• 제목/요약/키워드: Phylogenetic studies

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Bacillus oryzicola sp. nov., an Endophytic Bacterium Isolated from the Roots of Rice with Antimicrobial, Plant Growth Promoting, and Systemic Resistance Inducing Activities in Rice

  • Chung, Eu Jin;Hossain, Mohammad Tofajjal;Khan, Ajmal;Kim, Kyung Hyun;Jeon, Che Ok;Chung, Young Ryun
    • The Plant Pathology Journal
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    • 제31권2호
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    • pp.152-164
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    • 2015
  • Biological control of major rice diseases has been attempted in several rice-growing countries in Asia during the last few decades and its application using antagonistic bacteria has proved to be somewhat successful for controlling various fungal diseases in field trials. Two novel endophytic Bacillus species, designated strains YC7007 and $YC7010^T$, with antimicrobial, plant growth-promoting, and systemic resistance-inducing activities were isolated from the roots of rice in paddy fields at Jinju, Korea, and their multifunctional activities were analyzed. Strain YC7007 inhibited mycelial growth of major rice fungal pathogens strongly in vitro. Bacterial blight and panicle blight caused by Xanthomonas oryzae pv. oryzae (KACC 10208) and Burkholderia glumae (KACC 44022), respectively, were also suppressed effectively by drenching a bacterial suspension ($10^7cfu/ml$) of strain YC7007 on the rhizosphere of rice. Additionally, strain YC7007 promoted the growth of rice seedlings with higher germination rates and more tillers than the untreated control. The taxonomic position of the strains was also investigated. Phylogenetic analyses based on 16S rRNA gene sequences indicated that both strains belong to the genus Bacillus, with high similarity to the closely related strains, Bacillus siamensis KACC $15859^T$ (99.67%), Bacillus methylotrophicus KACC $13105^T$ (99.65%), Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum KACC $17177^T$ (99.60%), and Bacillus tequilensis KACC $15944^T$ (99.45%). The DNA-DNA relatedness value between strain $YC7010^T$ and the most closely related strain, B. siamensis KACC $15859^T$ was $50.4{\pm}3.5%$, but it was $91.5{\pm}11.0%$ between two strains YC7007 and $YC7010^T$, indicating the same species. The major fatty acids of two strains were anteiso-$C_{15:0}$ and iso $C_{15:0}$. Both strains contained MK-7 as a major respiratory quinone system. The G+C contents of the genomic DNA of two strains were 50.5 mol% and 51.2 mol%, respectively. Based on these polyphasic studies, the two strains YC7007 and $YC7010^T$ represent novel species of the genus Bacillus, for which the name Bacillus oryzicola sp. nov. is proposed. The type strain is $YC7010^T$ (= KACC $18228^T$). Taken together, our findings suggest that novel endophytic Bacillus strains can be used for the biological control of rice diseases.

딸기 육묘장 토양 내 식물기생선충의 감염현황과 자묘를 통한 선충의 분산 (Incidence of Plant-Parasitic Nematodes in Strawberry Nursery and Nematode Dispersal by Daughter Plant)

  • 고형래;이민아;김은화;김세종;이재국
    • 식물병연구
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    • 제23권2호
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    • pp.186-192
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    • 2017
  • 2016년 6월부터 9월까지 국내 딸기 육묘장 117개 포장의 토양으로부터 식물기생선충의 토양 내 감염현황을 조사하였다. 그 결과 뿌리썩이선충(Pratylenchus)과 뿌리혹선충(Meloidogyne)이 11%와 3%로 검출되어 딸기 육묘장의 문제선충으로 나타났다. 육묘 형태별로는 토경육묘에서 뿌리썩이선충과 뿌리혹선충의 발생빈도가 다른 육묘방법에 비해 높았고, 상토를 이용한 비가림 포트육묘에서는 식물기생선충이 검출되지 않았다. 뿌리썩이선충은 딸기뿌리썩이선충(P. penetrans)과 사과뿌리썩이선충(P. vulnus) 2종이 확인 되었으며, 뿌리혹선충은 당근뿌리혹선충(M. hapla) 1종이 확인되었다. 사과뿌리썩이선충은 딸기 자묘를 통해 식물기생선충이 감염되지 않은 건전한 토양으로의 확산이 확인되었다(33%).

