The Pi-b is the rice gene conferring race specific resistance to the blast fungus Magnaporthe grisea race having a corresponding avirulence gene, AVR-Pi-b. All resistant cultivars have two copies of the Pi-b gene, but susceptible cultivars have a single copy of the gene. About 1 Kbp insertion sequence was detected in the open reading frame of the Pi-b gene from the susceptible cv. Nipponbare. The nature of insertion sequence was identified as a solo long terminal repeat (LTR) of new rice Tyl-copia-like retrotransposon. LTR was widely distributed in the rice genome. Various types of different patterns of restriction fragment length polymorphism of LTR were detected in indica cultivars, whereas a single type was detected from japonica cultivars. The insertion of LTR sequence in the Pi-b gene in the susceptible cultivar suggested that retrotransposon-mediated insertional mutation might played an important role in the resistance breakdown as well as evolution of resistance genes in rice.
To investigate the forecasting of plant disease and insect for an agricultural complex and farm in environment-friendly cultivation of Rice, environment-friendly agricultural five complexs and five farms were selected in Youngam and Naju area, Jonnam, Korea. Preventation objects of plant disease and insect were leaf blast, neck blast, sheath blight, bacterial leaf blight, and hopper. Factors of sheath blight occurrence in environment-friendly agricultural complex were a fast transplanting time and a narrow planting density. Bacterial leaf blight in rice occurred severely in the area under water. Rice growth in environment-friendly agricultural complex was decreased heavy drying by hopper appearance.
To identify a novel biopesticide controlling rice blast disease caused by Magnaporthe oryzae, 700 plant extracts were evaluated for their inhibitory effects on mycelial growth of M. oryzae. The L. foenum-graecum Herba extract showed the lowest inhibition concentration ($IC_{50}$) of $39.28{\mu}g/ml$, which is lower than the $IC_{50}$ of blasticidin S ($63.06{\mu}g/ml$), a conventional fungicide for rice blast disease. When treatments were combined, the $IC_{50}$ of blasticidin S was dramatically reduced to $10.67{\mu}g/ml$. Since ABC transporter genes are involved in fungicide resistance of many organisms, we performed RT-PCR to investigate the transcriptional changes of 40 ABC transporter family genes of M. oryzae treated with the plant extract, blasticidin S, and tetrandrine, a recognized ABC transporter inhibitor. Four ABC transporter genes were prominently activated by blasticidin S treatment, but were suppressed by combinational treatment of blasticidin S with the plant extract, or with tetrandrine that didn't show cellular toxicity by itself in this study. Mycelial death was detected via confocal microscopy at 24 h after plant extract treatment. Finally, subsequent rice field study revealed that the plant extract had high control efficacy of 63.3% and should be considered a biopesticide for rice blast disease. These results showed that extract of L. foenum graecum Herba suppresses M. oryzae ABC transporter genes inducing mycelial death and therefore may be a potent novel biopesticide.
Differentially expressed genes(DEG) were identified in a rice variety, Sathi, an indica type showing high allelopathic potential against barnyardgrass(Echinochloa crus-galli(L.) Beauv. var. frumentaceae). Rice plants were grown with and without barnyardgrass and total RNA was extracted from rice leaves at 45 days after seeding. DEG full-screening was performed by $GeneFishing^{TM}$ method. The differentially expressed bands were re-amplified and sequenced, then analyzed by Basic Local Alignment Search Tool(BLAST) searching for homology sequence identification. Gel electrophoresis showed nine possible genes associated with allelopathic potential in Sathi, six genes(namely DEG-1, 4, 5, 7, 8, and 9) showed higher expression, and three genes(DEG-2, 3 and 6) showed lower expression as compared to the control. cDNA sequence analysis showed that DEG-7 and DEG-9 had the same sequence. From RT PCR results, DEG-6 and DEG-7 were considered as true DEG, whereas DEG-1, 2, 3, 4, 5, and 8 were considered as putative DEG. Results from blast-n and blast-x search suggested that DEG-1 is homologous to a gene for S-adenosylmethionine synthetase, DEG-2 is homologous to a chloroplast gene for ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase large subunit, DEG-8 is homologous to oxysterol-binding protein with an 85.7% sequence similarity, DEG-5 is homologous to histone 2B protein with a 47.9% sequence similarity, DEG-6 is homologous to nicotineamine aminotransferase with a 33.1% sequence similarity, DEG-3 has 98.8% similarity with nucleotides sequence that has 33.1% similarity with oxygen evolving complex protein in photosystem II, DEG-7 is homologous to nucleotides sequence that may relate with putative serin/threonine protein kinase and putative transposable element, and DEG-4 has 98.8% similarity with nucleotides sequence for an unknown protein.
