Phytophthora capsici 집단의 유전적 특성 분석용 DNA marker를 선발하고자 HindIII로 처리된 P. capsici 95CY3119 균주의 genomic DNA library를 임의로 cloning 시킨 후 southern blot 분석을 실시하여 선발된 clone들의 특성을 조사하였다. Probe로 사용하기 위해 선발된 clone 내에 삽입된 DNA 단편들은 HindIII로 처리된 P. capsici 95CY3119의 genomic DNA와 특이적으로 강하게 반응했다. 조사된 probe 중 PC9은 HindIII로 처리된 국내 P. capsici 균주들의 genomic DNA와 Southern 분석시 많은 밴드를 형성하였으며, 분리포장 단위별 균주들 간에는 물론 동일 포장 분리균주들 간에도 그 차이를 나타냈다. 그 밴드 양상을 기초로 집괴분석을 실시한 결과, 각 균주의 유전적 다양성이 잘 나타났다. Prove PC22는 다른 Phytophthora속과 Pythium속 균주들의 genomic DNA들과의 Southern hybridization에서는 반응을 나타내지 않았지만 특이적으로 P. capsici 균주들과는 다수의 밴드를 형성하였다. 이들 P. capsici 종특이적 DNA probe들은 추후 국내 및 전세계에 분포하는 P. capsici 집단의 유전적 다양성 분석 및 종동정에 유용한 marker로서 활용될 수 있을 것이다.
Arif, Saima;Lim, Gi Taek;Kim, Sun Ha;Oh, Sang-Keun
농업과학연구
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제48권3호
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pp.643-654
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2021
Phytophthora capsici is one of the most destructive hemibiotrophic pathogens; it can cause blight in chili peppers, and secrete various effector proteins to infect the plants. These effectors contain an N-terminal conserved RXLR motif. Here, we generated full-length RXLR effector coding genes using primer pairs, and cloned them into the pGR106 vector for in planta expression. Two of these genes, PcREK6 and PcREK41 (P. capsici RXLR effector from the Korea isolate), were further characterized. PcREK6 and PcREK41 genes showed that they encode effector proteins with a general modular structure, including the N-terminal conserved RXLR-DEER motif and signal peptide sequences. PcREK6 and PcREK41 expressions were strongly induced when the chili pepper plants (Capsicum annuum) were challenged with P. capsici. These results provide molecular evidence to elucidate the virulence or avirulence factors in chili pepper. Our results also showed that two effectors induce hypersensitive response (HR) cell death when expressed in chili leaves. Cell death suppression assays in Nicotiana benthamiana revealed that most effectors could not suppress programmed cell death (PCD) triggered by Bcl-associated X (BAX) or Phytophthora infestans elicitin (INF1). However, PcREK6 fully suppressed PCD triggered by BAX, while PcREK41 partially suppressed PCD triggered by INF1 elicitin. These results suggest that PcREK effectors from P. capsici interact with putative resistance (R) proteins in planta, and different effectors may target different pathways in a plant cell to suppress pattern-triggered immunity (PTI) or effector-triggered immunity (ETI).
일련의 methanesulfonamide(Ia-Ig)와 phenylhydrazone(IIa-IIh) 유도체를 합성하고 식물성 병원균인 잿빛 곰팡이병균(BC: Botrytis cinerea), 고추 역병균(PC: Phytophthora capsici) 및 문고병균(RS: Rhizoctonia solani)에 대한 살균활성을 한천 희석법으로 측정하였다. 살균활성은 (I)보다 (II)가 다소 큰 영향을 미쳤으며 (I)과 (II) 모두 PC=BC>RS의 순서로 살균활성을 나타내었다. 다루어진 화합물 중에서 3-chlorophenyl 치환체, IIg가 PC균에 대하여 가장 강한 활성 ($pI_{50}=3.96$)을 보였다. 또한, parameter focusing을 통하여 검토된 살균활성에 미치는 요인들로는 Ovality, 극성 및 logP상수 등이었다.
