This survey was conducted in 2015, following up on theed tthe occurrence of Turnip mosaic virus (TuMV) nationwide in radish and Chinese cabbage fields of 28 cities in South Korea. A total of 152 samples of Raphanus sativus and 29 samples of Brassica rapa, showing virus-like symptoms, were collected....
This survey was conducted in 2015, following up on theed tthe occurrence of Turnip mosaic virus (TuMV) nationwide in radish and Chinese cabbage fields of 28 cities in South Korea. A total of 152 samples of Raphanus sativus and 29 samples of Brassica rapa, showing virus-like symptoms, were collected. Among these, 107 B. rapa samples and 9 B. rapa samples were positive for TuMV when analyzed by RT-PCR. The TuMV strains found in the two crops showed 99% homology in nucleotide and amino acid sequences of coat protein to each other. Furthermore, their sequences showed 99% homology to the sequences of TuMV isolates R007 (GenBank: KU140420) and R041 (GenBank: KU140421) that were collected in 2014. These results suggested TuMV isolated from radish and cabbage in 2015 were the same strain as the isolates R007 and R041 collected in 2014. A screening test was conducted using these two isolates to select TuMV-resistant B. rapa lines out of 167 B. rapa breeding lines.and identified eight lines resistant to R007 (Kenshin, 279002, 279012, 279064, 279081, MP, C-21, HKC-004) and nine lines resistant to R041 (C-26, HKC-005, 11Su-4, 11Su-5, 11Su-7, 11Su-8, Tian Jin Lv Qing Ma Ye, CNU_141193, Jing Lv 60). Our prior data indicated 4.24% difference in sequences between the two isolates and these can serve as potential tools to develop B. rapa markers to screen for resistance against TuMV strainsin breeding populations.
This survey was conducted in 2015, following up on theed tthe occurrence of Turnip mosaic virus (TuMV) nationwide in radish and Chinese cabbage fields of 28 cities in South Korea. A total of 152 samples of Raphanus sativus and 29 samples of Brassica rapa, showing virus-like symptoms, were collected. Among these, 107 B. rapa samples and 9 B. rapa samples were positive for TuMV when analyzed by RT-PCR. The TuMV strains found in the two crops showed 99% homology in nucleotide and amino acid sequences of coat protein to each other. Furthermore, their sequences showed 99% homology to the sequences of TuMV isolates R007 (GenBank: KU140420) and R041 (GenBank: KU140421) that were collected in 2014. These results suggested TuMV isolated from radish and cabbage in 2015 were the same strain as the isolates R007 and R041 collected in 2014. A screening test was conducted using these two isolates to select TuMV-resistant B. rapa lines out of 167 B. rapa breeding lines.and identified eight lines resistant to R007 (Kenshin, 279002, 279012, 279064, 279081, MP, C-21, HKC-004) and nine lines resistant to R041 (C-26, HKC-005, 11Su-4, 11Su-5, 11Su-7, 11Su-8, Tian Jin Lv Qing Ma Ye, CNU_141193, Jing Lv 60). Our prior data indicated 4.24% difference in sequences between the two isolates and these can serve as potential tools to develop B. rapa markers to screen for resistance against TuMV strainsin breeding populations.
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문제 정의
rapa) 재배 농가에 대해 2014년도에 이어 2015년 TuMV 분포 양상을 조사하였다. 2014년도 무(R. sativus)에 발생한 TuMV 발생 조사 결과를 바탕으로(Chung et al., 2015) 2015년에는 무(R. sativus)와 배추(B. rapa)에 TuMV 발생 및 기주에 따른 TuMV isolate 분포를 확인하고자 하였다. 또한 국내 육종 선별된 배추(B.
rapa)에 TuMV 발생 및 기주에 따른 TuMV isolate 분포를 확인하고자 하였다. 또한 국내 육종 선별된 배추(B. rapa)라인에 접종하여 병징을 조절하는 바이러스 유전자 선별과 TuMV 저항성 배추(B. rapa) 개발을 위한 기초 자료를 수립하였다.
