Kim, Na-Kyeong;Lee, Hyo-Jeong;Kim, Sang-Min;Jeong, Rae-Dong
식물병연구
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제28권1호
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pp.32-38
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2022
A survey of Barley yellow dwarf virus (BYDV) was conducted in major oat-growing areas of Korea in 2020. BYDV is an economically important pathogen of cereal crops that can be transmitted by aphids. The present study evaluated the genetic composition of BYDV in oat from eight geographical areas in Korea. Multiplex reverse transcription-polymerase chain reaction was used to screen 322 oat leaf samples for six BYDV strains (PAV, MAV, SGV, PAS, RPV, and RMV). The 125 samples (~39%) tested positive for BYDV. BYDV-PAV, BYDV-SGV, BYDV-PAS, and BYDV-RPV were detected from oat in different areas. Most of the BYDV-infected samples were assigned to subgroup I (n=112). The results indicate that BYDV-PAV could be dominant throughout Korea. Also, the phylogenetic analysis of coat protein sequences indicated that 23 BYDV isolates from Korea could be separated into two clades, which exhibited high nucleotide sequence similarity. In conclusion, the present survey provides a BYDV infection assessment for domestic oat varieties in Korea and basic information for the development of BYDV control measures in Korea's oat industry.
Barley Yellow Dwarf Virus (BYDV) has been a major disease causing a severe loss of yield in winter cereals worldwide. It has been recently reported that BYDV occurs frequently in wheat field and also causes serious yield reduction in Korea. This study was performed to investigate the regional distributions of BYDV strains in Korea and to identify the resistant cultivars or lines of wheat to the predominant BYDV strains, providing basic information for the breeding of BYDV-resistant wheat varieties. Using RT-PCR and EcoRI digestion methods, the regional distribution of BYDV strains in Korea from 1999 to 2000 showed that PAV strain was mainly detected about 65% (Vic-PAV 52.6% ; CN-PAV 47.4%) and MAV strain about 3%. Using ELISA test for the examination of BYDV resistance with 17 cultivars and 4 lines among Korean wheat, three cultivars, Gurumil, Topdongmil, and Olgurumil, were susceptible to BYDV and the others were resistant. In plant growth and yield component responses to BYDV infection, Gurumil showed significant difference between the uninfected and the infected, suggesting the most susceptible to BYDV among Korean wheat, but Eun-pamil and Seohae118 did no difference, an indication that they have the highest resistance.
Barley Yellow Dwarf Virus (BYDV), an aphid-borne luteovirus, is a major plant pathogenic disease causing a huge economic loss in the grain production of a wide range of Gramineae species throughout the world. It has been recently reported that BYDV also occurred frequently in wheat field of Korea. Here, we performed to develop the detection and classification methods of BYDV strains that were accomplished by reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR). Since there are high variations among BYDV strains, three pairs of primers were designed to detect BYDV strains such as PAV (Vic-PAV and CN-PAV) and MAV (primer A) simultaneously, specifically Vic-PAV(primer B), and MAV (primer C) based on the genomic RNA sequences of BYDV strains previously published. The validity of the primers was confirmed using several BYDV strains obtained from CIMMYT. Though three BYDV strains were able to be detected using primer A, PCR products were not distinguished between two PAV strains. It was possible to separate them with a restriction enzyme, EcoRI, whose restriction site was present in the amplified DNA fragment from Vic-PAV, but not from CN-PAV.
Barley yellow dwarf virus PAV (BYDV-PAV) has a 5.7-kb positive-sense single-stranded RNA genome that contains six open reading frames (ORFs). BYDV-PAV produces three subgenomic RNAs (sgRNAs). The largest of which encodes the coat, 17-kDa, and readthrough proteins from two initiation codons. To investigate the role of intergenic and 3'-proximal noncoding regions (NCRs) in coat protein (CP) expression and BYDV-PAV replication, a full-length infectious cDNA of the RNA genome of an Illinois isolate of BYDV-PAV was constructed downstream of the Cauliflower mosaic virus-35S promoter. Linear DNA molecules of these cDNAs were infectious, expressed the 22-kDa CP, and produced both genomic RNA sgRNAs in ratios similar to those observed in protoplasts inoculated with viral RNA. The portion of 5'NCR of sgRNA1 between ORFs 2 and 3 was not required for, but enhanced translation of CP from ORF3. Mutants containing deletions in the NCR downstream of ORF5 failed to replicate in oat protoplasts. These results indicate that an intact 3$^1$NCR is required for BYDV-PAV replication.