신규 고온성 Geobacillus sp. AR1의 extracellular 지질분해효소 생산을 위한 배양조건 (Culture Conditions for Improving Extracellular Lipolytic Enzyme Production by a Novel Thermophilic Geobacillus sp. AR1)

  • 박수진;전숭종
    • 생명과학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.110-115
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    • 2013
  • Extracellular 지질분해효소를 생산하는 균주 AR1은 일본 벳부 온천수에서 분리하였다. 분리된 균주의 16s rRNA 염기서열을 분석하고 계통학적으로 분류한 결과, AR1 균주는 신규 Geobacillus sp.에 속하는 것으로 동정되었다. 본 연구는 Geobacillus sp. AR1 균주의 extracellular 지질분해효소 생산을 향상시키기 위한 새로운 방법에 초점을 맞추었다. AR1 균주는 $35{\sim}75^{\circ}C$의 넓은 온도 범위에서 생육하였고 최적온도는 $65^{\circ}C$이었다. 생육을 위한 최적 pH는 6.5인 반면, 효소 생산을 위한 pH는 8.5로 차이점을 보였다. 배양 중에 지질 화합물의 첨가는 지질분해효소 생산을 유도하였고, soybean oil을 대수증식기에 첨가 했을 때 가장 효율적인 유도 효과를 나타내었다. 한편, 계면활성제는 지질분해효소의 생산을 유도하고 세포 내외의 위치에 영향을 줄 수 있다. AR1 균주는 정지기에 Tween 20을 첨가할 경우, 효소의 세포 외 분비 효율이 크게 증가하였다. 이들 결과를 바탕으로 soybean oil과 Tween 20을 각각 대수증식기와 정지기에 첨가함에 따라 extracellular 효소 생산이 대조구에 비해 2.4배 증가하는 것으로 확인 되었다.

Genetic diversity among cultivated and wild Panax ginseng populations revealed by high-resolution microsatellite markers

  • Jang, Woojong;Jang, Yeeun;Kim, Nam-Hoon;Waminal, Nomar Espinosa;Kim, Young Chang;Lee, Jung Woo;Yang, Tae-Jin
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제44권4호
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    • pp.637-643
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    • 2020
  • Background: Ginseng (Panax ginseng Meyer) is one of the world's most valuable medicinal plants with numerous pharmacological effects. Ginseng has been cultivated from wild mountain ginseng collections for a few hundred years. However, the genetic diversity of cultivated and wild ginseng populations is not fully understood. Methods: We developed 92 polymorphic microsatellite markers based on whole-genome sequence data. We selected five markers that represent clear allele diversity for each of their corresponding loci to elucidate genetic diversity. These markers were applied to 147 individual plants, including cultivars, breeding lines, and wild populations in Korea and neighboring countries. Results: Most of the 92 markers displayed multiple-band patterns, resulting from genome duplication, which causes confusion in interpretation of their target locus. The five high-resolution markers revealed 3 to 8 alleles from each single locus. The proportion of heterozygosity (He) ranged from 0.027 to 0.190, with an average of 0.132, which is notably lower than that of previous studies. Polymorphism information content of the markers ranged from 0.199 to 0.701, with an average of 0.454. There was no statistically significant difference in genetic diversity between cultivated and wild ginseng groups, and they showed intermingled positioning in the phylogenetic relationship. Conclusion: Ginseng has a relatively high level of genetic diversity, and cultivated and wild groups have similar levels of genetic diversity. Collectively, our data demonstrate that current breeding populations have abundant genetic diversity for breeding of elite ginseng cultivars.

Characterization and Comparative Evaluation of Milk Protein Variants from Pakistani Dairy Breeds

  • Yasmin, Iqra;Iqbal, Rabia;Liaqat, Atif;Khan, Wahab Ali;Nadeem, Muhamad;Iqbal, Aamir;Chughtai, Muhammad Farhan Jahangir;Rehman, Syed Junaid Ur;Tehseen, Saima;Mehmood, Tariq;Ahsan, Samreen;Tanweer, Saira;Naz, Saima;Khaliq, Adnan
    • 한국축산식품학회지
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    • 제40권5호
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    • pp.689-698
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    • 2020
  • The aim of study was to scrutinize the physicochemical and protein profile of milk obtained from local Pakistani breeds of milch animals such as Nilli-Ravi buffalo, Sahiwal cow, Kajli sheep, Beetal goat and Brela camel. Physicochemical analysis unveiled maximum number of total solids and protein found in sheep and minimum in camel. Buffalo milk contains the highest level of fat (7.45%) while camel milk contains minimum (1.94%). Ash was found maximum in buffalo (0.81%) and sheep (0.80%) while minimum in cow's milk (0.71%). Casein and whey proteins were separated by subjecting milk to isoelectric pH and then analyzed through sodium dodecyl sulphate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE). The results showed heterogeneity among these species. Different fractions including αS1, αS2, κ-casein, β-casein and β-lactoglobulen (β-Lg) were identified and quantitatively compared in all milk samples. Additionally, this electrophoretic method after examining the number and strength of different protein bands (αS1, αS2, β-CN, α-LAC, BSA, and β-Lg, etc.), was helpful to understand the properties of milk for different processing purposes and could be successfully applied in dairy industry. Results revealed that camel milk was best suitable for producing allergen free milk protein products. Furthermore, based on the variability of milk proteins, it is suggested to clarify the phylogenetic relationships between different cattle breeds and to gather the necessary data to preserve the genetic fund and biodiversity of the local breeds. Thus, the study of milk protein from different breed and species has a wide range of scope in producing diverse protein based dairy products like cheese.

