저항성 유전자를 갖고 있는 4개의 준동질 계통에 병원성을 검정하였다. 청청벼, 풍산벼, 한강찰벼, 밀양42호는 저항성 유전자의 배경을 완전히 알 수 없어 벼 흰잎마름병균의 분류에 적합하지 않았다. IRBB101, IRBB103, IRBB105, IRBB107의 계통은 1개의 저항성 유전자를 갖고 있어 벼 흰잎마름병 균주의 레이스를 구분할 수 있었다. 이 계통들은 우리나라 벼 흰잎마름병균의 분류하는 판별품종으로 유용할 것으로 생각된다. 우리나라 벼 흰잎마름병 균주는 4개의 NIL과의 반응에 따라 3개의 레이스로 분류하였다.
국내에서 수집한 103 금주의 벼 흰잎마름병 균주를 한국 판별품종과 한 개의 저항성 유전자를 갖고 있는 4개의 준동질 계통에 병원성을 검정하였다. 청청벼, 풍산벼, 한강찰벼, 밀양42호는 저항성 유전자의 배경을 완전히 알 수 없어 벼 흰잎마름병균의 분류에 적합하지 않았다. IRBB101, IRBB103, IRBB105, IRBB107의 계통은 1개의 저항성 유전자를 갖고 있어 벼 흰잎마름병 균주의 레이스를 구분할 수 있었다. 이 계통들은 우리나라 벼 흰잎마름병균의 분류하는 판별품종으로 유용할 것으로 생각된다. 우리나라 벼 흰잎마름병 균주는 4개의 NIL과의 반응에 따라 3개의 레이스로 분류하였다.
One hundred and three isolates of Xanthomonas oryzae pv. oryzae in Korea were evaluated for their virulence on four near-isogenic lines (NILs) containing a single resistance gene, and Korean differential varieties. The resistant gene backgrounds of Cheongcheongbyeo, Pungsanbyeo, Hangangchalbyeo, Mil...
One hundred and three isolates of Xanthomonas oryzae pv. oryzae in Korea were evaluated for their virulence on four near-isogenic lines (NILs) containing a single resistance gene, and Korean differential varieties. The resistant gene backgrounds of Cheongcheongbyeo, Pungsanbyeo, Hangangchalbyeo, Milyang42 were not completely understood and they were not suited for the classification of X. oryzae pv. oryzae. Four NILs, IRBB101, IRBB103, IRBB105, and IRBB107 were difference for characterizing races of X. oryzae pv. oryzae because they have a single resistance gene. These NILs may be useful differential set in examining pathogenic races of X. oryzae pv. oryzae in Korea. Based on the virulence of 103 isolates to new differential varieties, they were classified into 3 races.
One hundred and three isolates of Xanthomonas oryzae pv. oryzae in Korea were evaluated for their virulence on four near-isogenic lines (NILs) containing a single resistance gene, and Korean differential varieties. The resistant gene backgrounds of Cheongcheongbyeo, Pungsanbyeo, Hangangchalbyeo, Milyang42 were not completely understood and they were not suited for the classification of X. oryzae pv. oryzae. Four NILs, IRBB101, IRBB103, IRBB105, and IRBB107 were difference for characterizing races of X. oryzae pv. oryzae because they have a single resistance gene. These NILs may be useful differential set in examining pathogenic races of X. oryzae pv. oryzae in Korea. Based on the virulence of 103 isolates to new differential varieties, they were classified into 3 races.
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문제 정의
따라서 본 연구는 1RRI에서 육성한 1개의 벼 흰잎마름병 저항성 유전자를 갖는 근동질 계통과 국내의 벼 흰잎 마름병균과의 상호반응을 비교하여 판별품종의 선발 및 저항성 품종육종 전략을 확립하는 기초로 활용하기 위하여 실시하였다.
제안 방법
JaponicaXIndica 계 판별품 종의 문제점을 보완하기 위하여 새로운 벼 흰잎마름병균 의 판별체계를 Table 4와 같이 제안한다., 동진벼, 에는 감수성을 나타내고, 'IRBB101', *IRBB103\ 'IRBB105', IRBB107'에 저항성을 나타내는 균주를 레이스 1로 분류하고, , 동진벼'와 TRBB1 이, 에 감수성, 나머지 판별품종 은 저항성 반응을 하는 균주를 레이스 2로, eIRBBlOr, 'IRBBHG에 감수성 반응을 나타내고, , IRBB105', , IRBB107' 에 저항성 반응을 나타내는 균형은 레이스 3, TRBB107,은 저항성 반응을 나타내고, 나머지 판별품종에서 감수성 반응을 나타내는 균형을 레이스 4로 분류하며, 모든 판별 품종에 감수성 반응을 나티내는 균형을 레이스 5로 분류한다.