Kim, Na-Kyeong;Lee, Hyo-Jeong;Kim, Sang-Min;Jeong, Rae-Dong
The Plant Pathology Journal
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제38권2호
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pp.159-166
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2022
Barley yellow dwarf virus (BYDV) has been a major viral pathogen causing significant losses of cereal crops including oats worldwide. It spreads naturally through aphids, and a rapid, specific, and reliable diagnostic method is imperative for disease monitoring and management. Here, we established a rapid and reliable method for isothermal reverse transcription recombinase polymerase amplification (RT-RPA) combined with a lateral flow strips (LFS) assay for the detection of BYDV-infected oat samples based on the conserved sequences of the BYDV coat protein gene. Specific primers and a probe for RT-RPA reacted and optimally incubated at 42℃ for 10 min, and the end-labeled amplification products were visualized on LFS within 10 min. The RT-RPA-LFS assay showed no cross-reactivity with other major cereal viruses, including barley mild mosaic virus, barley yellow mosaic virus, and rice black streaked dwarf virus, indicating high specificity of the assay. The sensitivity of the RT-RPA-LFS assay was similar to that of reverse transcription polymerase chain reaction, and it was successfully validated to detect BYDV in oat samples from six different regions and in individual aphids. These results confirm the outstanding potential of the RT-RPA-LFS assay for rapid detection of BYDV.
Ju, Jiwon;Kim, Kangmin;Lee, Kui-Jae;Lee, Wang Hu;Ju, Ho-Jong
The Plant Pathology Journal
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제33권1호
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pp.53-65
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2017
Barley yellow dwarf virus (BYDV) belongs to Luteovirus and is limited only at phloem related tissues. An open reading frame (ORF) 4 of BYDV codes for the movement protein (MP) of BYDV gating plasmodesmata (PD) to facilitate virus movement. Like other Luteoviruses, ORF 4 of BYDV is embedded in the ORF3 but expressed from the different reading frame in leaky scanning manner. Although MP is a very important protein for systemic infection of BYDV, there was a little information. In this study, MP was characterized in terms of subcellular localization and programmed cell death (PCD). Gene of MP or its mutant (ΔMP) was expressed by Agroinfiltration method. MP was clearly localized at the nucleus and the PD, but ΔMP which was deleted distal N-terminus of MP showed no localization to PD exhibited the different target with original MP. In addition to PD localization, MP appeared associated with small granules in cytoplasm whereas ΔMP did not. MP associated with PD and small granules induced PCD, but ΔMP showed no association with PD and small granules did not exhibit PCD. Based on this study, the distal N-terminal region within MP is seemingly responsible for the localization of PD and the induction small granules and PCD induction. These results suggest that subcellular localization of BYDV MP may modulate the PCD in Nicotiana benthamiana.
Barley yellow dwarf virus (BYDV) is an economically important plant pathogen that causes stunted growth, delayed heading, leaf yellowing, and purple leaf tip, thereby reducing the yields of cereal crops worldwide. In the present study, a reverse transcription recombinase polymerase amplification (RT-RPA) assay was developed for the detection of BYDV in oat leaf samples. The RT-RPA assay involved incubation at an isothermal temperature (42℃) and could be performed rapidly in 5 min. In addition, no cross-reactivity was observed to occur with other cereal-infecting viruses, and the method was 100 times more sensitive than conventional reverse transcription polymerase chain reaction. Furthermore, the assay was validated for the detection of BYDV in both field-collected oat leaves and viruliferous aphids. Thus, the RT-RPA assay developed in the present study represents a simple, rapid, sensitive, and reliable method for detecting BYDV in oats.
최근 국내 맥류 재배지에서는 대부분 BaMMV, BaYMV, BYDV의 발생이 확인되고 있다. 본 연구에서는 multiplex reverse transcription polymerse chain reaction (mRT-PCR) 방법에 의해 이들 3종류의 바이러스를 동시에 진단하는 방법을 확립하였다. 이들 3종 바이러스의 외피단백질 유전자 정보를 활용하여 각 바이러스에 대한 primer를 제작하였다. mRT-PCR에 사용한 primer는 RT-PCR 반응의 민감도와 특이성에 의해 선발하여 primer 농도와 mRT-PCR의 조건을 설정하였다. 각 바이러스에 대하여 선발된 primer 사용에 의한 mRT-PCR 결과 BaMMV 594 bp, BaYMV 461 bp, BYDV 290 bp의 PCR 산물을 얻을 수 있었다. 본 연구에서 확립된 맥류 바이러스 동시진단방법은 신속하고 특이적인 진단 뿐 아니라 맥류 바이러스병의 전염 등 역학 연구에도 활용 될 것으로 기대된다.
