[논문]Nested PCR 기법을 이용한 토양으로부터 Barley yellow mosaic virus 검출

이중환; 손창기; 권중배; 남효훈; 김영태; 이봉춘; 신동범

doi:10.5423/rpd.2017.23.1.65

초록
AI-Helper

2단계의 nested PCR 방법을 이용하여 보리 및 벼 재배 토양에서 Barley yellow mosaic virus (BaYMV)를 검출하였다. BaYMV 분절 RNA1 외피단백질 영역의 특이 프라이머로 1차 PCR을 하고 내부서열로부터 작성된 프라이머로 2차 PCR을 실시하여 확보된 372 bp의 PCR 산물이 BaYMV 외피단백질 영역과 98%-100% 염기서열이 일치하여 BaYMV를 검출할 수 있음을 확인하였다. 이 결과는 토양으로부터 BaYMV 검출에 관한 최초의 보고이며 토양전염성 바이러스의 정확한 진단과 예찰에 적용될 수 있을 것으로 생각한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Barley yellow mosaic virus (BaYMV), which is transmitted by the root-inhabiting protist Polymyxa graminis, causes a soil-borne disease. In this study, we detected BaYMV from soil using two-step nested polymerase chain reaction (PCR). Specific primers based on a coat protein region of BaYMV segment R...

Barley yellow mosaic virus (BaYMV), which is transmitted by the root-inhabiting protist Polymyxa graminis, causes a soil-borne disease. In this study, we detected BaYMV from soil using two-step nested polymerase chain reaction (PCR). Specific primers based on a coat protein region of BaYMV segment RNA1 were used in the first round of amplification. Based on the sequenced amplicon, an inner primer was designed for the second round of amplification. A PCR product of 372 bp exhibited 98%-100% nucleotide sequence identity with the coat protein region of BaYMV segment RNA1. In this study, we propose an easy method for the detection of BaYMV from soil, may considerably assist in accurate fungus-transmitted virus diagnosis and subsequent disease forecasting. This is the first report on the detection of BaYMV from soil.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

graminis 휴면포자에 존재하는 BaYMV를 토양에서 직접 검출한 보고는 아직 없다. 본 연구는 토양 중에서 BaYMV를 직접 검출한 최초의 보고로서 토양 내에서 BaYMV의 정밀한 진단으로 보리 바이러스병 발생예찰에 필요한 자료와 바이러스 매개균에 존재하는 바이러스진단에 유용한 방법을 제시하였다.

제안 방법

GenBank에 등록된 BaYMV의 coat protein 영역으로부터 제작된 BaYMV575 프라이머 조합(Table 1) 10 pmol과 토양으로부터 추출된 RNA에서 합성된 cDNA 1 μl를 사용하여 94°C/30초, 47°C/30초, 72°C/1분의 반응 조건으로 35회 반복 1차 PCR을 실시하였다. 1차 PCR에서 확보한 PCR 산물 1 μl를 주형으로 사용하고 primary PCR 산물의 내부서 열 정보를 근거로 작성된 BaYMV372 프라이머 조합(Table 1) 10 pmol과 94°C/30초, 57°C/30초, 72°C/1분의 반응조건으로 35회 2차 PCR을 수행한 후 1.5% agarose gel에 전기영동하여 예상되는 크기의 밴드 형성 유무를 확인하였다.
BaYMV 검정. 일반 PCR 방법으로는 토양 내의 매개균체에 존재하는 BaYMV 단편이 검출되지 않기 때문에 Fig. 1과 같이 디자인된 nested PCR 방법을 적용하여 BaYMV를 검정하였다. 보리 재배 밭토양 및 벼 재배 논토양 시료로 1차 PCR을 한 결과 밴드는 전혀 형성되지 않았으나, 2차로 수행한 PCR에서 보리 재배 및 벼 재배 토양에서 BaYMV가 감염이 확인된 보리 대조구와 동일한 크기인 372 bp의 밴드를 검출 할 수 있었다(Fig.

대상 데이터

보리 재배 밭토양 및 벼 재배 논토양 150 mg에서 kit (easy-spin; INtRON, Seongnam, Korea)를 이용하여 total RNA를 분리하고 6 oligomer 랜덤 프라이머(TOPscript RT dryMIX; Enzynomics, Daejeon, Korea)를 이용하여 cDNA를 합성하였다. 대조구로 BaYMV가 검출된보리뿌리를사용하였다.
Total RNA 추출 및 cDNA합성. 보리 재배 밭토양 및 벼 재배 논토양 150 mg에서 kit (easy-spin; INtRON, Seongnam, Korea)를 이용하여 total RNA를 분리하고 6 oligomer 랜덤 프라이머(TOPscript RT dryMIX; Enzynomics, Daejeon, Korea)를 이용하여 cDNA를 합성하였다. 대조구로 BaYMV가 검출된보리뿌리를사용하였다.

