초록 ▼

□ 연구개요
본 연구과제는 고추에 치명적인 탄저병을 유발시키는 고추탄저병균(C. scovillei)을 대상으로 종 특이적 단백질군을 코딩하는 총 39개 유전자에 대한 기능을 분석하는 것이다. 고추탄저병의 사회적 경제적 중요성에도 불구하고 아직까지 고추탄저병균을 대상으로 기능유전체학적 접근을 통한 병원균의 발달 및 발병에 관한 연구는 전무한 실정이다. 고추탄저병균의 발달과 발병에 대한 연구는 생명현상에 대한 구명과 새로운 개념의 병 방제 전략 개발에 있어 매우 중요하다. 본 연구에서는 고추탄저병균의 지놈 분석을 통해 동정한 종

□ 연구개요
본 연구과제는 고추에 치명적인 탄저병을 유발시키는 고추탄저병균(C. scovillei)을 대상으로 종 특이적 단백질군을 코딩하는 총 39개 유전자에 대한 기능을 분석하는 것이다. 고추탄저병의 사회적 경제적 중요성에도 불구하고 아직까지 고추탄저병균을 대상으로 기능유전체학적 접근을 통한 병원균의 발달 및 발병에 관한 연구는 전무한 실정이다. 고추탄저병균의 발달과 발병에 대한 연구는 생명현상에 대한 구명과 새로운 개념의 병 방제 전략 개발에 있어 매우 중요하다. 본 연구에서는 고추탄저병균의 지놈 분석을 통해 동정한 종 특이적 단백질군을 코딩하는 유전자의 발현 양상 연구, 감염 및 발병 단계에서 기주 세포내에서의 발현 연구, 그리고 결손돌연변이체 생성 및 유전자의 분자생물학적 기능을 분석하는 연구를 포함하고 있다. 이와 같은 연구를 통해 고추탄저병균에만 존재하는 특이적 분비단백질이 고추탄저병균의 발달 및 발병 단계에서 어떠한 기능을 하는지 구명하였다. 본 연구를 통해 고추탄저병균의 체계적인 연구기법이 구축될 것이며, 이를 통한 고추탄저병균에 대한 이해는 학술적으로 산업적으로 중요한 기초자료를 제공하게 될 것이다.

□ 연구 목표대비 연구결과
고추탄저병균(C. scovillei)의 생활사 전반에 걸친 실험을 통해 기본적인 균사 생장, 포자 형성, 부착기 형성 등을 구명하였다. 균사 생장은 CM배지에서 가장 빨랐으며, 포자 형성은 OMA배지에서 광조건 하에 가장 많았으며, 부착기 형성은 소수성 표면인 cover glass에서 가장 많이 형성되었다. 고추과실에 포자현탁액을 접종 하였을 때 24시간 뒤 멜라닌화 된 부착기를 확인할 수 있었고, 48시간 뒤에는 과실 표면을 부착기를 통해 뚫고 들어가 dendroid structure가 형성되는 것을 확인할 수 있었다. 72시간 뒤에는 일정 고추 세포에서 necrosis가 일어나는 것을 확인할 수 있었고, 고추의 표피세포에서 자라나는 감염균사를 확인할 수 있었다. 종 특이적 분비단백질군을 동정한 결과 총 39개의 종 특이적 분비단백질을 확인할 수 있었고, qRT-PCR 기법을 이용하여 초기 발병 단계에서의 발현양상을 확인할 수 있었다. 또한 고추탄저병균의 원형질체 생성 및 형질전환을 최적화 하였고, homology-dependent gene replacement 기법을 이용하여 7개의 유전자 결실 돌연변이체를 만드는데 성공하였는다. 그 중 △Cssp16 돌연변이체가 고추과실에 접종하였을 때 병을 내지 못한다는 것을 확인하여 해당 유전자가 병원성에 관련이 있음을 확인하였다. 또한 형광단백질(DsRED)을 이용하여 localization을 확인한 결과 CsSP16 단백질은 penetration site에서 발현 되고, CsSP13, CsSP16, CsSP17은 dendroid structure 내부에서 분비되어 발현되는 것을 확인할 수 있었다.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구에서 고추탄저병균(C. scovillei)의 기본적인 균사 생장, 포자 형성, 부착기형성, 고추에 병을 일으키는 과정 등을 구명하였고 고추탄저병균의 종 특이적 분비 단백질 유전자 39개를 동정하여 발현양상, 발현되는 조직의 위치, 유전자의 기능을 구명하였다. 또한 병원성에 중요한 유전자를 찾아내었고 고추과실에서 실제로 분비되어 나오는 분비단백질도 찾아내었다. 아직까지 고추탄저병균의 발달과 병원성에 대한 연구가 전무하기 때문에, 본 연구결과는 고추탄저병균의 기본적인 발달과 병원성을 이해하는데 있어 중요한 기본 자료로 활용될 것이다.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구결과 요약문 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1-1. 고추탄저병(pepper anthracnose) ... 4
• 1-2. 고추탄저병의 심각성(significance of pepper anthracnose) ... 6
• 1-3. 고추탄저병균의 병환(Disease cycle of C. scovillei) ... 7
• 1-4. 국내·외 연구동향 ... 8
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 10
• 2-1. 고추탄저병균의 균사생장 및 포자 형성율 조사 ... 10
• 2-2. 고추탄저병균의 포자 발아와 부착기 형성율 조사 ... 12
• 2-3. 고추탄저병균의 원형질체 생성 및 형질전환 최적화 연구 ... 13
• 2-4. 고추탄저병균의 감염 및 발병 현상 관찰 ... 20
• 2-5. 고추탄저병균의 기본적인 분자생물학적 생명과정 연구 ... 22
• 2-6. Real Time qRT-PCR을 통한 분비단백질 유전자 발현량 정량 ... 25
• 2-7. 고추탄저병균의 종 특이적 분비단백질 유전자군(39개)의 기능 연구 ... 27
• 2-8. 고추탄저병균의 종 특이적 분비단백질 유전자군의 발현양상 연구 ... 30
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 33
• 4. 참고문헌 ... 34
• 5. 연구성과 ... 35
• 끝페이지 ... 36