보고서 정보
주관연구기관 |
전북대학교 Chonbuk National University |
연구책임자 |
이귀재
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참여연구자 |
김형무
,
이왕휴
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2003-10 |
과제시작연도 |
2002 |
주관부처 |
과학기술부 |
과제관리전문기관 |
한국과학재단 Korea Science and Engineering Foundtion |
등록번호 |
TRKO200900069411 |
과제고유번호 |
1350004787 |
사업명 |
목적기초연구사업 |
DB 구축일자 |
2015-01-08
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키워드 |
맥류바이러스.계통분류.바이러스유전자구조 및 기능해석.보리호위축바이러스.형질전환 저항성계통 개발.barley mild mosaic vieus.barley yellow mosaic virus.Soil-borne virus.Virus strain.analysis of plant virus genome.barley yellow mosaic virus.barley mild mosaic vieus.resistant variety.soil-borne wheat mosaic virus.
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초록
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①분자생물학적 기법을 응용하여 균류점염성 맥류바이러스 barley yellow mosaic virus (BaYMV)와 barley mild mosaic virus (BaMMV)를 분리하여 전체 유전자구조를 밝힘
② 바이러스의 유전자 기능을 해석하기 위하여 psudorecombinant를 만들어 병원성과의 관계 추정
③ 유전자 구조가 밝혀짐에 따라 우리나라에서 발생하는 균류전염성 바이러스(BaYMV, BaMMV)의 분자생물학적 정밀진단방법이 수립됨
④ 바이러스의 유전자가 완전히 분리 해석되고 지역에 따라 바이러스의 계
①분자생물학적 기법을 응용하여 균류점염성 맥류바이러스 barley yellow mosaic virus (BaYMV)와 barley mild mosaic virus (BaMMV)를 분리하여 전체 유전자구조를 밝힘
② 바이러스의 유전자 기능을 해석하기 위하여 psudorecombinant를 만들어 병원성과의 관계 추정
③ 유전자 구조가 밝혀짐에 따라 우리나라에서 발생하는 균류전염성 바이러스(BaYMV, BaMMV)의 분자생물학적 정밀진단방법이 수립됨
④ 바이러스의 유전자가 완전히 분리 해석되고 지역에 따라 바이러스의 계통이 정립됨
⑤ 바이러스 유전자가 도입된 형질전환체의 계통을 선발
⑥ 바이러스에 저항성인 계통을 선발
⑦ 저항성 계통의 육종 모본 활용(첨단 gene pool 보유) 육종
토양전염성 맥류바이러스병인 barley yellow mosaic virus와 barley mild mosaic virus는 곰팡이인 Polymyxa graminis에 의하여 매개되며 세계각지의 추파 보리재배단지에서 많은 피해를 주고 있다. 우리나라에서도 barley yellow mosaic virus와 barley mild mosaic virus가 발생되고 있어 맥류에 발생하는 바이러스병 중에서 가장 피해가 심한 병으로 알려져 있다. 현재 세계적으로 이들 바이러스에 대한 분리동정, 방제를 위한 매개체의 생리, 생태와 혈청학적 동정방법, 유전자 구조의 분석등이 연구되고 있다. 이들 바이러스의 방제를 위해서 교배에 의한 저항성 품종 개발이 진행되고 있으나 선발된 품종이 지역으로 병원성이 다른 바이러스계통이 존재하여 저항성 breaking 바이러스의 출현으로 문제가 되고 있고, 방제의 일환으로 바이러스 외피단백질이 도입된 형질전환체를 얻어 저항성획득 가능성을 제시 한 바 있다. 본 연구는 분자생물학적 기법을 응용하여 균류전염성 맥류바이러스 barley yellow mosaic virus(BaYMV)와 barley mild mosaic virus(BaMMV)를 분리하여 전체 유전자구조를 밝히고, 바이러스의 유전자 기능을 해석하기 위하여 psudorecombinant를 만들어 병원성과의 관계 추정하고 또한 바이러스의 유전자 구조가 밝혀짐에 따라 한국에 발생하는 균류전염성 바이러스(BaYMV, BaMMV)의 분자생물학적 정밀진단방법이 수립하고자한다. 또한 맥류재배 단지내의 바이러스의 계통이 정확하게 분리되고 지역에 따라 바이러스의 계통이 정립될 것이다. 이들 연구를 바탕으로 바이러스 유전자가 도입된 형질전환체의 개체를 확보하여 바이러스에 저항성인 계통의 선발을 통한 저항성 품종 육종 소재로 활용할 수 있는 연구를 수행코자 한다. 따라서 본 연구에서는 우리나라 각 지역별로 발생하는 바이러스의 계통을 완전히 분리 동정하여 체계적인 분류를 하고 각 계통간 바이러스의 유전자 비교분석 및 바이러스의 유전자 기능을 해석하고 이를 토대로 바이러스의 유전자를 도입시킨 expression vector를 구축하여 맥류에 도입시켜 형질전환체를 획득함으로서 안정적인 맥류의 재배 체계를 수립하여 맥류 증산에 기여코자한다.