성능/효과

1차 PCR 에 사용한 BaYMV575 프라이머 조합은 이병 보리 조직 내에서 바이러스 검출에 이용되는 특이 프라이머였으나, 토양 시료에서 밴드가 형성되지 않는 것은 목표 바이러스 핵산의 농도가 극히 낮아 프라이머와의 농도 비율이 적정하지 않았던 것으로 추정된다. P. graminis는 보리, 귀리, 벼, 사탕수수, 밀 등과 같은 화본과 작물의 뿌리를 감염(Ketta 등, 2012)시키기 때문에 벼 재배 토양에도 P. graminis가 존재할 수 있으며, 벼 재배 토양 시료에서 BaYMV가 검출된 것은 이 바이러스를 매개하는 P. graminis가 BaYMV에 감염된 결과로 추정된다. 이상의 결과들은 보리에 누른모자이크바이러스 병을 일으키는 BaYMV를 토양에서 직접 검출한 최초의 보고이며, 보리 바이러스병의 효과적인 관리를 위하여 앞으로 매개균인 P.
2). 검출된 밴드를 절단하고 gel 추출 과정을 거쳐 증폭된 cDNA를 direct sequencing한 후 염기서열 상동성을 분석한 결과 기존에 보고된 BaYMV의 segment RNA1(accession no. AB920780)의 외피단백질 영역과 98%–100% 일치하여 검출된 단편이 BaYMV임을 확인하였다. 1차 PCR 에 사용한 BaYMV575 프라이머 조합은 이병 보리 조직 내에서 바이러스 검출에 이용되는 특이 프라이머였으나, 토양 시료에서 밴드가 형성되지 않는 것은 목표 바이러스 핵산의 농도가 극히 낮아 프라이머와의 농도 비율이 적정하지 않았던 것으로 추정된다.
1과 같이 디자인된 nested PCR 방법을 적용하여 BaYMV를 검정하였다. 보리 재배 밭토양 및 벼 재배 논토양 시료로 1차 PCR을 한 결과 밴드는 전혀 형성되지 않았으나, 2차로 수행한 PCR에서 보리 재배 및 벼 재배 토양에서 BaYMV가 감염이 확인된 보리 대조구와 동일한 크기인 372 bp의 밴드를 검출 할 수 있었다(Fig. 2). 검출된 밴드를 절단하고 gel 추출 과정을 거쳐 증폭된 cDNA를 direct sequencing한 후 염기서열 상동성을 분석한 결과 기존에 보고된 BaYMV의 segment RNA1(accession no.

후속연구

graminis가 BaYMV에 감염된 결과로 추정된다. 이상의 결과들은 보리에 누른모자이크바이러스 병을 일으키는 BaYMV를 토양에서 직접 검출한 최초의 보고이며, 보리 바이러스병의 효과적인 관리를 위하여 앞으로 매개균인 P. graminis와 BaYMV 상호작용 및 바이러스 정량분석등의 정밀한 연구가 진행되어야 할것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	BaYMV는 어떻게 구성되어 있나?	이 바이러스는 토양전염성 바이러스로 활물 기생균 Polymyxa graminis에 의해 매개되며(Adams 등, 1986) 감염 시 40%–100%의 수량을 감소시키면서 보리에 심각한 피해를 입히고 있다(Park 등, 2010). BaYMV는 분절게놈으로 구성되어 있으며 직경 13 nm, 길이 7.3–7.6 kb의 RNA1과 3.5–3.7 kb의 RNA2로 나누어진다(Li와 Shirako, 2015). RNA 구조를 분석한 결과 국내에는 4종의 strain이 존재하는 것으로 보고되고 있다(Park 등, 2007).
	보리누른모자이크바이러스병은 언제 국내에 보고됐으며 어디 지역에 문제가 되고 있는가?	보리누른모자이크바이러스병(Barley yellow mosaic virus, BaYMV)은 1940년 일본에서 최초로 보고되었으며, 유럽에서 큰 피해를 일으키는 것으로 알려져 왔다(Park 등, 2004). 국내에서는 1990년대 발생이 보고되어 남부 보리 재배지를 중심으로 문제시되고 있다(Park 등, 2010). 이 바이러스는 토양전염성 바이러스로 활물 기생균 Polymyxa graminis에 의해 매개되며(Adams 등, 1986) 감염 시 40%–100%의 수량을 감소시키면서 보리에 심각한 피해를 입히고 있다(Park 등, 2010).
	보리 및 벼 재배 토양에서 Barley yellow mosaic virus를 검출하는데 이용하는 방법은?	2단계의 nested PCR 방법을 이용하여 보리 및 벼 재배 토양에서 Barley yellow mosaic virus (BaYMV)를 검출하였다. BaYMV 분절 RNA1 외피단백질 영역의 특이 프라이머로 1차 PCR을 하고 내부서열로부터 작성된 프라이머로 2차 PCR을 실시하여 확보된 372 bp의 PCR 산물이 BaYMV 외피단백질 영역과 98%–100% 염기서열이 일치하여 BaYMV를 검출할 수 있음을 확인하였다.