, 밀양23호', , 청청벼에 감수 성 반응을 하는 K2의 12균주 중에 26, 29 등 10균주는 동진벼에 감수성, 'IRBBlOr, *IRBB103\ lIRBB105\ 1RBB107'에 모두 저항성으로 반응하였고, 84와 2033 균주 등은, 동진벼, 와 1RBB101'에는 감수성, TRBB103, ,TRBB1051 1RBB107에 모두 저항은성으로 반응하여 동진벼와 'IRBB101'에는 감수성, 'IRBB103', 'IRBB105', JaponicaXIndica 계판별품종으로 분류된 group은 NILs MRBB107'에 모두 저항성으로 반응하였다., 밀양23호, 의 반응으로 분류된 group과 일치하지 않았다, '밀양23호', , 청청벼', 풍산벼, , , 한강찰벼, 에 감수성인 K4의 3균주는 '청청벼', '풍산벼에 감수성 반응을 하는 K3의 7균주는 , 동진벼, , 4IRBB10r, PRBB103, 에는 감수성, *IRBBU)5L 'IRBB107'에는 저항성으로 반응하였다.
2007년 4월에 벼 종자를 48시간 침지하여 충남대학교 부속농장 유리온실에서 육묘하였다. 6월 3일 재 식거리 15X30cm로 1주 1본씩 본답에 이앙하여 N-P2O5- KK)를 15-9-11 kg/10a 비율로 시용하였으며 이앙 후 관리는 표준 재배법에 준하였다.
국내에서 수집한 103 균주의 벼 흰잎마름병 균주를 한국 판별품종과 한 개의 저항성 유전자를 갖고 있는 4개의 준동질 계통에 병원성을 검정하였다. 청청비, 풍산벼, 한강찰벼, 밀양42호는 저항성 유전자의 배경을 완전히 알 수 없어 벼 흰잎마름병균의 분류에 적합하지 않았다.
다른 판별체계는 저항성 유전자의 명칭을 레이스 명으 로 사용하는 방법이다(Table 5). 동진벼에는 감수성을 나타내고, llRBB10r(Ah7), 'IRBB101'(&3), 'IRBB101'(xa5), TRBB101'(Xa7)에 저항성을 나타내는 경우 즉 저항성 유전자가 없는 품종만 감수성으로 반응하는 균주를 레이스 0으로 분류하고, Xal 유전자를 갖고 있는 URBB101'에는 감수성, 다른 유전자를 갖고 있는 품종은 저항싱으로 반응하는 균주를 레이스 1, , IRBB103'(Xa3)'이 감수성이면 레이스 3, 'IRBB105'(xa5)가 감수성이면 레이스 5, TRBB107'(Xa7)이 감수성이면 레이스 7로 분류한다. -IRBBlOrCVa/)과 *JRBB10r(Aa3) 두 종류이상의 유전자를 침입하여 감수성이면 침해되는 유전자의 종류에 따라 레이스1, 3, 레 이스1, 3, 5, 레이스1, 3, 5, 7 등으로 세분할 수 있다.
병반조사는 접종 14일 후에 5개씩 접종부위로부터 진전된 병반의 길이를 조사하여 평균하였으며, 저항성 판정은 3 cm 이하를 저항성으로 하였으며 병반장이 짧은 것은 감수성 표준품종의 병반장을 기준으로 저항성과 감수성으로 판정하였다.
대상 데이터
2007년 4월에 벼 종자를 48시간 침지하여 충남대학교 부속농장 유리온실에서 육묘하였다. 6월 3일 재 식거리 15X30cm로 1주 1본씩 본답에 이앙하여 N-P2O5- KK)를 15-9-11 kg/10a 비율로 시용하였으며 이앙 후 관리는 표준 재배법에 준하였다.
벼 흰잎마름병 균주의 판별품종인 '밀양 23호', '청청벼', , 풍산벼', , 한강찰벼', '밀양 42호, 는 작물 과학원, 벼 흰잎마름병 저항성 유전자를 갖는 근동질 계통(near-isogenic line)은 IRRI에서 육성 (Ogawa 등, 1991a)한 것을 분양받아 증식하여 충남대학교 농업생명과학대학 내병성육종학 실험실 보관 중인 종자를 사용하였다.
본 연구에 공시한 균주는 1998-2002년에 전국에서 수집한 병반으로부터 분리하여 농촌진흥청 농업과학기술원 병리과에서 보관중인 균주를 분양받아 초 저온냉장고에 보관하면서 필요시 증식하여 사용하였다.
