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문제 정의
- 본 연구는 경북 북부지역에서 가장 넓은 참외 재배지역인 안동시 풍천면을 대상으로 담배가루이 생태형을 판별함에 연구 목적을 두었다. 생태형은 B형과 Q형을 중심으로 그 이외의 것은 중앙아메리카와 남아메리카에서 유래된 New World (NW)형으로 나눴으며(Shatters et al.
제안 방법
- 참외 잎에서 담배가루이를 붓으로 떼어내 -72℃에서 냉동보관한 후 게놈 DNA 추출에 이용하였다. DNA 추출은 담배가루이 성충 5~8 마리를 0.5 ml 튜브에 옮긴 후, 멸균된 이쑤시개를 이용하여 담배가루이를 마쇄한 후 5% Chelex 100 (Bio-Rad, Hercules, CA, USA) 용액 50 ㎕를 첨가한 후 54℃에서 15 분, 100℃에서 3 분간 가열한 후 10,000 g에서 20 초간 원심분리 후, 상등액을 PCR 반응에 이용하였다.
- PCR 결과물의 염기서열을 밝히기 위해 pCR2.1 벡터(Invitrogen, Carlsbad, CA, USA)를 이용하여 TA 클로닝을 실시하였다. 벡터에 재결합된 PCR 결과물은 T7과 Sp1의 염기서열 프라이머를 이용하여 PCR 결과물을 양방향으로 염기서열 분석하였다.
- 1 벡터(Invitrogen, Carlsbad, CA, USA)를 이용하여 TA 클로닝을 실시하였다. 벡터에 재결합된 PCR 결과물은 T7과 Sp1의 염기서열 프라이머를 이용하여 PCR 결과물을 양방향으로 염기서열 분석하였다. 염기서열 분석은 마크로젠(Seoul, Korea)에서 실시되었다.
- 5% 아가로오즈 젤을 이용하여 분리하였으며, 이때 전기영동 조건은 1x TAE 완충용액, 150 V 전압 조건에서 실시되었다. 분리된 PCR 증폭물은 ethidium bromide를 이용하여 염색한 후 관찰하였다.
- 1B)을 채집하여 분석에 이용하였다. 분석에 이용된 DNA 시료는 Chelex를 이용하여 추출하였고, 생태형 판별 PCR 프라이머를 이용하여 분석하였다(Fig. 2). 담배가루이 특이적 프라이머(‘Uni’, Fig.
- 본 연구는 경북 북부지역에서 가장 넓은 참외 재배지역인 안동시 풍천면을 대상으로 담배가루이 생태형을 판별함에 연구 목적을 두었다. 생태형은 B형과 Q형을 중심으로 그 이외의 것은 중앙아메리카와 남아메리카에서 유래된 New World (NW)형으로 나눴으며(Shatters et al., 2009), 이들에 대한 특이적 판별 분자마커를 이용하여 분석하였다.
- 염기서열 분석은 마크로젠(Seoul, Korea)에서 실시되었다. 얻어진 염기서열은 DNAStar 버전 5.2 (Madison, WI, USA)의 EditSeq 기능을 이용하여 벡터 서열을 제거하고 PCR로 얻어진 영역만 얻었다. 이 서열을 NCBI (www.
- 벡터에 재결합된 PCR 결과물은 T7과 Sp1의 염기서열 프라이머를 이용하여 PCR 결과물을 양방향으로 염기서열 분석하였다. 염기서열 분석은 마크로젠(Seoul, Korea)에서 실시되었다. 얻어진 염기서열은 DNAStar 버전 5.
- 2 (Madison, WI, USA)의 EditSeq 기능을 이용하여 벡터 서열을 제거하고 PCR로 얻어진 영역만 얻었다. 이 서열을 NCBI (www.ncbi.nlm.nih.gov)에서 제공하는 BlastN의 검색 기능을 통해 GenBank에 수록된 알려진 서열들과 유사도를 분석했다.
- 참외 잎에서 담배가루이를 붓으로 떼어내 -72℃에서 냉동보관한 후 게놈 DNA 추출에 이용하였다. DNA 추출은 담배가루이 성충 5~8 마리를 0.