한국-일본과 중국-대만 석곡의 유전적 차이 (Genetic differences between Korean-Japanese and Chinese-Taiwanese Dendrobium moniliforme (L.) Sw.)

  • 김영기;강경원;김기중
    • 식물분류학회지
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    • 제45권2호
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    • pp.145-157
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    • 2015
  • 우리나라 석곡과 석곡이 자연 분포하는 인접의 일본, 대만, 중국 석곡간의 유전적 차이를 규명하고 약재로 유통되는 석곡의 동종성을 검증하기 위하여, 4개국의 여러 집단에서 기원한 석곡 30여 개체 및 근연의 28종간 핵 ITS 지역 및 엽록체 rbcL, matK, trnH-psbA 지역 등의 염기서열을 비교분석하였다. 계통학적 분석 결과 한국산 석곡과 원기재지인 일본의 석곡은 단계통군을 이루었으며, 염기서열상으로도 큰 차이가 없어, 동일종으로 판단되었다. 그러나 중국 및 대만산 석곡은 한국 및 일본 석곡과는 매우 다른 분기군들을 이루어, 측계통군 또는 다계통군을 형성하였다. 근연의 다양한 석곡속 종들이 한국-일본 석곡과 중국-대만 석곡 사이에 위치하였고, 중국-대만 석곡 개체간에도 다양한 근연의 다른 종들이 위치하였다. 원래 석곡이 일본에서 기재되었으므로 한국-일본 석곡이 원종이다. 그러나 중국-대만 석곡은 다양한 다른 종의 복합체로 생각되며, 중국-대만 석곡의 경우 종의 실체 파악을 위하여 보다 자세한 조사가 필요하다. 우리나라-일본 석곡의 경우 집단 간의 유전적 차이가 거의 없었고, 대만-중국 석곡의 경우는 개체간의 유전적 이질성이 매우 높았다.

생물정보학을 이용한 연체동물의 NLS (Nuclear Localization Signals) 포함 단백질의 분석 (Bioinformatic Analysis of NLS (Nuclear Localization Signals)-containing Proteins from Mollusks)

  • 이용석;강세원;조용훈;곽희철;채성화;최상행;안인영;박홍석;한연수;고원규
    • 한국패류학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.109-113
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    • 2006
  • 연체동물 유래 아미노산 서열 22,138 개에서 NLS가 예측되는 아미노산 서열은 266 개였으며 이는 연체동물 전체 아미노산 중 1.2% 정도였다. 또한 현재 등재되어 있는 연체동물 8,314 종 중 NLS를 포함한 아미노산이 밝혀진 생물은 60여종에 불과 하였다. 현재 알려진 연체동물 서열 중에는 두족 강의 경우가 NLS를 포함한 아미노산이 많을 것으로 예측되었다.

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Molecular and Ecological Analyses of Microbial Community Structures in Biofilms of a Full-Scale Aerated Up-Flow Biobead Process