참고문헌 (10)

Adams, M. J., Swaby, A. G. and Macfarlane, I. 1986. The susceptibility of barley cultivars to barley yellow mosaic virus (BaYMV) and its fungal vector, Polymyxa graminis. Ann. Appl. Biol. 109: 561-572.

상세보기
Bae, J. Y., Kim, S. M., Kang, M. H., Kim, K. M., Lee, J. H., Ju, H. J., Kim, S. L. and Lee, B. C. 2015. Occurrence of barley virus diseases in southern part of Korea. Korean J. Org. Agric. 23: 859-866. (In Korean)

원문보기 상세보기
Cox, B. A., Luo, H. and Jones, R. A. C. 2014. Polymyxa graminis isolates from Australia: identification in wheat roots and soil, molecular characterization, and wide genetic diversity. Plant Dis. 98: 1567-1575.

상세보기
Ketta, H., Rysanek, P. and Zouhar, M. 2012. Detection of Polymyxa graminis in a barley crop in the Czech Republic. Plant Protect. Sci. 48: 65-71.
Ketta, H., Zouhar, M. and Rysanek, P. 2011. First report of Polymyxa graminis f. sp. temperata, a vector of soilborne cereal viruses in the Czech Republic. Plant Dis. 95: 353.

상세보기
Li, H. and Shirako, Y. 2015. Association of VPg and eIF4E in the host tropism at the cellular level of Barley yellow mosaic virus and Wheat yellow mosaic virus in the genus Bymovirus. Virology 476: 159-167.

상세보기
Park, J. C., Lee, J. D., Seo, J. H., Kim, Y. K., Jeong, S. G. and Kim, H. M. 2004. Growth damage and alteration of cellular tissue of barley infected by Barley yellow mosaic virus. Res. Plant Dis. 10: 34-38. (In Korean)

원문보기 상세보기
Park, J. C., Noh, T. W., Kim, M. J., Lee, S. B., Park, C. S., Kang, C. S. Lee, J. J. and Kim, T. S. 2010. Effect of cropping system on disease incidence by soil-borne Bymovirus in barley and on density of the vector, Polymyxa graminis. Res. Plant Dis. 16: 115-120. (In Korean)

원문보기 상세보기
Park, J. C., Roh, T. W., Kim, J. G., Kim, H. M., So, I. Y. and Lee, K. J. 2007. Strain distinction and their distribution of Barley yellow mosaic virus base on RAPD analysis in Korea. Korean J. Plant Resour. 20: 511-517.
You, Y. and Shirako, Y. 2013. Evaluation of host resistance to Barley yellow mosaic virus infection at the cellular and whole-plant levels. Plant Pathol. 62: 226-232.

상세보기

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

LOADING...

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

Nested PCR 기법을 이용한 토양으로부터 Barley yellow mosaic virus 검출
Detection of Barley yellow mosaic virus from Soil Using Nested PCR 원문보기

초록
AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

질의응답

참고문헌 (10)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

연구과제 타임라인

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

Nested PCR 기법을 이용한 토양으로부터 Barley yellow mosaic virus 검출 Detection of Barley yellow mosaic virus from Soil Using Nested PCR 원문보기

초록 용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

질의응답

참고문헌 (10)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

이중환 (13) 손창기 (4) 권중배 (8) 남효훈 (6) 김영태 (1)

연구과제 타임라인

전체(0) 논문(0) 특허(0) 보고서(0)

전체(0) 논문(0) 특허(0) 보고서(0)

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

Nested PCR 기법을 이용한 토양으로부터 Barley yellow mosaic virus 검출
Detection of Barley yellow mosaic virus from Soil Using Nested PCR 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper