초록 ▼

○ 연구결과
본 연구를 통해 총 478개의 세균성 풋마름병원균을 분리하였고 440개의 병원균들은 race 1균주로 38개의 병원균들은 race 3 로 분류 되었다. 이들중에서 109개의 대표 균주들로 AFLP 분석을 한 결과 6개의 AFLP cluster로 분류가 되었으며 특히 biovar 2 (race 3)균주들은 다른 biovar 1, 3, 4 균주들로 구성된 race 1 균주들과는 유적학적으로 원연관계에 있었다. 그리고 기주특이성 연구를 위해 획득한 1000여개의 transconjugant중에서 관련 유전자를 가진 1개의

○ 연구결과
본 연구를 통해 총 478개의 세균성 풋마름병원균을 분리하였고 440개의 병원균들은 race 1균주로 38개의 병원균들은 race 3 로 분류 되었다. 이들중에서 109개의 대표 균주들로 AFLP 분석을 한 결과 6개의 AFLP cluster로 분류가 되었으며 특히 biovar 2 (race 3)균주들은 다른 biovar 1, 3, 4 균주들로 구성된 race 1 균주들과는 유적학적으로 원연관계에 있었다. 그리고 기주특이성 연구를 위해 획득한 1000여개의 transconjugant중에서 관련 유전자를 가진 1개의 transconjugant 와 cosmid clone를 찾았으며 이 clone을 subcloning하여 기주특이성 관련 유전자를 동정하였다.
이 유전자 (rsa1)는 세균성 풋마름병 race 3균주에서만 존재하였고 HrpB에 의해 조절이 되었으며 type II secretioin system으로 분비가 되었다.

Abstract ▼

IV. Results and recommendations for their application
1. Isolation of R. solanacearum in all over the country on various host and construction of genomic libraries of type strains race 1 and race 3 of R. solanacearum
Four hundred and seventy-eight R. solanacearum isolates were collected from w

