The Korean Journal of Mycology (한국균학회지)

The Korean Society of Mycology (한국균학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Development of PCR Primers for Specific Identification and Detection of Botrytis cinerea on Tomato

잿빛곰팡이병균(Botrytis cinerea)의 종 동정과 PCR 검출을 위한 종 특이적 Primer의 개발

  • Song, Jeong-Young (Dept. of Agricultural Biology, Chungnam National University) ;
  • Lim, Jin-Ha (Dept. of Agricultural Biology, Chungnam National University) ;
  • Nam, Myeong-Hyeon (Nonsan Strawberry Experiment Station, Chungnam ARES) ;
  • Kim, Hong-Gi (Dept. of Agricultural Biology, Chungnam National University) ;
  • Kim, Byung-Sup (Dept. of Plant Science, Kangnung National University)
  • Published : 2008.12.31
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

Botrytis cinerea, gray mold pathogen, causes serious losses in greenhouse tomato crop. In this study, a primer set was developed for identification and specific PCR detection of B. cinerea from tomato plants. The primer pair (BTF1/BTR1) was designed from polymorphic sequence region in pyruvate carboxylase gene (pyc) of B. cinerea. A PCR product (112 bp) was amplified on genomic DNA of 13 B. cinerea isolates from 10 different host plants, but not on those from 6 other Botrytis spp., 4 Botryotinia spp., 5 Sclerotinia spp. and 16 other genus of phytopathogenic fungi. The sensitivity limit of the primer set was 2 pg of genomic DNA of B. cinerea, approximately. The PCR assay using species-specific primer set was specifically able to detect the pathogen on naturally infected tomato plants and artificially infected plants. These results suggest that the sensitivity and specificity of this primer set can be applied in a rapid and accurate diagnosis of tomato disease caused by B. cinerea.

토마토 잿빛곰팡이병균(B. cinerea)은 비닐하우스에서 재배할 때 토마토의 꽃과 줄기의 감염을 통해 매우 심각한 피해를 입힌다. 이 연구에서 토마토에 발병하는 잿빛 곰팡이병균의 검출 및 종 동정을 위해 새로운 종 특이적 primer set가 개발되었다. 종 특이적 primer(BTF1/BTR1)는 B. cinerea와 유전적으로 매우 유사한 진균들의 pyruvate carboxylase(pyc) 유전자 내부의 변이영역으로부터 설계되었다. 10개의 다른 기주식물에서 분리된 13균주의 모든 B. cinerea에서 112 bp 크기의 PCR 산물들이 만들어졌다. 그러나 6종의 다른 Botrytis 속균, 4종의 Botryotinia 속균, 5종의 Sclerotinia 속균 및 그 이외 16속의 다른 식물병원균들에 대해서는 PCR 반응이 나타나지 않았다. 종 특이적 primer의 반응민감도 한계는 대략 2 pg이었다. 자연상태에서 B. cinerea에 감염된 토마토 식물체와 인공적으로 접종된 식물체로부터 종 특이적 primer를 활용한 병원균의 PCR 검출이 이루어졌다. 이 연구결과로 미루어 새롭게 개발된 primer는 높은 반응민감도와 종 특이성을 나타내 추후 토마토 잿빛곰팡이병의 빠른 진단 및 병원균의 정확한 동정에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

Keywords

References

  1. 김병섭, 박은우, 노성환, 조광연. 1997. 잿빛곰팡이병균(Botrytis cinerea) 형태형 간의 생리적 다양성. 한국균학회지 25:320-329
  2. Chastagner, G. A. and Ogawa, J. M. 1979. A fungicide-wax treatment to suppress Botrytis cinerea and protect fresh-market tomatoes. Phytopathology 69:59-63 https://doi.org/10.1094/Phyto-69-59
  3. Chilvers, M. I., du Toit, L. J., Akamatsu, H. and Peever, T. L. 2007. A real-time, quantitative PCR seed assay for Botrytis spp. that cause neck rot of onion. Plant Dis. 91:599-608 https://doi.org/10.1094/PDIS-91-5-0599
  4. Coley-Smith, J. R., Verhoeff, K. and Jarvis, W. R. 1981. The Biology of Botrytis, edited by Academic Press, London, New York
  5. Droby, A. and Lichter, A. 2004. Post-harvest Botrytis infection: etiology, development and management. In: Botrytis: Biology, Pathology and Control. (Elad, Y., Williamson, B., Tudzynski, P. and Delen, N., eds), pp. 349-367. Dordrecht, The Netherlands: Kluwer Academic Press
  6. Gachon, C. and Saindrenan, P. 2004. Real-time PCR monitoring of fungal development in Arabidopsis thaliana infected by Alternaria brassicicola and Botrytis cinerea. Plant Physiol. Biochem. 42:367-371 https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2004.04.001
  7. Jitrapakdee, S. and Wallace, J. C. 1999. Structure, function and regulation of pyruvate carboxylase. Biochem. J. 340:1-16 https://doi.org/10.1042/0264-6021:3400001
  8. Minerdi, D., Moretti, M., Li., Y., Gaggero, L., Garibaldi, A. and Gullino, M. L. 2008. Conventional PCR and real time quantitative PCR detection of Phytophthora cryptogea on Gerbera jamesonii. Eur. J. Plant Pathol. 122:227-237 https://doi.org/10.1007/s10658-008-9276-3
  9. Rigotti, S., Gindro, K., Richter, H. and Viret, O. 2002. Characterization for molecular markers for specific and sensitive detection of Botrytis cinerea Pers.: Fr. In strawberry (Fragaria x ananassa) using PCR. FEMS Microbiol. 209:169-174
  10. Suarez, M. B., Walsh, K., Boonham, N., O'Neill, T., Pearson, S. and Barker, I. 2005. Development of real-time PCR (Taq-Man(R)) assays for the detection and quantification of Botrytis cinerea in planta. Plant Physiol. Biochem. 43:890-899 https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2005.07.003
  11. Williamson, B., Tudzynski, P., Van, K. and Jan, A. L. 2007. Botrytis cinerea: the cause of grey mold disease. Mol. Plant Pathol. 8:561-580 https://doi.org/10.1111/j.1364-3703.2007.00417.x