우리나라 맥류 재배지에 발생하는 BaYMV, BaMMV 및 SbWMV의 분포를 조사 하였으며 지역별 재배 품종의 저항성 정도를 구별하였다. 따라서 지역에 맞는 저항성 품종을 선별하여 식재가 가능할 것으로 사료된다. 또한 BaYMV, BaMMV 및 SbWMV를 분리 동정하여 바이러스의 제성질을 조사하였으며 특히 세계적으로 혈청이 부족한 상태인데 본 연구를 통하여 바이러스별 혈청을 다량 제작하여 향후 20년 동안 사용할 수 있는 양을 확보한 상태이다. 혈청학적인 바이러스 진단 뿐만 아니라, BaYMV, BaMMV 및 SbWMV의 신속한 진단을 위하여 특이 primer를 개발하여 RT-PCR 진단법을 수립하였다. BaYMV 및 BaMMV의 바이러스 RNA 1과 RNA 2전체 유전자 구조를 밝혔으며, 또한 각지역별 BaYMV 및 BaMMV의 분리주의 외피 단백질을 분석하여 DNA bank 및 DDBJ에 50개를 등록하였다. RT-PCR법에 의하여 외피단백질을 증폭하고 염기서열을 결정하여 우리나라에 존재하는 BaYMV 및 BaMMV의 지역별 계통을 나누었다. 또한 바이러스 유전자의 병원성 관련 유전자를 조사한 결과 RNA 1이 병원성을 지배한 다는 사실도 알아내었다. 그리고 바이러스 유전자에서 유래된 coat protein을 도입하는 형질전환 기술을 확립하였고, 성공적으로 BaYMV에 대한 저항성도 획득하였다. 또한 형질전환된 보리를 이용하여 현재 장려품종으로 등록된 품종과 교배를 통하여 BaYMV 및 BaMMV에 저항성 품종을 육종하고 있으며 육종 재료를 호남농업시험장과 순천대학교에 형질 전환 품종을 분양하여 육종 실험을 하고 있다. 따라서 형질 전환된 저항성 품종을 이용하여 저항성 품종을 육종 한다면 맥류재배지에서 문제가 되고 있는 토양전염성 맥류 바이러스에 효과적으로 대처할 수 있고, 경제적인 손실을 줄일 것으로 사료된다.
Abstract
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cDNA synthesis, interpretation of virus gene structure, and construction and introduction of vectors for transformation of barley. 1) cDNA synthesis, ligation, transformation, cDNA cloning and screening. 2) Northern-hybridization,production of deletion clones, and sequencing. 3) Separation of barley
cDNA synthesis, interpretation of virus gene structure, and construction and introduction of vectors for transformation of barley. 1) cDNA synthesis, ligation, transformation, cDNA cloning and screening. 2) Northern-hybridization,production of deletion clones, and sequencing. 3) Separation of barley viruses, BayMV and BaMMV, by applying a molecular biological method, and clarify the whole gene structure. 4) Construction of a genetic recombinant between virus origins. 5) Interpretation of genetic functions of viruses, thereby presuming the relations with pathogenicity. 6) Establishment of a detailed molecular biological test method for contagious viruses(BaYMV, BaMMV) occurred in Korea, by clarifying gene structure. 7) Tissue culture of barley for transformation.