IV. Results and recommendations for their application
1. Isolation of R. solanacearum in all over the country on various host and construction of genomic libraries of type strains race 1 and race 3 of R. solanacearum
Four hundred and seventy-eight R. solanacearum isolates were collected from wilted tomato, pepper, eggplant, potato, perilla, sesame, paprika, peanut, pimiento, and sunflower plants at 90 different locations in 9 Korean provinces between 1997 and 2005. Of the 478 isolates tested, 3 were biovar 1, 38 were biovar 2, 56 were biovar 3, and 381 were biovar 4. Among the Korean biovar 2 isolates, none were identified as biovar N2. All biovar 1 isolates were pathogenic on tomato and potato and weakly pathogenic on pepper. Among the 56 biovar 3 isolates, 48 were pathogenic on tomato, pepper, and potato, 5 were pathogenic on tomato and pepper but nonpathogenic on potato, and 3 were pathogenic on tomato and weakly pathogenic on potato but nonpathogenic on pepper.
Of the 381 biovar 4 isolates, 365 were pathogenic ontomato, pepper, and potato, 16 were pathogenic on tomato and potato and nonpathogenic on pepper. Overall, all biovar 1, 3, and 4 isolates belonged to race 1, and all biovar 2 isolates from tomato and potato were pathogenic on potato and weakly pathogenic or nonpathogenic on tomato and pepper, corresponding to race 3.
Among these isolates, we selected type strains; SL341 isolate was infected only on tomato, pepper and SL2029 isolate was infected only on tomato, potato. We constructed to genomic libraries of SL341 isolate and SL2029 isolate.
2. The genetic diversity of Korean isolates of R. solanacearum and construction of plasmid carrying host specificity gene We analyzed the isolates by AFLP. A total of 110 DNA fragments ranging from 150 to 1000 bp, which were consistently produced, were selected to analyze 109 Korean and 16 foreign isolates. Among the isolates tested, 62 unique AFLP fragments were identified, and among those 10 were present only in the Korean biovar 2 (race 3) isolates.
AFLP analysis indicate that biovar 2 isolates are genetically distinct from the other biovars.
We transferred a genomic library of SL2029 (race 3) into SL341 (race 1) by triparental mating. Among 1,000 transconjugants, we found one transconjugant failed to induce wilt symptom in pepper. We then isolated a cosmid clone, pRS1 and subcloned the 0.9-kb PstI/HindIII fragment conferring host specificity by deletion and mutational analyses.
3. Identification of host specificity gene and construction of race distribution map according to genetic diversity of Korean isolates of R. solanacearum
To identify genes responsible for race specificity of R. solanacearum, we then isolated a cosmid clone, pRS1 and subcloned the 0.9-kb PstI/HindIII fragment conferring host specificity by deletion and mutational analyses. The fragment carries one possible open reading frame named as an rsa1 gene. The SL341 carrying rsa1 and SL2029 caused hypersensitive response in pepper. When the rsa1 gene was disrupted by marker-exchange in SL2029, the mutant was virulent in pepper and much less virulent in potato. From southern hybridization analysis, we found that most of race 3 isolates we tested carry the rsa1 gene, however all race 1 isolates we tested do not have any homologous gene. Expression of rsa1 was regulated by HrpB, and a putative HrpB-binding box was present in the upstream of the rsa1 gene. This indicates that Rsa1 belongs to the HrpB regulon. Our secretion assay and N-terminal sequencing indicate that Rsa1 is secreted probably by Type II secretion systems.
A dendrogram generated by NTSYS-pc separated the isolates into two divisions: the first contained all 109 Korean isolates, 4 Japanese isolates, and the Guyanese isolate (GMI1000), while the second contained the 11 LMG isolates. Isolates belonging to the first division were further divided into six clusters, designated I through VI. The first cluster, contained biovar 1, 3, and 4 (race 1) isolates collected in Chungcheongnam-do, Gyeongsangnam-do, Gyeongsangbuk-do, and Jeollanam-do. The second cluster, contained biovar 3 and 4 (race 1) isolates collected in Gyeongsangbuk-do, Gyeongsangnam-do, Jeollabuk-do, and Jeollanam-do as well as biovar 4 isolates in Japan.