제안 방법
국내에서 2014년도에 무에서 채집된 TuMV 분리주 R007 (GenBank: KU140420), R041 (GenBank: KU140421)와 2015년도에 배추에서 채집된 TuMV 분리주 간의 유전적 상관관계를 조사하기 위하여 채집된 지역별로 3개씩의 외피단백질 아미노산서열을 바탕으로 각각의 계통수 분석을 실시하였다. TuMV 계통수 작성에 같은 Potyvirus 속인 Potato virus Y의 외피단백질 아미노산서열을 Outgroup으로 사용하였으며, 크게 R007과 R041로 나뉘었다.
, 2002). 무(Raphanus sativus)와 B. rapa를 재배하는 농가 중 소규모의 무(R. sativus)와 배추(B. rapa)포장을 대상으로 도서지역과 강원도를 제외한 전국에서 세 가지 바이러스의 감염 실태를 조사하였다. 본 조사 결과를 바탕으로 2014 - 2015년도 무(R.
94%. 아미노산 서열 95.76%이며 두 가지 분리주로 기 제작한 Infectious clone을 이용하여 배추(B. rapa)에 접종하여 병원성 분석을 실시하였다(Han et al., 2016). 육종으로 만들어진 총 167 종류의 배추(B.
, 2016). 육종으로 만들어진 총 167 종류의 배추(B. rapa)가 사용되었으며 두 가지의 분리주를 접종한 모델 식물(N. benthamiana)의 잎을 Phosphate-buffered saline (PBS) buffer와 섞어 배추(B. rapa)에 2반복으로 즙액 접종을 실시하였다. 이로 인해 나타나는 병징의 차이를 바탕으로 병원성 분석을 실시하였고 접종 30일 후, 배추(B.
대상 데이터
2014년 전국 조사(Chung et al., 2015)에 이어 강원도를 제외한 총 28개 시, 군을 대상으로 전국적인 무(R. sativus)와 배추(B. rapa) 포장의 순무모자이크바이러스병(Turnip Mosaic Virus, TuMV) 발생 분포 조사를 2015년에 실시하였다. 무(R.
1). 2015년 11월 한달 간 무(R. sativus)와 배추(B. rapa)에서 바이러스의 발병 조사를 위하여 대규모 생산지가 아닌 소규모로 무(R. sativus)와 배추(B. rapa)를 재배하는 포장으로 한정하여 전국을 대상으로 조사를 실시하였다. 바이러스 병징이 뚜렷이 나타나는 무(R.
국내에서 2014년도에 무에서 채집된 TuMV 분리주 R007 (GenBank: KU140420), R041 (GenBank: KU140421)와 2015년도에 배추에서 채집된 TuMV 분리주 간의 유전적 상관관계를 조사하기 위하여 채집된 지역별로 3개씩의 외피단백질 아미노산서열을 바탕으로 각각의 계통수 분석을 실시하였다. TuMV 계통수 작성에 같은 Potyvirus 속인 Potato virus Y의 외피단백질 아미노산서열을 Outgroup으로 사용하였으며, 크게 R007과 R041로 나뉘었다. 계통수 분석에 사용된 2014, 2015년 채집된 TuMV 분리주의 외피단백질 서열은 뉴클레오티드 99.
rapa)에 발생한 TuMV의 외피단백질의 염기 및 아미노산 99%이상 일치하였으며 2014년 분리주 R007 (GenBank: KU140420)와 R041 (GenBank: KU140421) 외피단백질과 99%이상의 높은 상동성을 보여 2014년, 2015년 무, 배추밭에서 발생하는 TuMV 는 모두 R007과 R041과 같은 계통 임을 판단할 수 있었다. 또한 국내 대표 분포 TuMV R007과 R041 를 이용하여 국내 육종 생산 167개의 배추(B. rapa) 라인 중 8종류(R007 저항성 라인 Kenshin, 279002, 279012, 279064, 279081, MP, C-21, HKC-004)와 9종류(R041 저항성 라인 C-26, HKC-005, 11Su-4, 11Su-5, 11Su-7, 11Su-8, Tian Jin Lv Qing Ma Ye, CNU_141193, Jing Lv60)를 선별하였다. 두 분리주 전체 아미노산 서열의 상동성은 95.
rapa) 포장의 순무모자이크바이러스병(Turnip Mosaic Virus, TuMV) 발생 분포 조사를 2015년에 실시하였다. 무(R. sativus) 152점, 배추(B. rapa) 29점의 샘플 중, 무(R. sativus) 와 배추(B. rapa)에서 각각 TuMV는 107점 과 9점이 진단되었다. 무(R.