The barley yellow mosaic virus (BaYMV) and the barley mild mosaic virus (BaMMV), soil-borne barley viruses, are carried by 'Polymyxa graminis.' These viruses are doing much damage to autumn-sown barley field areas all over the world, as well as being developed in our country. This disease indicates the greatest extent of damage among barley virus diseases. Currently, separate identification of these viruses, carrier's physiology-ecology and serological identification method for disinfection, analysis of genetic structure, etc. are receiving careful study all over the world. For disinfection of these viruses,resistive hybrid species are under development, but since the selected species carried a heteropathogenic virus by regional groups, producing a resistantbreaking virus, we once suggested possibility to obtain resistivity by securing transformation with coat protein of a virus as a part of disinfection. This study is to find the whole genetic structure in separation of fungi-contagious barley viruses, BaYMV and BaMMV, by applying the techniques of molecular biology, and to establish a molecular-biological precise test method for fungi-contagious viruses (BaYMV and BaMMV) occurred in Korea, by making pseudorecombinant to interpret genetic functions, estimating the relations with pathogenesis and clarifying genetic structure of a virus; meanwhile, to establish assortment and classification of virus species in barley farming areas and by regional groups; and finally, to select antivirus species of transformation with a virus-gene, then formulate a farm supply plan, through rearing and utilization of resistive species and field-adaptability tests. Consequently, this study is to establish virus-isolation by regional groups; make a comparative analysis of virus-genes between species; interpret genetic functions; construct an expression vector with virus-genes and import it into barley to obtain transformation having resistance to the virus; establish a stable barley farming system and contribute to the productivity of barley to meet the demand.
I have examined the distribution of BaYMV, BaMMV and SbWMV which occurs in barley-cultivating place in Korea. and have distinguished the resistance of varieties according to regions. As a result, I think we can choose the variety which has resistance according to regions and make it possible to plant it. I also have examined various features of virus after the isolation and identification of BaYMV, BaMMV and SbWMV, and especially secured the quantity enough to use for 20 years by mass production of each virus through this study in condition of worldwide shortage of serum. For the sake of the virus testing by serology and the fast testing of BaYMV, BaMMV and SbWMV I have established the method of RT-PCR developing primer. I have disclosed the structure of whole gene of RNA1 and RNA2 of B! aYMV, BaMMV and SbWMV. I also have registered 50 coat protein genes at DNA bank and DDBJ after analyzing the isolate coat protein of BaYMV, BaMMV according to regions.
I have amplified the coat protein and decided the sequence by means of the method of RT-PCR and classified the system of BaYMV, BaMMV existing in Korea. I have established the transformation technique introducing the coat protein derived from virus gene and successfully acquired the resistance against BaYMV. By using the character-transformed barley I have crossbred the variety registered as the variety encouraged currently and cultivated the variety which has resistance against BaYMV, BaMMV. I have given the cultivated variety to Honam Agricultural Experimental Station and Sunchon University to examine it.
As a result if we cultivate resistance variety by using character-transformed variety, we can cope effectively with the infecting barley virus through soil in the barley-cultivating place and decrease economic loss.
목차 Contents
- Ⅰ. 연구계획 요약문...3
- 1. 국문요약문 ...3
- Ⅱ. 연구결과 요약문...4
- 1. 국문요약문 ...4
- 2. 영문요약문 ...5
- Ⅲ. 연구내용...6
- 1. 서론 ...6
- 2. 연구방법 및 이론 ...8
- 3. 결과 및 고찰 ...15
- 4. 결론 ...66
- 5. 인용문헌 ...70
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