초록 ▼

□ 과제명 : Genome Resequencing 및 Epigenomics를 이용한 벼 도열병균의 병원성요인 분석
▶ 연구목적 : 벼 도열병균 병 발생 메커니즘의 시스템 수준에서의 이해
○ 전 세계적으로 대표성을 가지는 벼 도열병균 (Magnaporthe oryzae) isolate들에 대한 resequencing과 유전체 비교분석 및 균주 특이적 sequence 특성 분석을 수행한다.
○ 벼 도열병균 비병원성 유전자들의 변이를 분석하고, 계대배양을 통한 벼 도열병균 유전체의 진화생물학적 분석을 수행한다.
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□ 과제명 : Genome Resequencing 및 Epigenomics를 이용한 벼 도열병균의 병원성요인 분석
▶ 연구목적 : 벼 도열병균 병 발생 메커니즘의 시스템 수준에서의 이해
○ 전 세계적으로 대표성을 가지는 벼 도열병균 (Magnaporthe oryzae) isolate들에 대한 resequencing과 유전체 비교분석 및 균주 특이적 sequence 특성 분석을 수행한다.
○ 벼 도열병균 비병원성 유전자들의 변이를 분석하고, 계대배양을 통한 벼 도열병균 유전체의 진화생물학적 분석을 수행한다.
○ 벼 도열병균 유전체의 methylation pattern을 분석하고 후생유전체학적 연구를 통해 병원성과의 상관관계를 알아본다.
○ 벼 도열병균과 잡초 도열병균(Magnaporthe grisea)의 비교 유전체 연구를 수행한다.
○ 벼 도열병균과 잡초 도열병균의 병원성 스펙트럼을 이해하고 병원성 변이요인을 해석한다.
▶ 주요연구내용 :
○ 1세부과제명 : Genome Resequencing 및 Epigenomics를 이용한 벼 도열병균의병원성 요인 분석
- 대표적인 벼 도열병균 39 isolate 및 잡초 도열병균 2 isolate의 유전체 정보를 resequencing 및 de novo sequencing으로 얻고, 이들의 비교분석을 수행하였다.
- 벼의 monogenic line을 이용하여 벼 도열병균 비병원성 유전자들에 대한 병원성검정을 수행하였고, 이를 비병원성 유전자 변이 관련 기존의 정보와 통합 분석하였다.
- 연속계대배양한 벼 도열병균 strain들의 sequencing 및 결과 분석을 수행하여, 실험실 내 인공적인 진화 상태에서 벼 도열병균의 변이현상(insertion과 deletion,SNP)을 분석하였다.
- 벼 도열병균의 mycelia, conidia, appressoria, methyltransferase mutant의 mycelia를 대상으로 whole-genome bisulphite sequencing을 수행하였고, 그 결과를 분석하여 genome methylation pattern을 파악하였다.
- Resequencing 및 de novo sequencing 그리고 그 외의 생물정보학적 분석 결과들을 체계적으로 저장 및 활용하기 위해 웹 기반 통합 시스템을 구축하였다. 이때 유전자 annotation 결과와 생물학적으로 중요한 유전자군에 속하는 유전자들을 예측한 정보를 통합하여 웹 포털인 Magnaporthe Atlas를 제작하였다.
○ 2세부과제명 : 벼 및 잡초도열병균의 비교 분석 및 병원성 변이 해석
- 벼-바랭이 혼합접종 후 균주 집단 분석을 통해 벼에서는 기주 교차의 가능성이 있으며, 바랭이는 타 기주 균주의 발병 장벽이 매우 높음을 증명하였다.
- 비병원성 유전자 분포 분석을 통해 도열병균의 기주특이성이 ITS를 이용한 계통분석보다 뚜렷하고 다양한 변화가 반영되는 것을 증명하였다.

Abstract ▼

IV. Research results
1. Comparative analysis of 39 rice isolates and weed isolates of Magnaporthe
Strain 4091-5-8 from weeping lovegrass showed a higher count of SNPs and InDels, distributed evenly over 7 chromosomes. The other strains showed between 9000-12500 SNPs and InDels. Most changes o

IV. Research results
1. Comparative analysis of 39 rice isolates and weed isolates of Magnaporthe
Strain 4091-5-8 from weeping lovegrass showed a higher count of SNPs and InDels, distributed evenly over 7 chromosomes. The other strains showed between 9000-12500 SNPs and InDels. Most changes occurred around the 5'-upstream and 3'-downstream regions as well as intergenic regions. A total of 6414 genes were found in common between genomes of 40 isolates, including 70-15 and at least 8843 genes were found in 38 isolates. The overall result shows that KJ201 is more representative of the field isolates than the currently used reference strain 70-15.
2. Examination of aviulence genes using rice monogenic lines
Important information on the avirulence gene function and migration were obtained.
3. Sequencing analysis of serially cultured rice blast fungus strains
It was discovered that there are mutational hotspots in the M. oryzae genome and that mutations arising under a selection pressure during the experiment are maintained throughout the experiment.
4. Bisulphite sequencing analysis
DNA methylation was found more frequently in intergenic regions. During fungal development, overall DNA methylation decreases but methylation at specific promoter regions increases for reprogramming of genome usage.
5. Development of a web-based system for organization of sequencing data
Magnaporthe Atlas was created for visualization of genome information (Genome browser) and effective usage of bioinformatics tools (http://atlas.riceblast.snu.ac.kr/)