, 2015). 본 연구자들은 무(R. sativus)와 배추(B. rapa) 재배 농가에 대해 2014년도에 이어 2015년 TuMV 분포 양상을 조사하였다. 2014년도 무(R.
서울특별시와 강원도를 제외한 대전광역시, 광주광역시, 경기도 광주시, 남양주시, 의정부시, 파주시, 김포시, 안산시, 수원시, 충청남도 부여군, 아산시 충청북도 보은군, 청주시, 제천시, 충주시, 경상북도 문경시, 상주시, 경상남도 밀양시, 함안군, 산청군, 전라남도 나주시, 장성군, 전라북도 익산시, 김제시, 군산시, 구미시, 전주시, 청도군으로 총 28개 시, 군을 대상으로 하였으며 울릉도나 제주도와 같은 도서 지역은 조사에서 제외하였고(Fig. 1). 2015년 11월 한달 간 무(R.
총 무(R. sativus) 152점, 배추(B. rapa) 29점의 샘플 중, 무(R. sativus)에서 TuMV는 107점 배추(B. rapa)에서는 TuMV는 9점이 진단되었다(Table 2). TuMV는 강원도를 제외한 7개 도 중에서 모든 지역에서 발생하였다.
이론/모형
rapa. The phylogenetic tree was made with MEGA 6.0 program using the Neighbor-Joining method with 1,000 bootstrap replicates. CP sequences for the phylogenetic analysis were obtained from 50 TuMV isolates from R.
(2005)에 제시된 방법으로 total RNA를 추출하고 TOYOBO ReverTra Ace -α-를 이용하여 cDNA를 합성하였다. 진단용 PCR 프라이머 제작을 위해 미국 국립생물정보센터(National Center for Biotechnology Information)의 유전자 염기서열을 참고하였다(Table 1). PCR은 95°C 30초, 58°C 30초, 72°C 1분으로 35 cycle을 실시하여 바이러스를 진단하였다(Chung et al.
채집된 시료는 Lim et al. (2005)에 제시된 방법으로 total RNA를 추출하고 TOYOBO ReverTra Ace -α-를 이용하여 cDNA를 합성하였다.
성능/효과
rapa)의 잎을 채집하였고 모자이크(mosaic), 위축(dwarf), 괴사(necrosis), 얼룩(mottle), 황화(yellowing) 등이 대표적인 병징으로 나타난다. TuMV가 감염된 무(R. sativus)에서는 전형적으로 위축과 모자이크 병징을 나타내며, 배추(B. rapa)에서는 약한 모자이크 병징과 위축이 나타났다(Fig. 2).
47%의 높은 상동성을 나타내었다. 그 중 약한 병징을 나타내는 분리주 R007과 100% 일치하는 아미노산 서열은 없었으며 강한 병징을 나타내는 R041과 100% 일치하는 총 21개의 분리주가 확인되었다. 총 50개의 분리주 중에서 4개의 분리 주가 포함된 R007 Group과 46개의 분리주가 포함된 R041 Group의 상동성은 각각 99.
