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RT-PCR과 다공성 세라믹 큐브를 이용한 벼줄무늬잎마름바이러스 간편 진단
Simple and Rapid Detection for Rice stripe virus Using RT-PCR and Porous Ceramic Cubes 원문보기

Research in plant disease = 식물병연구, v.21 no.4, 2015년, pp.321 - 325  

홍수빈 (농촌진흥청 국립농업과학원) ,  곽해련 (농촌진흥청 국립농업과학원) ,  김미경 (농촌진흥청 국립농업과학원) ,  서장균 (농촌진흥청 국립농업과학원) ,  신준성 ((주)바이오큐브시스템) ,  한정헌 ((주)고추와 육종) ,  김정수 (국립안동대학교 식물의학과) ,  최홍수 (농촌진흥청 국립농업과학원)

초록
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다공성 세라믹 큐브를 이용한 RT-PCR 진단법은 별도의 핵산 추출 과정이나 용액 처리 없이, 식물체에 접촉시켜 큐브의 공극에 바이러스 입자나 핵산 등의 분자가 신속하게 흡수되면 이를 바로 RT-PCR 반응에 넣어 유전자를 증폭시키는 방법으로, 식물체로부터 빠르고 정확하게 바이러스를 진단하는 방법이다. 본 연구에서는 다공성 세라믹 큐브를 이용하여 벼에 발생하는 주요 바이러스인 벼줄무늬잎마름바이러스(RSV)를 진단하는 RT-PCR 진단법을 확립하였다. 벼의 잎, 잎집, 또는 줄기를 대상으로 큐브 1개 또는 3개를 사용하여 즙액을 흡수시킨 후, 이를 RT-PCR 주형으로 사용하였고, 그 결과 변성처리에 큰 차이 없이 증폭 효율이 나타났다. 또한 즙액을 흡수한 큐브는 9주차까지 상온에서 보관한 후 RT-PCR을 실시하여도 안정적으로 증폭 효율을 나타내었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

