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토마토 궤양병 신속 진단을 위한 Clavibacter michiganensis의 PCR 검출법
PCR Detection Method for Rapid Diagnosis of Bacterial Canker Caused by Clavibacter michiganensis on Tomato 원문보기

Research in plant disease = 식물병연구, v.24 no.4, 2018년, pp.342 - 347  

박미정 (농촌진흥청국립원예특작과학원원예특작환경과) ,  백창기 (농촌진흥청국립원예특작과학원원예특작환경과) ,  박종한 (농촌진흥청국립원예특작과학원원예특작환경과)

초록
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Clavibacter michiganensis는 토마토에 궤양병을 일으키는 식물병원성 세균으로 인공배지에서 자라는 속도가 매우 느리기 때문에 감염조직으로부터 병원균을 분리 배양하는 방법을 통해서는 진단하기가 쉽지 않다. 또한 토마토 궤양병균은 식물체 내에서 오랜 잠복기를 거친 후에 병징을 나타내기 때문에 방제하기 어려운 세균병 중에 하나이므로 발병 시 신속한 진단을 통해 빠른 방제가 이루어져야 한다. 본 연구에서는 토마토 궤양병균의 검출을 위한 특이 프라이머를 제작함으로써 감염 식물체의 direct PCR을 통해 토마토 궤양병에 대한 빠르고 정확한 진단이 가능하도록 하였다. 새로 개발된 CmmF와 CmmR 프라이머 세트로 PCR을 수행했을 때, 토마토 궤양병균의 16-23S ribosomal RNA intergenic spacer 영역에서 약 165 bp의 단일 밴드가 특이적으로 증폭되었다. 반면에 토마토 궤양병균과 유연관계에 있는 고추 궤양병균이나 다른 Clavibacter 종 세균에서는 전혀 증폭되지 않는 것을 확인할 수 있었다. 이 방법은 감염 식물체로부터 DNA를 추출하지 않더라도 감염조직의 즙액에서 바로 토마토 궤양병균의 DNA 증폭이 가능하고 총 진단시간을 줄일 수 있다는 이점이 있기 때문에 토마토 궤양병의 진단에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Bacterial canker caused by Clavibacter michiganensis is considered to be one of the most serious diseases, leading to economic damage to tomato worldwide. Diagnosis of the bacterial canker on tomato is known to be difficult because the causal pathogen is slow-growing on artificial media as well as c...

주제어

표/그림 (7)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 국내 토마토 궤양병균의 빠른 검출을 위해 정확도와 민감도가 높은 특이 프라이머를 제작하고 PCR 시간을 단축시킴으로써 감염 식물체로부터 토마토 궤양병균을 정확하고 신속하게 진단하는 방법을 제시하고자 한다.
  • 또한 토마토 궤양병균은 식물체내에서 오랜 잠복기를 거친 후에 병징을 나타내기 때문에 방제하기 어려운 세균병 중에 하나이므로 발병 시 신속한 진단을 통해 빠른 방제가 이루어져야 한다. 본 연구에서는 토마토 궤양병균의 검출을 위한 특이 프라이머를 제작함으로써 감염 식물체의 direct PCR을 통해 토마토 궤양병에 대한 빠르고 정확한 진단이 가능하도록 하였다. 새로 개발된 CmmF와 CmmR 프라이머 세트로 PCR을 수행했을 때, 토마토 궤양병균의 16-23S ribosomal RNA intergenic spacer 영역에서 약 165 bp의 단일밴드가 특이적으로 증폭되었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
희석평판법의 단점은? 감염된 식물체 조직으로부터 토마토 궤양병균을 분리 · 배양하기 위해서 여러 가지 선택배지 또는 반선택배지가 개발되어 있다(Fatmi 등, 1988; Ftayeh 등, 2011; Gitaitis등, 1991; Kaneshiro 등, 2006). 희석평판법을 사용하여 균을 분리할 때에는 토마토 궤양병균의 느린 생장 속도로 인해 콜로니를 확인할 때까지 어느 정도의 시간과 많은 노력이 필요하다 (de León 등, 2011). 또한 Agdia사의 간이진단키트를 이용하면 현장에서도 빠르고 쉽게 진단할 수 있으나 간이진단키트는 토마토 궤양병균과 유사한 세균들에 대해 비특이적인 반응을 일으킬 수 있으므로 사용시 각별한 주의가 필요하다(Yasuhara-Bell 등, 2016).
토마토 궤양병의 정확한 검출법이 필요한 이유는? 토마토 궤양병은 풋마름병, 줄기속썩음병 등과 함께 토마토의 중요한 세균병 중의 하나로 알려져 있다. 이들 세균병의 경우 병이 진전되면 식물체 지상부에서 시드는 증상이 나타나며 육안으로는 병의 종류를 판별하기가 쉽지 않으므로 확실한 진단을 위해서는 병원균의 정확한 검출법이 요구된다. 감염 식물체로부터 토마토 궤양병균의 검출을 위해서는 다음과 같은 몇가지 방법이 있다.
Clavibacter michiganensis란 무엇인가? Clavibacter michiganensis는 토마토에 궤양병을 일으키는 식물병원성 세균으로 1910년 미국에서 처음으로 보고되었다 (Smith, 1910). 국내에서는 1997년 경북 경주에서 토마토 궤양병이 처음 발생하였다(Choi 등, 1997).
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참고문헌 (19)

