2006년 풍기지역 인삼(Panax ginseng)에서 바이러스병 유사증상이 관찰되었으며, 매년 발병율이 증가하였다. 인삼에서 이러한 증상은 지금까지 생리장해의 일부로 다루어졌다. 그러나 전자현미경에서 사상형 바이러스가 관찰되었고, DNA 칩 및 염기 서열 분석으로 Watermelon mosaic virus(WMV) 감염으로 인한 결과로 확인되었다. 인삼에 발생한 WMV 분리주는 생물검정에서 기존에 알려진 WMV 분리주들과는 새로운 병원성 계통으로 확인되어 WMV-Insam 계통으로 명명하였다. 본 논문은 인삼에 발생한 WMV에 관한 최초보고이다.
2006년 풍기지역 인삼(Panax ginseng)에서 바이러스병 유사증상이 관찰되었으며, 매년 발병율이 증가하였다. 인삼에서 이러한 증상은 지금까지 생리장해의 일부로 다루어졌다. 그러나 전자현미경에서 사상형 바이러스가 관찰되었고, DNA 칩 및 염기 서열 분석으로 Watermelon mosaic virus(WMV) 감염으로 인한 결과로 확인되었다. 인삼에 발생한 WMV 분리주는 생물검정에서 기존에 알려진 WMV 분리주들과는 새로운 병원성 계통으로 확인되어 WMV-Insam 계통으로 명명하였다. 본 논문은 인삼에 발생한 WMV에 관한 최초보고이다.
A disease, supposedly caused by a virus, was observed from Insam (Panax ginseng) fields of Punggi in year 2006. It has long believed to be a physiological disorder. However, the incidence of the disease has increased every year. When several samples were observed under electron microscope, filamento...
A disease, supposedly caused by a virus, was observed from Insam (Panax ginseng) fields of Punggi in year 2006. It has long believed to be a physiological disorder. However, the incidence of the disease has increased every year. When several samples were observed under electron microscope, filamentous virus-like particles were observed. The nucleotide sequences of the virus were analyzed by RT-PCR with specific primer sets derived from the results of DNA chip. The results indicated that the disease was caused by Watermelon mosaic virus (WMV). It revealed that the result of the biological assay by the virus was different from that of WMV previously found in other crops. Therefore, this is the first report that WMV causes the disease in P. ginseng and the virus is named to be WMV-Insam.
A disease, supposedly caused by a virus, was observed from Insam (Panax ginseng) fields of Punggi in year 2006. It has long believed to be a physiological disorder. However, the incidence of the disease has increased every year. When several samples were observed under electron microscope, filamentous virus-like particles were observed. The nucleotide sequences of the virus were analyzed by RT-PCR with specific primer sets derived from the results of DNA chip. The results indicated that the disease was caused by Watermelon mosaic virus (WMV). It revealed that the result of the biological assay by the virus was different from that of WMV previously found in other crops. Therefore, this is the first report that WMV causes the disease in P. ginseng and the virus is named to be WMV-Insam.
2001년 중국 운남 지역의 삼칠삼에서 발생한 바이러스병의 경우도 혈청학적 진단과 RT-PCR 방법으로 진단이 불가능하여 마 이크로어레이 기술을 이용하여 Potyvirus의 감염을 보고 한 바 있다(Zhang 등, 2010). 본 연구에서 지표식물을 사용한 생물검정과 ELISA 진단법으로 본 바이러스병의 진단 실패로 인하여 최근 국내에서 개발한(Nam 등, 2013) 식물바이러스 진단용 올리고뉴클레오타이드 칩(Large-scale oligonucleotide chip, LSON 칩)을 이용하여 본 바이러스 병을 진단하고자 하였다.
제안 방법
전자현미경 분석에서 Potyvirus의 일종으로 추정되는 본 바이러스의 동정과 병원성 분석을 위하여 Tetragonia expansa를 포함한 8과 36종의 지표식물을 이용하여 생물검정을 실시하였다(Table 1). 접종원으로는 바이러스 입자가 관찰된 인삼 잎 조직과 이로부터 부분 정제한 순화액을 각각 사용하여 즙액접종을 실시하고 2달 동안 관찰하였으며, 바이러스 감염여부는 RT-PCR로 확인하였다. 그 결과 인삼으로부터 추출한 2가지 접종원 모두에서 바이러스 병징을 관찰할 수 없었다.
대상 데이터
인삼에서 발견된 본 바이러스병을 진단하기 위하여 효소결합항체법(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)을 이용하였다(Banttari와 France, 1981). Potyvirus 진단용 항체로, Pepper mottle virus(PepMoV), Bean yellow mosaic virus(BYMV), Pepper veinal mottle virus(PVMV), Turnip mosaic virus(TuMV), Potato virus Y (PVY), Soybean mosaic virus(SMV), Zucchini yellow mosaic virus(ZYMV) 그리고 WMV의 항체를 사용하였다. 항원은 0.