A rapid and simple RT-PCR diagnosis method for detection of Rice stripe virus (RSV), one of major virus infecting rice, was developed using porous ceramic cubes in this study. The porous ceramic cube can rapidly absorb biological molecules such as small-sized proteins and nucleic acid fragments into...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 특히, 다공성 세라믹 큐브는 구멍(pore)의 크기와 표면특성 조절을 통해 PCR 저해 물질을 배제할 수 있는 초미세여과(ultrafiltration) 기능을 가지고 있어, 수 초 이내에 오이모자이크바이러스 검정용 주형을 간편하게 준비할 수 있어 RT-PCR 대량 검정에 적합할 것으로 판단된다(Shin 등, 2015). 그러나 다공성 세라믹 큐브를 이용한 RT-PCR용 주형 준비법은 아직까지 보편화되어 있지 않기 때문에 이를 활용할 수 있는 조건을 조사할 필요가 있어, 본 연구에서는 RTPCR을 이용한 RSV 진단에 있어 다공성 세라믹 큐브의 활용 조건을 확립하고자 하였다.
  • 다공성 세라믹 큐브를 이용한 RT-PCR 진단법은 별도의 핵산 추출 과정이나 용액 처리 없이, 식물체에 접촉시켜 큐브의 공극에 바이러스 입자나 핵산 등의 분자가 신속하게 흡수되면 이를 바로 RT-PCR 반응에 넣어 유전자를 증폭시키는 방법으로, 식물체로부터 빠르고 정확하게 바이러스를 진단하는 방법이다. 본 연구에서는 다공성 세라믹 큐브를 이용하여 벼에 발생하는 주요 바이러스인 벼줄무늬잎마름바이러스(RSV)를 진단하는 RT-PCR 진단법을 확립하였다. 벼의 잎, 잎집, 또는 줄기를 대상으로 큐브 1개 또는 3개를 사용하여 즙액을 흡수시킨 후, 이를 RT-PCR 주형으로 사용하였고, 그 결과 변성처리에 큰 차이 없이 증폭 효율이 나타났다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
다공성 세라믹 큐브를 이용한 RT-PCR 진단법은 무엇인가? 다공성 세라믹 큐브를 이용한 RT-PCR 진단법은 별도의 핵산 추출 과정이나 용액 처리 없이, 식물체에 접촉시켜 큐브의 공극에 바이러스 입자나 핵산 등의 분자가 신속하게 흡수되면 이를 바로 RT-PCR 반응에 넣어 유전자를 증폭시키는 방법으로, 식물체로부터 빠르고 정확하게 바이러스를 진단하는 방법이다. 본 연구에서는 다공성 세라믹 큐브를 이용하여 벼에 발생하는 주요 바이러스인 벼줄무늬잎마름바이러스(RSV)를 진단하는 RT-PCR 진단법을 확립하였다.
국내에서 재배되는 벼의 주요 바이러스병은 무엇인가? 국내에서 재배되는 벼의 주요 바이러스병은 벼줄무늬잎마름병, 벼오갈병, 벼검은줄오갈병이며, 이러한 질병은 각각 벼줄무늬잎마름바이러스(Rice stripe virus, RSV), 벼위축바이러스(Rice dwarf virus; RDV) 및 벼검은줄무늬위축바이러스(Rice black streaked dwarf virus; RBSDV)에 의해 발병한다. 특히, 애멸구에 의해 전반되는 RSV는 1935년에 국내에서 처음 보고된 이후 지속적으로 발생되고 있으며, 2007년과 2008년에는 충남 서천, 전북 부안 등의 약 4,450 ha 논과 전남 해남, 진도 지역을 중심으로 한 869 ha 논에서 대량 발생하여 큰 피해를 일으켰다(Kim 등, 2008; 2009a).
RT-PCR법의 주형 준비 과정을 단순화시키기 위해 어떤 방법들이 이용되는가? RT-PCR법은 ELISA에 비해 바이러스 검출감도와 특이도가 높지만, 주형 준비 과정이 복잡하고 시간과 노동력을 포함한 기타 경비가 많이 소요되기 때문에 대량 검정이 쉽지 않았다. 따라서 주형 준비 과정을 단순화 시키기 위해 PCR 반응용기에 항체를 결합시켜 바이러스 입자를 포획하거나(Nolasco 등, 1993), 반응용기 표면에 바이러스 입자 또는 핵산을 직접 흡착시키는 방법(Kim 등, 2009b), 주사기 바늘을 이용해 채취한 식물조직을 직접 주형으로 사용하거나(Hosokawa 등, 2006), 작은 식물조직으로부터 다공성 세라믹 큐브(porous ceramic cube)를 이용한 주형 준비법(Shin 등, 2015) 등이 보고되었다. 특히, 다공성 세라믹 큐브는 구멍(pore)의 크기와 표면특성 조절을 통해 PCR 저해 물질을 배제할 수 있는 초미세여과(ultrafiltration) 기능을 가지고 있어, 수 초 이내에 오이모자이크바이러스 검정용 주형을 간편하게 준비할 수 있어 RT-PCR 대량 검정에 적합할 것으로 판단된다(Shin 등, 2015).
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참고문헌 (6)

  1. Hosokawa, M., Matsushita, Y., Uchida, H. and Yazawa, S. 2006. Direct RT-PCR method for detecting two chrysanthemum viroids using minimal amounts of plant tissue. J. Virol. Methods 131: 28-33. 

  2. Kim, J. S., Lee, S. H., Choi, H. S., Choi, G. S., Cho, J. D. and Chung, B. N. 2008. Survey of viral diseases occurrence on major crops in 2007. Res. Plant Dis. 14: 1-9. (In Korean) 

  3. Kim, J. S., Lee, S. H., Choi, H. S., Kim, M. K., Kwak, H. R., Cho, J. D., Choi, G. S. and Kim, J. Y. 2009a. Occurrence of virus diseases on major crops in 2008. Res. Plant Dis. 15: 1-7. (In Korean) 

  4. Kim, J. S., Lee, S. H., Choi, H. S., Cho, J. D., Noh, T. W. and Kim, J. Y. 2009b. Convenient genetic diagnosis of virion captured (VC)/RT-PCR for rice viruses (RSV, RBSDV) and small brown plant hopper. Res. Plant Dis. 15: 57-62. (In Korean) 

  5. Nolasco, G., De Blas, C., Torres, V. and Ponz, F. 1993. A method combining immunocapture and PCR amplification in a microtiter plate for the detection of plant viruses and subviral pathogens. J. Virol. Methods 45: 201-218. 

  6. Shin, J. S., Kim, H. J., Choi, H. S. and Kim, J. S. 2015. A potential use of porous ceramic matters for simple preparation of DNA and RNA to amplify a target sequence of cucumber mosaic virus and plant DNA. The KSPP, p178. (Abstract) 

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