The third cluster, included biovar 3 and 4 (race 1) isolates collected in Gangwon-do, Gyeonggi-do, Chungcheongbuk-do, Chungcheongnam-do, Gyeongsangbuk-do, Gyeongsangnam-do, and Jeollanam-do . The fourth cluster, includedbiovar 4 (race 1) isolates collected in Jeollanam-do and Gyeongsangnam-do . The fifth cluster, included biovar 2 (race 3) isolates collected in Jeollanam-do, Gyeongsangnam-do, and Jeju-do .
The sixth cluster, included biovar 3 and 4 (race 1) isolates collected in Gyeonggi-do, Chungcheongbuk-do, Gyeongsangbuk-do, and Gyeongsangnam-do. The second division, included biovar 1 and 3 isolates, and the seventh cluster contained biovar 2 isolates originating from 11 countries .
Therefore, genetic diversity study of R. solanacerum and construction of race distribution map may improve the management of bacterial wilt, prevent the crop rotation, and select to crop plantion. The experiments wish to utilize to quarantine system of abroad farm produces through comparative study with abroad strains that is introduced in outside the country to selective primer's development. These results provide that stable yield of several crops against R. solanacearum and wish to use to useful basic data in host recognition of the bacteria that have wide host range. New knowledge and techniques acquired through this study will be applied for protection of new race from wide distribution and reduction a wide outbreak of bactetial wilt disease.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 12
• CONTENTS ... 20
• 목차 ... 23
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 26
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 29
• 제 3 장 연구개발수행내용 및 결과 ... 31
• 제 1 절 연구개발수행내용 ... 31
• 1. 전국적으로 다양한 기주에서 세균성 풋마름병원균 균주 확보와 각 race 대표 균주의 선발 및 library 제작 ... 31
• 가. 다양한 지역과 기주에서 세균성 풋마름병원균의 분리 ... 31
• 나. 보유 균주들의 biovar 검정을 통한 생리학적 분류 ... 32
• 다. 다양한 기주에 대한 병원성 검정을 통한 race 분류 및 대표 race 균주 선발 ... 33
• 라. 대표 race 균주의 library 제작 ... 33
• 2. 유전적 다양성 연구를 통한 세균성 풋마름병원균 균주들간의 비교 및 기주 특이적인 유전자를 가진 유전자 clone 확보 ... 34
• 가. AFLP 방법을 위한 효과적인 primer 선발 ... 34
• 나. AFLP 방법을 이용한 보유 균주들의 유사점, 차이점 등 여러가지 특징들 연구 ... 35
• 다. 효과적인 mating 방법을 통한 많은 수의 transconjugants의 확보 ... 35
• 라. 기주의 병원성 검정을 통한 기주특이성 관련 유전자를 가진 clone 확보 ... 36
• 3. 기주특이성 관련 유전자 동정 및 유전적 다양성 연구를 통한 세균성 풋마름병원균의 레이스 분포지도 작성 ... 36
• 가. 세균성 풋마름병원균의 기주특이성 관련 유전자의 동정 및 기능 규명 ... 36
• 1) 기주특이성 관련 유전자의 동정 ... 36
• 2) 기주특이성 유전자의 기능 규명 ... 37
• 나. AFLP 방법을 통한 유전적 다양성 연구를 UPGMA 방법으로 결과 해석 ... 39
• 다. 국내외의 다양한 지역과 기주에서 분리한 세균성 풋마름병원균의 레이스 분포지도 작성 ... 40
• 제 2 절 연구개발 결과 ... 41
• 1. 전국적으로 다양한 기주에서 세균성 풋마름병원균 균주 확보와 각 race 대표 균주의 선발 및 library 제작 ... 41
• 가. 다양한 세균성 풋마름병원균 균주 확보 ... 41
• 나. 세균성 풋마름병원균의 race 및 biovar 분류 ... 43
• 다. 세균성 풋마름병원균 각 race의 대표 균주 선발 ... 43
• 라. 대표 race 균주의 library 제작 ... 48
• 2. 유전적 다양성 연구를 통한 세균성 풋마름병원균 균주들간의 비교 및 기주 특이적인 유전자를 가진 유전자 clone 확보 ... 49
• 가. AFLP 방법에 효과적인 primer의 선발 ... 49
• 나. AFLP 방법에 의한 세균성 풋마름병원균 균주들의 특징 ... 50
• 다. 효과적인 mating 방법을 통한 많은 수의 transconjugants의 확보 ... 55
• 라. 기주 병원성 검정을 통한 기주특이성 관련유전자를 가진 clone의 확보 ... 55
• 3. 기주특이성 관련 유전자 동정 및 유전적 다양성 연구를 통한 세균성 풋마름병원균의 레이스 분포지도 작성 ... 60
• 가. 세균성 풋마름병원균의 기주특이성 관련 유전자의 동정 및 기능 규명 ... 60
• 1) 기주특이성 관련 유전자의 동정 ... 60
• 2) 기주특이성 유전자의 기능 규명 ... 62
• 나. AFLP 방법을 통한 세균성 풋마름병원균 균주들의 유전적 다양성 확보 ... 68
• 다. 국내외의 다양한 지역과 기주에서 분리한 세균성 풋마름병원균의 레이스 분포지도 도출 ... 77
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 81
• 제 1 절 연구개발 목표와 내용 및 평가의 착안점 ... 81
• 제 2 절 연구개발 목표의 달성도 ... 83
• 제 3 절 관련분야에서의 기술발전 기여도 ... 84
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 86
• 제 1 절 추가연구의 필요성 ... 86
• 제 2 절 타 연구에의 응용 ... 86
• 제 3 절 연구결과의 활용계획 ... 87
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 88
• 제 7 장 참고문헌 ... 90
• 끝페이지 ... 95