63%로써 전체적으로 차이가 거의 없는 보존적인 서열을 공유하고 있었다. 두 가지 Group을 나누거나 또는 각 그룹 내부적으로 뚜렷한 지역과 기주 별 특이점은 보이지 않았으며 전국적으로 TuMV의 외피단백질 아미노산 서열은 상당히 유사한 것으로 보여진다. 이 결과를 보아 2014년 전국 무 밭에서 분리된 TuMV R007 과 R041는 2015년 전국에 분포된 TuMV와 큰 차이가 없어 국내 TuMV를 대표할 수 있다고 판단하였다(Fig.
rapa) 라인 중 8종류(R007 저항성 라인 Kenshin, 279002, 279012, 279064, 279081, MP, C-21, HKC-004)와 9종류(R041 저항성 라인 C-26, HKC-005, 11Su-4, 11Su-5, 11Su-7, 11Su-8, Tian Jin Lv Qing Ma Ye, CNU_141193, Jing Lv60)를 선별하였다. 두 분리주 전체 아미노산 서열의 상동성은 95.76% 이며 4.24%의 상이한 염기서열이 17종의 배추(B. rapa)라인에서 저항성 차이를 나타냄에 따라 이를 이용하여 TuMV 저항성 판별을 위한 마커 개발에 도움이 될 것으로 기대될 것이라 사료된다.
rapa)에서 각각 TuMV는 107점 과 9점이 진단되었다. 무(R. sativus)와 배추(B. rapa)에 발생한 TuMV의 외피단백질의 염기 및 아미노산 99%이상 일치하였으며 2014년 분리주 R007 (GenBank: KU140420)와 R041 (GenBank: KU140421) 외피단백질과 99%이상의 높은 상동성을 보여 2014년, 2015년 무, 배추밭에서 발생하는 TuMV 는 모두 R007과 R041과 같은 계통 임을 판단할 수 있었다. 또한 국내 대표 분포 TuMV R007과 R041 를 이용하여 국내 육종 생산 167개의 배추(B.
rapa)포장을 대상으로 도서지역과 강원도를 제외한 전국에서 세 가지 바이러스의 감염 실태를 조사하였다. 본 조사 결과를 바탕으로 2014 - 2015년도 무(R. sativus)와 배추(B. rapa) 포장의 바이러스 병 분포현황을 확인할 수 있었다. 이 중 배추(B.
rapa)에 2반복으로 즙액 접종을 실시하였다. 이로 인해 나타나는 병징의 차이를 바탕으로 병원성 분석을 실시하였고 접종 30일 후, 배추(B. rapa)에 나타난 병징을 비교하였을 때 총 167종류의 배추(B. rapa) 중에서 17종류의 배추(B. rapa)에서 확연한 차이를 나타내었다(Table 3). Kenshin, 279002, 279012, 279064, 279081, MP, C-21, HKC-004이 여덟 종류의 배추(B.
그 중 약한 병징을 나타내는 분리주 R007과 100% 일치하는 아미노산 서열은 없었으며 강한 병징을 나타내는 R041과 100% 일치하는 총 21개의 분리주가 확인되었다. 총 50개의 분리주 중에서 4개의 분리 주가 포함된 R007 Group과 46개의 분리주가 포함된 R041 Group의 상동성은 각각 99.57%와 99.63%로써 전체적으로 차이가 거의 없는 보존적인 서열을 공유하고 있었다. 두 가지 Group을 나누거나 또는 각 그룹 내부적으로 뚜렷한 지역과 기주 별 특이점은 보이지 않았으며 전국적으로 TuMV의 외피단백질 아미노산 서열은 상당히 유사한 것으로 보여진다.
후속연구
rapa)에서는 약한 병징이 나타나거나 두 가지 분리주 모두에서 병징이 나타나지 않거나 모두 괴사하는 등의 차이가 없는 모습을 보여 주었다. 두 분리주 간 아미노산 서열의 상동성은 95.76%이며 4.24% 의 상이한 염기서열이 17종의 배추(B. rapa)라인에서 병징의 차이를 나타냄에 따라 이를 이용하여 TuMV 저항성 판별을 위한 마커 개발에 도움이 될 것으로 기대될 것이라 사료된다.
TuMV는 강원도를 제외한 7개 도 중에서 모든 지역에서 발생하였다. 또한 바이러스 병징을 보였지만 바이러스가 검출되지 않은 무(R. sativus)와 배추(B. rapa) 시료는 여타 바이러스의 감염 가능성이 존재하므로, 추가로 진단 할 예정이다.
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