2008년도부터 2010년도에 걸쳐 국내에 판매되고 있는 고추 품종의 역병 저항성을 평가하였으며 특히 2010년도에는 대표적인 고추 재배지역에서 수집한 3개의 역병균주에 전년도의 시험에서 선발된 품종을 접종하여 저항성과 아울러 품종과 균주간의 특이적 반응을 조사하였다. 국내에 판매되는 품종들은 비교적 높은 수준의 저항성에서 이병성 품종에 이러는 연속적 분포를 보였다. 특히 품종명에 역병 저항성을 의미하는 '역강' 혹은 'PR'을 앞에 붙인 품종들 중에 역병 저항성이 매우 낮거나 없는 품종도 다수 발견되어 품종선택에 재배농가의 주의가 요망되었으며, 국가의 품종등록 및 보급체계에서 품종의 저항성인증체계의 도입도 필요한 것으로 나타났다. 2008-2009년도의 시험에서 선발된 품종을 3개 지역균주에 접종한 결과 Pc005(밀양) 균주에는 대목용 품종인 '탄탄'을 제외한 모든 노지재배용 품종들은 모두 이병성을 나타내었다. Pc003(영양) 균주보다 Pc002(괴산) 균주가 병원력이 더 강한 것으로 나타났으며, 품종의 균주에 특이적인 반응도 관찰되어 몇 가지 품종은 영양균주에는 저항성으로 나타났으나 괴산균주에는 이병성으로 나타났다. 병원균의 병원성 변이와 품종과 병원균간 특이적 반응에 대응한 농가지도와 품종 육종방안에 대하여 논의하였다.
새로운 N-phenylthionocarbamate 유도체들의 N-phenyl-치환기(X) 변화에 따른 벼잎집무늬마름병균(Rhizoctonia solani) 및 고추역병균(Phytophthora capsici)에 대한 살균활성과의 3D-QSARs 관계를 상이한 정렬에 따른 비교 분자장 분석(CoMFA) 방법으로 연구하였다. 그 결과, field fit 정렬 조건에서 유도된 CoMFA 모델들이 atom based fit 정렬 조건의 모델보다 양호하였다. 따라서 두 균주에 대한 살균활성을 가장 잘 설명하는 CoMFA 모델들은 field fit 정렬과 CoMFA장들의 조합 조건에서 유도된 CoMFA 모델(RS: RF2 및 PC: PF2)들이었다. 두 CoMFA 모델들은 통계적으로 높은 예측성($r^2_{cv.}$=RS: 0.557 및 PC: 0.676)과 상관성($r^2_{ncv.}$=RS: 0.954 및 PC:0.968)을 보였다. 그리고 두 균주에 사이의 선택적인 살균활성은 기질분자의 정전기장에 의존적이었으며 CoMFA 등고도는 두 균주에 대한 살균활성이 기질분자의 치환기(X) 변화로 개전 될 수 있을 것임을 나타내었다.
고추 역병균의 균사생장 및 유주자낭 형성에 미치는 광선 및 pH의 효과를 조사하기 위하여 PC7971외 2균주를 공시하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 역병균의 생육적온은 $25^{\circ}C$ 내외이었고, 2. 생육적정 pH는 6.0부근이었다. 3. 유주자낭 형성에는 광이 필요했으며 $20^{\circ}C$에서는 2,000Lux의 광도가 유주자낭 형성에 가장 효과적이었고, 4. 광처리후 56시간까지 급속한 형성을 보였다. 5. Oat meal배지와 V-8 Juice 배지가 Bean meal배지보다 현저히 많은 유주자낭을 형성하였다.
벼잎집무늬마름병균(RS: Rhizoctonia solani) 및 고추역병균 (PC: Phytophtora capsici)에 대한 N-phenyl-O-phenylthionocarbamate 유도체 중, N-phenyl 치환체(X)들의 살균활성에 관한 비교분자 유사성 지수분석(CoMSIA) 모델을 유도하고 기질분자와 ${\beta}-tubulin$ 사이의 수소결합성을 정량적으로 검토하였다. CoMSIA 모델들의 기여도로부터 두 균주에 대한 살균활성은 공통적으로 수소결합 받게장이 가장 크게 기여하였다. 두 균주 사이의 살균활성에 있어서 선택성은 N-phenyl 고리상 para- 및 meta-치환기로서, RS에서는 수소결합 주게가 아닌 작용기를 그리고 PC에서는 수소결합 받게가 아닌 작용기들의 역할에 기인하는 것으로 예측된다. 또한, RS에서는 meta-위치에 입체적으로 작고 음하전을 선호하는 치환기(X)가 그리고 PC에서는 para-위치에 수소결합 받게가 도입된다면 두 균주에 대한 살균 활성이 증가 할 것이다.