2(A)). 바이러스에 감염된 인삼 조직의 미세구조를 관찰하기 위하여 시료를 Ultramicrotome(Leica Co., Germany)으로 80 nm 두께로 초박절편하여 2% uranyl acetate와 lead citrate로 이중염색하고 증류수로 3회 세척 후 투과전자현미경으로 검경하였다(Lee 등, 1990). 인삼 시료에서는 Potyvirus의 전형적인 세포 미세구조인 봉입체가 세포질 에서 흔히 관찰되었으며, 그 형태는 풍차형, 원통형, 와형, 층상구조 등 이었다(Fig.
병원성 분석. 전자현미경 분석에서 Potyvirus의 일종으로 추정되는 본 바이러스의 동정과 병원성 분석을 위하여 Tetragonia expansa를 포함한 8과 36종의 지표식물을 이용하여 생물검정을 실시하였다(Table 1). 접종원으로는 바이러스 입자가 관찰된 인삼 잎 조직과 이로부터 부분 정제한 순화액을 각각 사용하여 즙액접종을 실시하고 2달 동안 관찰하였으며, 바이러스 감염여부는 RT-PCR로 확인하였다.
이론/모형
전자현미경 검경. 여러 가지 바이러스병 유사 증상을 나타내는 인삼 잎을 direct negative staining 방법을 이용하여 전자현미경으로 관찰하였다(Horne와 Wildy, 1963). Formvar film으로 막을 씌운 grid(200 mesh)에 2% phosphotungstic acid(PTA, pH 7.
혈청학적 진단. 인삼에서 발견된 본 바이러스병을 진단하기 위하여 효소결합항체법(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)을 이용하였다(Banttari와 France, 1981). Potyvirus 진단용 항체로, Pepper mottle virus(PepMoV), Bean yellow mosaic virus(BYMV), Pepper veinal mottle virus(PVMV), Turnip mosaic virus(TuMV), Potato virus Y (PVY), Soybean mosaic virus(SMV), Zucchini yellow mosaic virus(ZYMV) 그리고 WMV의 항체를 사용하였다.
성능/효과
2)를 한 방울 떨어뜨리고, 식물조직의 절단면을 침지해 1분간 놓아둔 후 여과지로 여액을 제거한 다음 투과전자현미경(Carl Zeiss LEO912AB, Germany)으로 관찰하였다. 그 결과, 15−20 × 720−780 nm 크기의 사상형 바이러스 입자가 관찰되었다(Fig. 2(A)). 바이러스에 감염된 인삼 조직의 미세구조를 관찰하기 위하여 시료를 Ultramicrotome(Leica Co.
종합고찰. 본 연구에서 인삼의 생리장해로 취급되어온 황증의 일부 증상이 WMV 감염으로 인한 바이러스병으로 최초로 확인되었다. 세계적으로도 인삼 속 식물에서는 WMV의 감염은 알려져 있지 않다(Brunt 등, 1996).
이러한 결과로부터 인삼에 발생한 바이러스가 Potyvirus의 일종이라는 것을 알 수 있었다. 종 수준에서의 동정을 위하여 LSON 칩 분석에서 양성반응을 나타낸 프로브 염기 서열 정보를 기초로 하여 프라이머를 제작하여 RTPCR을 수행하였으며, 여기서 증폭된 PCR 산물들의 염기 서열을 분석한 결과 WMV와 90% 이상의 높은 상동성을 나타내었다(자료 미제시). 이러한 결과로 인삼에 발생한 본 Potyvirus는 WMV로 확인되었으며, 기존에 알려진 WMV 분리주들과의 비교분석을 위하여 외피단백질 염기 서열을 결정하였다.
후속연구
이러한 결과로부터 인삼에서 분리한 Potyvirus를 WMV-Insam 분리주로 명명하였다. LSON 칩 분석에서 본 인삼 바이러스병을 직접적으로 진단할 수 있었으나, 불행히도 분석 당시에 사용한 LSON 칩에는 WMV 특이적 프로브가 1개만 포함되어 있었기 때문에 정확한 동정을 위하여 추가적인 염기서열 분석이 필요하였다.
인삼에서 본 바이러스병이 어디에서 유래하였는지, 그리고 언제부터 발생하였는지는 현재 알 수 없지만, 다른 작물에서 널리 발생하고 있는 WMV의 일반적 특성으로 볼 때 인삼에서 급격히 확산되어 엄청난 피해를 초래할 가능성이 충분히 있는 것으로 판단된다. 우리나라에서 인삼의 경제적 및 문화적 가치를 고려할 때, 인삼에 발생한 WMV-Insam에 대한 중간기주, 매개체, 전염생태, 분포 조사, 병원성 등에 대한 다양한 연구가 시급히 이루어져야 할 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
인삼의 암술대는 몇 개인가?
꽃은 4월경에 피고 연한 녹색이며 산형화서에 달리고 화서는 잎의 기부에서 1개가 나온다. 꽃받침잎, 꽃잎 및 수술은 각각 5개이며 암술대는 2개이고 열매는 둥글며 여러 개 가 산형화서에 모여 달리고 적색으로 익는다(Lee, 1982b). 인삼은 북위 30−48° 에 이르는 지역에 자생하는데, 자생지 로는 우리나라(33.