성능/효과
'밀양23호'에 만 감수성 반응을 하는 K1의 80균주는 '동진벼, 에 감수 성, 'IRBB101', 'IRBB103, ' 'IRBBI05', 'IRBB107'에 모두 저항성으로 반응하였다., 밀양23호', , 청청벼에 감수 성 반응을 하는 K2의 12균주 중에 26, 29 등 10균주는 동진벼에 감수성, 'IRBBlOr, *IRBB103\ lIRBB105\ 1RBB107'에 모두 저항성으로 반응하였고, 84와 2033 균주 등은, 동진벼, 와 1RBB101'에는 감수성, TRBB103, ,TRBB1051 1RBB107에 모두 저항은성으로 반응하여 동진벼와 'IRBB101'에는 감수성, 'IRBB103', 'IRBB105', JaponicaXIndica 계판별품종으로 분류된 group은 NILs MRBB107'에 모두 저항성으로 반응하였다., 밀양23호, 의 반응으로 분류된 group과 일치하지 않았다, '밀양23호', , 청청벼', 풍산벼, , , 한강찰벼, 에 감수성인 K4의 3균주는 '청청벼', '풍산벼에 감수성 반응을 하는 K3의 7균주는 , 동진벼, , 4IRBB10r, PRBB103, 에는 감수성, *IRBBU)5L 'IRBB107'에는 저항성으로 반응하였다.
IRBB101, IRBB103, IRBB105, IRBB107의 계통은 1개의 저항성 유전자를 갖고 있어 벼 흰잎마름병 균주의 레이스를 구분할 수 있었다. 이 계통들은 우리나라 벼 흰잎마 름병균의 분류하는 판별품종으로 유용할 것으로 생각된다.
'Toyonishiki, 에 단일저항 성 유전자를 도입한 NIL계통에 의한 균형 분류는 Table 2와 같다. 동진벼에 감수성, , IRBB101'(Xal), iIRBB103, (Xa3), 1RBB105, (xa5), IRBBIOTQST)에 저항성 반응을 나타내는 88균주, 동진벼, IRBB101, 에 감수성, lIRBB103', 1RBB105, , 'IRBB107, 에서 저항성 반응을 나타내는 11균 주, '동진벼, 'IRBB101', '1RBB103'에 감수성, 'IRBB105', 1RBB107'에 저항성 반응을 나타내는 4균주로 분류되었다.
이상과 같이 JaponicaXIndica 계 판별품종에 의한 벼흰 잎마름병 균주의 분류가 1개의 저항성 유전자를 갖고 있는 NILs의 반응과 일치하지 않았다. 이러한 결과는 저항성 유전자의 배경이 확실하지 않은 JaponicaXIndica 계판별품종으로 분류된 레이스는 유전자의 분석이나 저항성 유전자의 동정 등에 적합하지 않을 것으로 생각된다.
후속연구
따라서 NIL에 대한 우리나라의 벼 흰잎마름병균의 반응은 새로운 판별체계의 확립은 물론 K3a 등 새로운 레이스의 줄현에 대비하기 위한 육종적 대책을 강구하기 위한 정보로도 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
병해충에 대한 다양한 저항성 유전자를 갖는 근동질 유전자 계통은 새로운 저항성 유전자를 동정하는데 이용할 수 있을 뿐만 아니라 병해충의 레이스나 생태형을 동정 하는데 매우 유용하다. 또한, 근동질 유전자 계통을 이용한 품종군의 분류는 저항성품종 육종을 위한 교배모본을 선발하는데 활용될 수 있을 것이다.
이상과 같이 벼 흰잎마름병 저항성 유전자를 침해하는 유전자의 명칭을 레이스의 명칭으로 명명하면 레이스 분포만으로 저항성 품종의 선택을 쉽게 할 수 있어 영농지도에도 활용될 것이다. 또한, 새로운 벼 흰잎마름병 저항 성 유전자가 동정되고 이 유전자를 이용하여 서항성 품 종이 육성되더라도 동일한 유전자를 갖는 품종을 판별품 종으로 추가하여 사용하면 기존의 레이스의 명칭이나 저항성 품종군의 수정 없이 저항성 유전자를 갖는 품종만 추가하면 가능할 것이다.
이상과 같이 벼 흰잎마름병 저항성 유전자를 침해하는 유전자의 명칭을 레이스의 명칭으로 명명하면 레이스 분포만으로 저항성 품종의 선택을 쉽게 할 수 있어 영농지도에도 활용될 것이다. 또한, 새로운 벼 흰잎마름병 저항 성 유전자가 동정되고 이 유전자를 이용하여 서항성 품 종이 육성되더라도 동일한 유전자를 갖는 품종을 판별품 종으로 추가하여 사용하면 기존의 레이스의 명칭이나 저항성 품종군의 수정 없이 저항성 유전자를 갖는 품종만 추가하면 가능할 것이다.
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