Kim, Byung-Soo;Ahn, Joon-Hyung;Lee, Jae-Moo;Park, Dong-Guen;Kim, Hye-Yeon
원예과학기술지
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제30권1호
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pp.73-78
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2012
KC00256, KC00406, KC00462, KC00463, KC00820, and KC00821, the genetic resources that have previously been reported as moderately resistant to Phytophthora capsici, as well as the line KC01322, a new source of moderate resistance introduced from Laos, were tested against two strains (Pc003 and Pc005) of P. capsici. We also determined the nuclear restorer genotypes of these lines, in regards to their interaction with cytoplasmic male sterility, through crossing the resources with cytoplasmic male sterile Punggok-A (Srfrf) and determining the fertility of the $F_1$ hybrids. The studied lines exhibited a low level of resistance to both the strains of P. capsici compared to highly resistant CM334, but their response was fairly consistent for both P. capsici strains. KC00406, KC00462, KC00463, and KC01322 produced stable, male fertile $F_1$ plants indicating that they are restorers with genotype N(S)RfRf. KC00821 produced male sterile $F_1$ plants and was identified as a maintainer with genotype Nrfrf. The $F_1$ plants of the KC00820 cross, however, set a few male fertile flowers in the greenhouse at seedling stage, then became male sterile after being transplanted to the plastic greenhouse soil in May and remained so to the end of the growing season. Therefore, KC00820 is an unstable maintainer with genotype Nrfrf. The moderate resistance exhibited by these genetic resources may be integrated into breeding programs aimed at promoting higher levels resistance via recurrent selection or hybridization.
To investigate protective activity in pepper plants, which were pre-inoculated with arbuscular mycorrhizal (AM) fungi Glomus intra radices (Gi), against pathogenic strain Phytophthora capsici (Pc), pathogenesis-related (PR) proteins and antioxidant enzymes were examined. The growth of root and shoot was the highest in peppers inoculated with G. intraradices, compared with non-inoculated control plants and those challenged by the pathogen with and without mycorrhizae after nine days of infection. Mycorrhizal colonization rate was reduced by about 10% in pathogen-challenged plants, but disease pressure was reduced. The activities of PR proteins, $\beta$-1- 3-glucanase and chitinase, were increased in Pc-treated plants compared to Gi+Pc-treated plants in leaves, but those in roots were suppressed. Superoxide dismutase activity and $H_2O_2${/TEX> content in Gi+Pc and Pc-treated plants were gradually increased in leaves. However, those in roots continuously increased up to 5 days, and then decreased dramatically. Peroxidase activity in leaves and roots increased after P. capsici infection both in plants inoculated with or without G. intraradices. These results suggest that AM fungi, G. intra radices, potentially act as one of the protective agents against plant pathogens. Changes of PR proteins and antioxidative enzymes in mycorrhizae-inoculated pepper appear to be regulated differently in leaves and roots by pathogen infection.
일반 주거환경 또는 재배시설 내의 공기오염물질인 농약 및 병원성 미생물을 인위적으로 제거하기 위해서 자연광 또는 인공광조건하에서 몇몇 감광제 (PS)/광촉매 (PC)에 의한 광분해 촉진효과와 미생물의 살균효과 시험을 수행하였다. 광촉매로는 반도체 물질인 PC-1과 PC-2, 그리고 산화제로 사용되는 PC-3, PC-4, PC-5 및 PC-6과 감광제로 PS-7과 PS-8을 선발하였다. Dichlorvos의 경우에는 자연광과 인공광 조건하에서 광촉매 무처리구에 비해 각각의 광촉매가 처리된 모든 처리구에서 4배 이상의 광분해 촉진효과를 보였고, methyl tert-butyl ether의 경우에는 단지 광촉매 PC-1 처리구만이 광촉매 무처리구에 비해 약 17배 이상의 분해 촉진효과를 보였다. 또한 procymidone의 경우에도 PC-1, PC-6 및 PS-8에 의한 광분해가 약 3배 이상 촉진되었다. 공기 중의 미생물을 제거하기 위한 예비시험에서는 Pseudomonas putida, Phytophthora capsici 및 Salmonella typhimurium 현탁액에 각각 광촉매 PC-1을 첨가하고 인공광을 조사함으로서 미생물의 생육이 저해됨을 확인할 수 있었다. 또한 평판배지에 도말된 Salmonella typhimurium은 광촉매 PC-1의 주변에서 미생물 생육이 저해됨을 보였다. 이상의 결과에서 볼 때 광조건 하에서 감광제/광촉매를 이용한 고등산화기술은 농약을 비롯한 여러 환경 오염물질을 제거하여 재배시설 내의 작업자와 일반 대중의 환경오염원에 대한 노출을 예방할 수 있을 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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