최근 고추재배에 있어 CMV-P1감염은 상품성 저하와 생산량 감수를 발생시키는 매우 심각한 문제이다. 본 실험에서는 역병 저항성 품종인 PR계통을 포함한 국내 시판 56품종과 미국에서 도입해 온 31품종 도입자원 및 농촌진흥청 유전자원센터(RDA Genebank)로부터 받은 112개의 고추 유전자원을 CMV-P1 저항성 검정에 사용하였다. 저항성 검정은 인공 접종 후 24일 후와 51일 후 ELISA를 실시하였다. 36개 시판품종 중 '무한질주' 품종이 CMV-P1에 저항성이었다. 모든 PR품종과 중도저항성인 'NuMex Twilight'와 'Chainese Giant'를 제외한 29개 외국 도입고추는 감수성이었다. RDA Genebank의 112계통의 고추 유전자원에서는 저항성 계통이 9, 중도저항성을 나타내는 계통이 17, 나머지 86계통은 모두 감수성으로 조사되었다. 국내 시판 고추품종은 거의 CMV-P1에 높은 감수성을 보이는 것으로 확인되는 반면, 외국 도입자원과 유전자원의 17.2%가 저항성이거나 중도저항성으로 확인되었다. 본 연구 결과로 확인된 저항성 고추는 CMV-P1 저항성 고추육종에 유용한 유전자원으로 이용될 수 있다.
2006년부터 2010년까지 국내 고추 노지재배 포장을 대상으로 경상남도와 제주도를 제외한 강원도 11개 지역 등 전국에 걸쳐 총 83개 지역을 중심으로 바이러스 이병체를 채집하여 연차별 고추 발생 바이러스의 발병률, 바이러스 종류 및 감염 형태를 조사하였다. 2006년부터 2010년까지의 고추에서의 평균 단독 감염률은 46.6%, 복합 감염률은 48.0%로 조사되어 고추 생산에 있어서 가장 큰 위해요소는 바이러스 발병으로 나타났다. 바이러스별로는 CMV가 평균 34.8% 발병률로 가장 우점 바이러스로 조사되었다. 반면 BBWV2는 낮은 발병율을 보여주었으며, TSWV는 충남과 전남지역에 국한되는 것으로 조사되었다. 따라서 고추 노지재배 시 발생하는 바이러스의 위해도를 발병률에 따라 구분하면 CMV, PMMoV, 그리고 PepMov 순으로 조사되었다. 또한 복합 감염의 발생도 모든 조사지역 시료에서 검출되었으며, 이에 대한 감염 별 바이러스 종류와 발생률을 분석하였다. 복합 감염에서 가장 빈번하게 검출된 바이러스는 CMV로, CMV+BBWV2, CMV+PepMoV, CMV+PMMoV의 복합 감염형태가 검출률이 높게 나타났다. 따라서 고추의 유기농 재배 생산에 가장 큰 위협요인으로 작용하는 바이러스의 적절한 대책마련을 위한 지속적인 바이러스 모니터링과 3종 이상의 복합 감염 위해성을 판단하기 위한 추가 연구가 필요하다고 사료된다.
Lily symptomless virus (LSV), Lily mottle virus (LMoV), and Cucumber mosaic virus (CMV) are the most prevalent viruses infecting lilies in Korea. Leaf and bulb samples showing characteristic symptoms of virus infection were collected in 2012, and 80 field samples were analyzed by reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR). The infection frequencies were 79% for LMoV, 5% for LSV, and 3% for CMV. The LMoV coat protein gene was amplified and cloned into the pET21d(+) expression vector to develop serological diagnostic tools to detect LMoV. The resulting carboxy-terminal His-tagged coat proteins were expressed in Escherichia coli strain BL21 (DE3) by induction with IPTG. The recombinant proteins were purified using Ni-NTA agarose beads and used as an antigen to produce polyclonal antibodies in laying hens. The resulting egg yolk immunoglobulin (IgY) specifically recognized LMoV from infected plant tissues in immunoblotting assays and had comparable sensitivity to that of a mammalian antibody. In addition, method of immunocapture RT-PCR using this IgY was developed for sensitive, efficient, and rapid detection of LMoV. Based on these results, large-scale bulb tests and detection of LMoV in epidemiological studies can be performed routinely using this IgY. This is the first report of production of a polyclonal IgY against a plant virus and its use for diagnosis.
Pseudomonas fluorescens strain Gpf01, isolated from ginseng rhizosphere showed antiviral activity against Cucumber mosaic virus, when tested in a local host of CMV, Chenopodium amaranticolor. Transposon mutant library of Gpf01 was prepared using pGS9::Tn5 and the mutant Gpf01-RS19 was found to loose antiviral production. We developed primers from the flanking region of Tn5 and found a cosmid clone pAV1123, harboring 1.2 kb antiviral compound producing (avcf01) locus. When a sub-clone pPH9, which carried 9.3 kb region of pAV1123, was introduced into antivirus deficient P. fluorescens wild type strain B16, it exhibited antiviral activity. Using Tn3-gus mutagenesis and complementation analysis, it was found that the genes related to antiviral activity production resided in a 9.3 kb HindIII-HindIII fragment of pAV1123, indicating that the plasmid carries an essential genes promoting antiviral activity.
