보고서 정보
주관연구기관 |
경상대학교 GyeongSang National University |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2015-02 |
과제시작연도 |
2014 |
주관부처 |
농촌진흥청 Rural Development Administration(RDA) |
등록번호 |
TRKO201500010215 |
과제고유번호 |
1395036016 |
사업명 |
차세대바이오그린21 |
DB 구축일자 |
2015-07-11
|
DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201500010215 |
초록
▼
Ⅳ. 연구개발결과
본 연구과제를 통해 Pantoea속 벼병원세균들의 유전체를 완전 해독하고자 하였다. 벼줄기썩음증상과 벼알갈변증상을 일으키는 P. ananatis PA13균주의 유전체를 해독하였으며, P. ananatis 균주 중 양파썩음병을 일으키는 균주(HY02)와 벼내영갈반병균인 P. agglomerans SW2 균주의 유전체를 해독하였다. 두 기주에서 분리된 P. ananatis균주들간의 유전체 정보는 상당부분 닮아 있다. 전체 유전체는 약 4.87 Mb로 G+C content는 각각 53.66와 53.32%, 그리고
Ⅳ. 연구개발결과
본 연구과제를 통해 Pantoea속 벼병원세균들의 유전체를 완전 해독하고자 하였다. 벼줄기썩음증상과 벼알갈변증상을 일으키는 P. ananatis PA13균주의 유전체를 해독하였으며, P. ananatis 균주 중 양파썩음병을 일으키는 균주(HY02)와 벼내영갈반병균인 P. agglomerans SW2 균주의 유전체를 해독하였다. 두 기주에서 분리된 P. ananatis균주들간의 유전체 정보는 상당부분 닮아 있다. 전체 유전체는 약 4.87 Mb로 G+C content는 각각 53.66와 53.32%, 그리고 두 균주 모두 chromosome 1개 그리고 plasmid 1개로 구성되어 있다. Predicted coding sequences(CDS)는 각각 4,373개와 4,426개, pseudogene은 64개와 72개, 그리고 tRNA는 83개와 75개로 구성되어 있다. 전체 게놈 중 유전자는 각각 4,542개와 4,595개가 포함되어 있는 것으로 분석되었다.
이미 분석한 유전체 정보로부터 PA13은 밀도인식 신호물질 생합성 유전자 eanI와 신호물질 receptor 단백질을 암호화하는 eanR 유전자를 클로닝 하였다. 두 유전자는 각각 luxI와 luxR가 암호화한 LuxI와 LuxR 단백질과 높은 상동성을 나타내었고, eanI와 eanR 유전자의 물리적 배열은 다른 Gram- 세균들의 배열과 상이하게 3‘-말단이 서로 중복되게 전사가 이루어지게 배열되어 있다. Chloramphenicol cassette(Cm)를 eanI와 eanR에 각각 삽입하여 유전자 치환을 위한 plasmid를 제작하였고 homologous recombination을 이용하여 PA13의 chromosome상에 치환하여 eanI::Cm mutant와 eanR::Cm mutant를 각각 제작하였다. QS- 변이체들은 더 이상 밀도인식신호물질을 만들지 못하였고, 병원성인자로 알려진 외피다당류(AB minimal medium + glucose), 카로티노이드 색소, 비기주과민감반응, protease 생성, 그리고 운동성이 상실되었고, 벼와 양파에서 병원성 등 중요한 표현형질들이 상실되었다. 이러한 상실된 표현형질들은 신호물질을 첨가하거나 eanI 유전자의 복원에 의해 회복된 것으로 확인하였고 이를 통해, 밀도인식신호전달이 병원성 인자의 발현 조절을 관장하고 있음을 확인하였다.
Abstract
▼
Ⅳ. Results of Research
Our model bacterium, P. ananatis belonging to the family Enterobacteriaceae in the group Gamma-proteobacteria, is known to cause disease in maize, eucalyptus, onions, and rice. This bacterium is also known as an opportunist human pathogen. We reported an outbreak of rice sh
Ⅳ. Results of Research
Our model bacterium, P. ananatis belonging to the family Enterobacteriaceae in the group Gamma-proteobacteria, is known to cause disease in maize, eucalyptus, onions, and rice. This bacterium is also known as an opportunist human pathogen. We reported an outbreak of rice sheath rot caused by P. ananatis. Whole-genome DNA sequencing of P. ananatis PA13 was performed using Illumina sequencing via the synthesis method on an Illumina HiSeq 2000. This resulted in 126,557,890 high-quality filtered reads with an average read length of 100 bp and about 2,600× coverage. Quality filtered reads were assembled with the ABySS assembler and the gaps were closed on Consed. Coding genes and pseudogenes were predicted with Glimmer, Gene Mark HMM, and Prodigal and annotated by comparison with NCBI-NR. Our annotation results were verified using Artemis. The P. ananatis genome is 4.87 Mb in size and consists of one chromosome and one plasmid. The chromosome contains 4,586,378 bp (53.66% G+C content), 4,131 predicted coding sequences (CDS), 55 pseudogenes, 7 rRNA operons, and 83 tRNAs. Plasmid PAGR_p contains 280,754 bp (52.25% G+C content, 242 CDS, and 9 pseudogenes). The P. ananatis genome encodes approximately 4,542 genes. Overall, the genome sequence of a strain P. ananatis PA13 will provide the basis for a better understanding of the molecular pathogenesis of rice bacterial rot.
Quorum sensing (QS) mediated by N-acyl-L-homoserine lactones (AHL) is conserved among gram-negative bacteria and controls multicellular behaviors of bacteria in a cell density-dependent manner. P. ananatis strain PA13, causal agent of bacterial sheath rot of rice, synthesizes two AHL signal molecules, N-hexanoyl-L-homoserine lactone and N-(3-oxohexanoyl)-L-homoserine lactone, which were identified chemical analysis. Genome sequences revealed that strain PA13 harbors eanI and eanR genes encoding the acyl-HSL synthase and acyl-HSL receptor, respectively. In the promoter region of eanR contains an inverted repeat with similarity to the lux box-like elements of other gene systems regulated by QS. Using the reporter gene expression, we found that EanR can activate its own expression, but eanI does not require EanR for expression. We mutagenized the eanI gene in P. ananatis by gene replacement. EanI mutant no longer produced detectable levels of the AHL signals, leading to a loss of extracellular polysaccharide capsule production on AB minimal medium plus glucose, carotenoid production, hypersensitive reaction on tobacco leaves, protease activity, flagellar motility, and pathogenicity in rice sheathes and onion bulb, which were restored by addition of N-(3-oxohexanoyl)-L-homoserine lactone or by complementation with eanI.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.