월동 후 맥류 재배지에서 나타나는 이상 증상으로는 주로 잎에 황화등의 변색과 모자이크성 반점 등이 나타난 것으로 조사되었다. 2001년부터 3개년간 이들 증상엽을 조사한 결과 전국 평균 70% 이상이 바이러스에 의해 감염이 되어 나타나는 것으로 확인되었다. 이는 월동 후 맥류 재배지에서 나타나는 황화나 변색 등의 이상 증상이 바이러스의 감염에 주로 의해 발생하게 되는 결과를 보였다. 전국일원의 맥류 재배지에서 2001년부터 2003년까지 3개년간 BaYMV, BaMMY, SBWMV와 BYDV-MAV(2003년) 등 4종의 바이러스의 발생율을 조사한 결과 대상 바이러스 중 BaYMV가 가장 높은 감염율을 나타냈다. BaYMV는 조사 3개년 동안 전국 평균 발생율이 각각 75.1%, 71.7% 및 71.1%로 큰 차이 없이 가장 높은 발생율을 보였다. 다음으로는 BaMMV가 20.5%, 37.4%와 15.7%를 보인 반면, SBWMV는 0.7%, 10.1% 및 2.5%의 낮은 발생율을 보였다. BYDV-MAV는 1.1%의 발생율을 보였다 지역별로 조사한 결과 BaYMV가 19.0%의 경기도를 제외하고는 65.5∼85.7%로 전국적으로 우점하는 것으로 나타났다. BaMMV는 전남북 지역에서만 전체 지역 발생율의 약 73%를 차지하여 전남북 지역이 주 발생지로 나타났다. BaYMV의 연차간 변화를 분석하였다. 그결과 '96 이후 최근까지 감염율이 계속 증가하는 것으로 확인이 되었다. 본 시험 결과 국내 맥류 재배지에서 BaYMV가 월동 후 보리의 황화의 주원인이 되며, 또한 전국적으로 가장 우점하는 병해로 확인되었다. 그리고 BaYMV는 최근까지 연차간 발생율이 계속 증가하는 것으로 조사되었다.저장기간이 길어질수록 점차 증가하여 제조 당일에 2.67에서 저장 17일에 2.99로 높아졌다. 7. 키위드레싱의 저장에 따른 색도를 살펴보면 명도(L값)는 저장 3일에 가장 낮은 값을 보였고 녹색도(a값)는 저장기간이 경과함에 따라 오히려 증가하여 더 짙은 녹색을 띄었으며 황색도(b값)는 저장기간이 길어질수록 감소되었다. 이상의 결과로 볼 때 키위드레싱은 기름으로 올리브유를 사용하고, 기름의 양은 전체 드레싱의 32%를 첨가하며, 산은 레몬즙만 12%를 사용하고, 양파즙은 12%를 첨가하여 제조하는 것이 가장 바람직하다고 여겨지며 저장 10일까지의 품질 변화는 일어나지 않았다.데 효과가 있을 것으로 사료된다. 대인관계 4개의 측정항목에서 높은 증가율을 보여 치료효과가 큰 것으로 판단된다. 원예 치료 실시 후의 자체설문지 평가결과 원예 활동을 통해서 달라진 점은 개인적으로 가족, 이웃 간의 긍정적인 변화를 이끌어내고 있다는 것을 발견할 수 있었고 다양한 원예프로그램이 인상깊었다고 하였으며 다음진행에 추가적으로 야외에서 진행할 프로그램에 대한 욕구가 표출되었다. 이것을 통해 개인적 치료경험과 가족, 이웃 간의 지지망 형성이 중요하며 긍정적인 영향을 주었다는 것을 볼 수 있었다. 또한 다양한 원예치료프로그램의 적용과 야외 활동을 조화롭게 적용한다면 성공적인 프로그램 진행에 도움을 될 것으로 판단된다. 이상의 결과를 종합하면 정신지체장애인에게 원예치료 프로그램을 실시한 이후에 원예에 대한 관심이 높고 자아존중 감이 향상되었으며 원예치료 프로그램에 대한 높은 만족도를 보였고 원예치료에 대한 참가성, 흥미성, 지속성, 대인관계성에서 높은 증가율을 보여 치료프로그램의 개입이 유의미한 효과가 있는 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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