인삼의 자생지는 어디인가?
꽃받침잎, 꽃잎 및 수술은 각각 5개이며 암술대는 2개이고 열매는 둥글며 여러 개 가 산형화서에 모여 달리고 적색으로 익는다(Lee, 1982b). 인삼은 북위 30−48° 에 이르는 지역에 자생하는데, 자생지 로는 우리나라(33.7−43.2°), 중국의 만주(43−47°), 소련의 연해주(40−48°)가 알려져 있다. 광동인삼, 화기삼, 아메리카인삼, 서양인삼, 양삼, 포삼 등으로 불리는 미국인삼 (Panax quinquefolium L.
인삼의 꽃은 언제 피는가?
근경 끝에서 한 개의 원 줄기가 나오고 끝에서 3−4개의 잎이 돌려나기로 달리며 긴 잎자루 끝에 5개의 장상복엽이 달린다. 꽃은 4월경에 피고 연한 녹색이며 산형화서에 달리고 화서는 잎의 기부에서 1개가 나온다. 꽃받침잎, 꽃잎 및 수술은 각각 5개이며 암술대는 2개이고 열매는 둥글며 여러 개 가 산형화서에 모여 달리고 적색으로 익는다(Lee, 1982b).
참고문헌 (17)
Banttari, E. E. and Franc, G. D. 1981. Single or combined antisera for detection of potato viruses S and X in plants of tubers using enzyme-immunosorbent assay. Phytopathology 71: 201.
Brunt, A. A., Crabtree, K., Dallwitz, M. J., Gibbs, A. J., Watson, L. and Zurcher, E. J. (eds.) (1996 onwards). Plant viruses online: descriptions and lists from the VIDE database. Version: 20th August 1996.' URL http://biology.anu.edu.au/Groups/MES/vide/
Encyclopedia of Korean Culture. 2012. "Ginseng" : The Academy of Korean Studies.
Flora of Korea Editorial Committee. 2007. The Flora of Vascular Plants of Korea. Academy Publishing Co. pp. 725-732.
Horne, R. W. and Wildy, P. 1963. Virus structure revealed by negative staining. Adv. Virus Res. 10: 101-170.
Jang, C. S., Lee, J. J., Kim, S. I., Song, J. Y., Yoo, S. J. and Kim, H. G. 2005. Specific detection of root rot pathogen, Cylindrocarpon destructans, using nested PCR from ginseng seedlings. Res. Plant Dis. 11: 48-55. (In Korean)
Ko, S. J., Lee, Y. H., Cha, K. H., Park, J. W., Lee, S. H. and Yang, K. Y. 2004. Virus diseases occurred on watermelon in Jeonnam province. Res. Plant Dis. 10: 39-43. (In Korean)
Lee, J. T. 1982a. Studies on virus diseases of medicinal plants in Korea. Res. Rev. Kyoungpook Univ. 34: 505-515.
Lee, K. W., Lee, B. C., Park, H. C. and Lee, Y. S. 1990. Occurrence of cucumber green mottle mosaic virus disease of watermelon in Korea. Korean J. Plant Pathol. 6: 250-255. (In Korean)
Lee, T. B. 1982b. Illustrated Flora of Korea. Hyangmunsa, 575 pp.
Mishchenko, L. T., Koreneva, A. A., Molchanets O. V. and Boyko, A. L. 2009. Detection of infection agents in medicinal plant in conditions of Ukraine. Mikrobiolohichnyi zhurnal 71: 55-61.
Nam, M., Kim, J. S., Lim, S. M., Park, C. Y., Kim, J. G., Choi, H. S., Lim, H. S., Moon, J. S. and Lee, S. H. 2014. Development of the Large-scale oligonucleotide chip for the diagnosis of plant viruses and its practical use. Plant Pathology J. (in press) doi: 10.5423/PPJ.OA.08.2013.0084.
Park, S. J., Lee, J. H., Nam, M., Park, C. Y., Kim, J. S., Lee, J. H., Jun, E. S., Lee, J. S., Choi, H. S., Kim, J. S., Moon, J. S., Kim, H. G. and Lee, S. H. 2011. Virus disease incidences and transmission ecology of oriental melons in Seongju Area. Res. Plant Dis. 17: 342-350. (In Korean)
Tao, Z., Yan, Z., Song, L., Li, H. and Fan, Z. 2008. Molecular identification of viruses that infect Panax notoginseng in China. Phytopathology 98: S155.
The Korean Society of Plant Pathology. 2009. List of plant diseases in Korea. 5th ed., Suwon, Korea. 853 pp. (In Korean)
Wikipedia. 2013. Web. "Ginseng" : The Free Encyclopedia. Wikimedia Foudation, Inc.
Zhang, Y. J., Yin, J., Li, G. F., Li, M. F., Huang, X., Chen, H. J., Zhao, W. J. and Zhu, S. F. 2010. Oligonucleotide microarray with a minimal number of probes for the detection and identification of thirteen genera of plant viruses. J. Virol. Methods 167: 53-60.
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