대상 데이터
- (2009)에 의해 보고된 B형, Q형 및 NW형 특이적 프라이머를 PCR 반응에 이용하였다. PCR 반응용액은 총 25 ㎕로서 1 ㎕의 게놈 DNA 시료, 2.5 ㎕ 10x완충용액, 2.5 ㎕ dNTP, 2 ㎕ 씩 각 프라이머, 그리고 0.5 ㎕의 Taq polymerase (Intron, Seoul, Korea)로 구성되었다. PCR 기기는 Bio-Rad 회사의 MyCycler™ Personal Thermal Cycler 모델을 이용하였다.
- 시험에 사용한 담배가루이는 2013년 6월 경상북도 안동시 풍천면 참외밭(Fig. 1)에서 채집하여 사용하였다.
- 담배가루이가 비교적 매년 발생하는 안동시 풍천면 소재 참외 재배지를 대상으로 생태형 분석이 이뤄졌다. 이 가운데 특별히 발생이 심한 지역(Fig. 1A)의 11 개 시설재배지에서 담배가루이 성충(Fig. 1B)을 채집하여 분석에 이용하였다. 분석에 이용된 DNA 시료는 Chelex를 이용하여 추출하였고, 생태형 판별 PCR 프라이머를 이용하여 분석하였다(Fig.
이론/모형
- Shatters et al.(2009)에 의해 보고된 B형, Q형 및 NW형 특이적 프라이머를 PCR 반응에 이용하였다. PCR 반응용액은 총 25 ㎕로서 1 ㎕의 게놈 DNA 시료, 2.
- PCR 기기는 Bio-Rad 회사의 MyCycler™ Personal Thermal Cycler 모델을 이용하였다.
- , 2000). 본 연구는 미토콘드리아 CO-I 영역에서 생태형에 따라 변이를 보이는 부위를 바탕으로 개발된(Shatters et al., 2009) 진단형 프라이머를 이용하였다. 모든 생태형을 총괄하여 담배가루이에 특이적 프라이머는 748 bp의 PCR 증폭물을 형성하는 데 본 연구에서도 이 크기에서 증폭물을 얻었다.
성능/효과
- 2A)를 이용한 분석 결과, 11 개 시설재배지에서 채집된 성충이 모두 담배가루이로 동정되었다. PCR 증폭물의 염기서열을 분석한 결과 기존에 알려진 다른 지역 담배가루이들의 염기서열(Shatters et at,. 2009)과 100% 일치하였다(Fig. 3A).
- 그러나 각 시설재배지 전체에서 5-8 마리 시료 추출에 따른 표준오차의 문제도 배제할 수 없다. Q 생태형의 PCR 증폭물에 대한 염기서열 결과 기존에 알려진 동일 생태형과 100% 일치하였다(Fig. 3C). NW 생태형은 검출되지 않았다(Fig.
- 담배가루이 생태형을 판별하기 위해 B, Q 및 NW 형 프라이머로 PCR 분석한 결과 11 개 시설재배지에서 채집된 것 중 4 개 장소는 B 생태형을 포함하였고(Fig. 2B), 이 증폭물의 염기서열을 확인한 결과 477 개 염기서열 가운데 4 개를 제외하고 473 개 염기서열이 일치하였다(Fig. 3B). 차이를 보인 4 개의 변이 부위 가운데 3 곳은 transition 돌연변이(피리미딘 또는 퓨린 끼리의 치환) 그리고 1 곳은 transversion 돌연변이(피리미딘과 퓨린 사이의 치환)를 나타냈다.
- 담배가루이 특이적 프라이머(‘Uni’, Fig. 2A)를 이용한 분석 결과, 11 개 시설재배지에서 채집된 성충이 모두 담배가루이로 동정되었다.
- , 2005). 따라서 본 연구에서 분석된 안동지역의 담배가루이 발생은 2005년과 2013년 사이에 두 생태형이 함께 침입한 것으로 추정된다. 최근 여러 지역에서 과거에 B 생태형 담배가루이 집단이 Q 생태형으로 바뀌어 가는 것을 보고하였으며, 본 연구 집단에서도 Q 생태형이 B 생태형보다 빈번하게 검출된 것은 안동 집단이 향후 Q 생태형으로 전환될 가능성을 암시하고 있다.
후속연구
- , 2010) 및 식물 정유(Choi and Kim, 2004) 등의 농약 대체 방제 기술이 시도되어 효과를 나타내고 있다. 따라서, 안동지역의 담배가루이에 대해서는 향후 종합적 방제 기술을 적용한 관리체계를 개발하는 것이 필요할 것으로 사료된다.
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