A detection system based on a multiplex reverse transcription (RT) polymerase chain reaction (PCR) was developed to simultaneously identify multiple viruses in the lily plant. The most common viruses infecting lily plants are the cucumber mosaic virus (CMV), lily mottle virus (LMoV), lily symptomless virus (LSV). Leaf samples were collected at lily-cultivation facilities located in the Kangwon province of Korea and used to evaluate the detection system. Simplex and multiplex RT-PCR were performed using virus-specific primers to detect single- or mixed viral infections in lily plants. Our results demonstrate the selective detection of 3 different viruses (CMV, LMoV and LSV) by using specific primers as well as the potential of simultaneously detecting 2 or 3 different viruses in lily plants with mixed infections. Three sets of primers for each target virus, and one set of internal control primers were used to evaluate the detection system for efficiency, reliability, and reproducibility.
시험관내에서 합성한 오이모자이크 바이러스 RNA단편을 성공적으로 절단한 ribozyme (한국농화학회지 37: 56-63(1994))을 담배 식물체에 발현시켜 바이러스 저항성 식물체를 만들려고 하였다. 해당 ribozyme의 염기서열을 함유한 DNA 단편을 꽃양배추 바이러스 35S promoter와 nopaline 합성효소 terminator에 연결시키고 연결 부위 및 ribozyme의 염기서열을 확인하였다. 염기서열을 확인한 합성유전자를 Agrobacterium tumefaciens LBA4404에 합성유전자를 함유한 E. coli HB101을 E. coli HB101(pRK2073)를 helper로 Agrobacterium tumefaciens LBA4404와 함께 배양하는 tri-parental mating system을 이용하여 도입시켰다. Ribozyme 유전자를 함유한 Agrobacterium 세포를 담배잎 조각과 함께 배양한 후 항생제인 kanamycin을 함유한 MS 배지에서 자란 열개의 작은 식물체를 재분화하였다. 형질전환한 식물체내에 ribozyme 유전자가 존재하는지의 여부는 합성효소증폭반응(PCR)을 이용하였던바, 일곱개체가 예상된 570 염기쌍의 DNA 단편을 가지고 있었다. 이들 중 네 개체로부터 RNA을 분리하여 formamide를 함유한 agarose에서 전기영동한 후 35S-ribozyme-nos의 DNA 단편으로 Northern hybridization을 행하였던 바, 식물세포내의 nuclease에 의해 ribozyme RNA가 분해된 듯 감지 할 수 없었다. 따라서 ribozyme을 이용하여 바이러스 저항성 식물체를 얻으려면 nuclease에 의해 분해되지 않는 ribozyme이 필요할 것으로 사료된다.
항바이러스 효과를 나타내는 세균은 강원도 홍천 인삼재배지의 수삼으로부터 분리하였다. 분리세균은 생리 생화학 테스트와 16s rRNA 유전자 분석을 통해 동정한 결과, Serratia 속으로 동정 되어져 본 세균을 Gsm01으로 명명하였다. Gsm01 균주를 MGY 액체배지에 증식시켜 배양 여액을 0.45 ${\mu}m$ filter에 통과시킨 Culture filtrate (CF)를 명아주 (Chenopodium amaranticolor)에 반엽법으로 처리한 결과, 오이모자이크 바이러스 (CMV)에 대한 억제율이 98%로 매우 높은 것을 확인하였다. 또한 전신유도저항성을 확인하기 위하여 담배 (Nicotiana tabacum cv. Xanthi-nc)의 하엽에 CF와 CMV-Y를 처리하였을 때, CF를 처리한 식물에서 접종15일 후까지 바이러스 증상이 관찰되지 않았다. 고추의 포장시험에서 무처리 식물과 비교해 보았을 때 바이러스 증상은 52.9% 감소한 것으로 보아 포장 시험에서 CF를 처리한 농작물의 산출량이 무처리 식물에 비해 14% 증가함을 확인 할 수 있었다. 한편, Gsm01 균주의 CF는 고추에 어떠한 약해도 나타내지 않아 매우 안전한 것으로 판단되었다.
Occurrences of virus diseases on paprika ( Capsicum annuum var. grossum) were surveyed in Joennam province from 1999 to 2003 and the collected samples showing virus-like symptoms were tested using ELISA. Virus diseases appeared 4.5%, 17.5%, and 4.9% in 2000, 2002, and 2003, respectively. As the results of investigation of the seasonal incidence with the growing stages of plant, virus was not occurred at seedling stage and was slightly from the planting time to the first harvesting time, but was dramatically increased at the second harvesting time. Virus diseases were more severe on the vinyl house than on the green house. Pepper mild mottle virus (PMMoV) was severely occurred in 2000 but not after that year. Comparing the virus species, Pepper mottle virus (PepMoV) was 35.9%, Broad bean wilt virus (BBWV) was 14.1%, and Cucumber mosaic virus (CMV) was 10.9% in 2002, and 76.0%, 11.1%, and 2.4% in 2003, respectively.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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