  • Ju, Dong-Hun;Choi, Min-Kyung;Ahn, Jae-Hyung;Kim, Mi-Hwa;Cho, Jae-Chang;Kim, Tae-Sung;Kim, Tae-San;Seong, Chi-Nam;Ka, Jong-Ok
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제17권2호
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    • pp.253-261
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    • 2007
  • Molecular and cultivation techniques were used to characterize the bacterial communities of biobead reactor biofilms in a sewage treatment plant to which an Aerated Up-Flow Biobead process was applied. With this biobead process, the monthly average values of various chemical parameters in the effluent were generally kept under the regulation limits of the effluent quality of the sewage treatment plant during the operation period. Most probable number (MPN) analysis revealed that the population of denitrifying bacteria was abundant in the biobead #1 reactor, denitrifying and nitrifying bacteria coexisted in the biobead #2 reactor, and nitrifying bacteria prevailed over denitrifying bacteria in the biobead #3 reactor. The results of the MPN test suggested that the biobead #2 reactor was a transition zone leading to acclimated nitrifying biofilms in the biobead #3 reactor. Phylogenetic analysis of 16S rDNA sequences cloned from biofilms showed that the biobead #1 reactor, which received a high organic loading rate, had much diverse microorganisms, whereas the biobead #2 and #3 reactors were dominated by the members of Proteobacteria. DGGE analysis with the ammonia monooxygenase (amoA) gene supported the observation from the MPN test that the biofilms of September were fully developed and specialized for nitrification in the biobead reactor #3. All of the DNA sequences of the amoA DGGE bands were very similar to the sequence of the amoA gene of Nitrosomonas species, the presence of which is typical in the biological aerated filters. The results of this study showed that organic and inorganic nutrients were efficiently removed by both denitrifying microbial populations in the anaerobic tank and heterotrophic and nitrifying bacterial biofilms well-formed in the three functional biobead reactors in the Aerated Up-Flow Biobead process.

가든식물 수호초(Pachysandra terminalis)로부터 Paraconiothyrium brasiliense의 분리 및 동정 (Identification and Characterization of Paraconiothyrium brasiliense from Garden Plant Pachysandra terminalis)

  • 최민아;박승준;안금란;김성환
    • 한국균학회지
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    • 제42권4호
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    • pp.262-268
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    • 2014
  • 수호초로부터 분리된 DUCC5000 균주를 형태적, 분자생물학적 분류를 통해 Paraconiothyrium brasiliense로 동정하였다. 본 균은 기존에 알려진 P. brasiliense 균주의 ITS 염기서열과 100%의 상동성을 보였다. 계통유전학적 분석 결과 P. brasiliense 균주와 같은 clade를 형성하였다. 서로 다른 영양 배지와 pH 조건 하에서 균사생육 특성을 조사한 결과 oatmeal agar 배지와 pH 9에서 최적의 생장을 보였다. 배지 종류에 따라 그리고 pH 조건에 따라 균총 형태가 달라지는 특성을 지니고 있었다. Chroma 반응배지를 이용하여 7가지 세포외 효소의 분비 능력을 조사한 결과 ${\beta}$-glucosidase 활성이 가장 활발하였고 CM-cellulase와 xylerase에서는 활성이 미약하였다. 인공 접종하였으나 수호초에 대한 병원성은 나타내지 않았다. 본 균은 수호초에서는 국제적으로 처음 보고되는 균이다.

종자 외부형태학적 특성에 의한 한국산 두릅나무과(Araliaceae) 식물의 종간 유연관계 (Phylogenetic Relationship of Araliaceae in Korea by Seed Morphological Characteristics)

  • 김건래;김해란;최형순;한진규;김수영;김찬수
    • 한국습지학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.139-145
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    • 2015
  • 본 연구는 국내에 자생하는 두릅나무과(Araliaceae) 식물 8속 12종을 대상으로 종자의 외부형태적 특성을 조사하고 측정된 형질을 이용하여 다변량분석을 통해 종들간의 유연관계를 밝히기 위해 수행하였다. 종자의 형태적 특성 조사는 각 종의 종자를 20립씩 무작위 선별하여 광학현미경으로 관찰하고 이미지분석시스템을 사용하여 크기를 측정하였다. 측정형질은 종자 크기, 표면 무늬, 광택 유무 등 총 11개 항목이며 이를 이용해 수리분석을 실시하였다. 주성분 분석결과, 전체 변수들 중 제 1주성분과 제 2주성분의 누적기여도는 65.47%이었으며, 제1주성분과 제2주성분에 의해 크게 두릅나무속(Aralia), 오갈피나무속(Eleutherococcus), 인삼속(Panax), 그리고 나머지 기타 속 총 4그룹으로 구분되었다. 군집분석 결과 역시 4그룹으로 구분되어 주성분분석과 동일한 결과를 보였다. 가시오갈피나무(Eleutherococcus senticosus)는 섬오갈피나무(E. gracilistylus)와 유연관계가 가까운 것으로 나타났으며 황칠나무속(Dendropanax)은 오갈피나무속(Eleutherococcus)과 근연관계로 나타났다.