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  2. Choi, J. E., Yoo, S. J. and Kim, H. G. 1997. Factors affecting development of bacterial canker and disease control strategy. Plant Dis. Agric. 3: 1-4. URL http://ext.newnonmun.com/indexDownloadOpen.php?typeview&a393701# [13 December 2018]. (In Korean) 

  3. de Leon, L., Siverio, F., Lopez, M. M. and Rodriguez, A. 2011. Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis, a seedborne tomato pathogen: healthy seeds are still the goal. Plant Dis. 95: 1328-1338. 

  4. Dreier, J., Bermpohl, A. and Eichenlaub, R. 1995. Southern hybridization and PCR for specific detection of phytopathogenic Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis. Phytopahology 85: 462-468. 

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  7. Gitaitis, R. D., Beaver, R. W. and Voloudakis, A. E. 1991. Detection of Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis in symptomless tomato. Plant Dis. 75: 834-838. 

  8. Hadas, R., Kritzman, G., Klietman, F., Gefen, T. and Manulis, S. 2005. Comparison of extraction procedures and determination of the detection threshold for Clavibacter michiganensis ssp. michiganensis in tomato seeds. Plant Pathol. 54: 643-649. 

  9. Kaneshiro, W. S., Mizumoto, C. Y. and Alvarez, A. M. 2006. Differentiation of Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis from seed-borne saprophyte using ELISA, Biolog and 16S rDNA sequencing. Eur. J. Plant Pathol. 116: 45-56. 

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  12. Li, X., Tambong, J., Yuan, K., Chen, W., Xu, H., Levesque, C. A. et al. 2018. Re-classification of Clavibacter michiganensis subspecies on the basis of whole-genome and multi-locus sequence analyses. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 68: 234-240. 

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  17. Smith, E. F. 1910. A new tomato disease of economic importance. Science 31: 794-796. 

  18. Yasuhara-Bell, J., de Silva, A., Heuchelin, S. A., Chaky, J. L. and Alvarez, A. M. 2016. Detection of Goss's wilt pathogen Clavibacter michiganensis subsp. nebraskensis in maize by loop-mediated amplification. Phytopathology 106: 226-235. 

  19. Zhao, W. J., Chen, H. Y. Zhu, S. F., Xia, M. X. and Tan, T. W. 2007. Onestep detection of Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis in symptomless tomato seeds using a TaqMan probe. J. Plant Pathol. 89: 349-351. 

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