The rice blast fungus, Magnaporthe oryzae, is an important pathogen of rice plants. It is well known that genes encoded in the genome have different evolutionary histories that are related to their functions. Phylostratigraphy is a method that correlates the evolutionary origin of genes with evolutionary transitions. Here we applied phylostratigraphy to partition total gene content of M. oryzae into distinct classes (phylostrata), which we designated PS1 to PS7, based on estimation of their emergence time. Genes in individual phylostrata did not show significant biases in their global distribution among seven chromosomes, but at the local level, clustering of genes belonging to the same phylostratum was observed. Our phylostrata-wide analysis of genes revealed that genes in the same phylostratum tend to be similar in many physical and functional characteristics such as gene length and structure, GC contents, codon adaptation index, and level of transcription, which correlates with biological functions in evolutionary context. We also found that a significant proportion of genes in the genome are orphans, for which no orthologs can be detected in the database. Among them, we narrowed down to seven orphan genes having transcriptional and translational evidences, and showed that one of them is implicated in asexual reproduction and virulence, suggesting ongoing evolution in this fungus through lineage-specific genes. Our results provide genomic basis for linking functions of pathogenicity factors and gene emergence time.
Proceedings of the Korean Society of Crop Science Conference
/
2017.06a
/
pp.13-13
/
2017
By the progress of genome sequencing, infrastructures for marker-assisted breeding (MAB) of rice came to be established. Fine mapping and gene isolation have been conducted using the breeding materials derived from natural variations and artificial mutants. Such genetic analysis by the genome-wide dense markers provided us the knowledge about the many genes controlling important traits. We identified several genes or quantitative trait loci (QTL) for heading date, blast resistance, eating quality, high-temperature stress tolerance, and so on. NILs of each gene controlling heading date contribute to elongate the rice harvest period. Determination of precise gene location of blast resistance gene pi21, allowed us to overcome linkage drag, co-introduction of undesirable eating quality. We could also breed the first practical rice cultivar in Japan with a brown planthopper resistance gene bph11 in the genetic back-ground of an elite cultivar. Discovery of major and minor QTLs for good eating quality allowed us to fine-tune of eating quality according to the rice planting area or usage of rice grain. Many rice cultivars have bred efficiently by MAB for several traits, or by marker-assisted backcross breeding through chromosome segment substitution lines (CSSLs) using genetically diverse accessions. We are also systematically supporting the crop breeding of other sectors by MAB or by providing resources such as CSSLs. It is possible to pyramid many genes for important traits by using MAB, but is still difficult to improve the yielding ability. We are performing a Genomic Selection (GS) for improvement of rice biomass and grain yield. We are also trying to apply the genome editing technology for high yield rice breeding.
Rice blast resistance is considered one of the most important traits in rice breeding and the disease, caused by Magnaporthe grisea Barr, has brought significant crop losses annually. Moreover, breakdown of resistance normally occurs in two to five years after cultivar release, thus a more durable resistance is needed for better control of this disease. We developed a new variety, Keumo3, which showed strong resistance to leaf blast. It was tested in 2003 to 2007 at fourteen blast nursery sites covering entire rice-growing regions of South Korea. It showed resistance reactions in 12 regions and moderate in 2 regions without showing susceptible reactions. Durability test by sequential planting method indicated that this variety had better resistance. Results showed that Keumo3 was incompatible against 19 blast isolates with the exception of KI101 by artificial inoculation. To understand the genetic control of blast resistance in rice cultivar Keumo3 and facilitate its utilization, recombinant inbred lines (RIL) consisting of 290 F5 lines derived from Akidagomachi/Keumo3 were analyzed and genotyped with Pizt InDel marker zt56591. The recombination value between the marker allele of zt56591 and bioassay data of blast nursery test was 1.1%. These results indicated that MAS can be applied in selecting breeding populations for blast resistance using zt56591 as DNA marker.
The rice blast disease, caused by the fungal pathogen, Magnaporthe oryzae (syn. Pyricularia oryzae), poses a significant threat to the global rice production. Understanding how this disease impacts the plant's microbial communities is crucial for gaining insights into host-pathogen interactions. In this study, we investigated the changes in communities of bacterial and fungal endophytes inhabiting different compartments in healthy and diseased plants. We found that both alpha and beta diversities of endophytic communities do not change significantly by the pathogen infection. Rather, the type of plant compartment appeared to be the main driver of endophytic community structures. Although the overall structure seemed to be consistent between healthy and diseased plants, our analysis of differentially abundant taxa revealed the specific bacterial and fungal operational taxonomic units that exhibited enrichment in the root and leaf compartments of infected plants. These findings suggest that endophyte communities are robust to the changes at the early stage of pathogen infection, and that some of endophytes enriched in infected plants might have roles in the defense against the pathogen.
Rice panicle blast occurred severely in southern provinces of Korea in 2014. The proportion of panicle blast incidence area to cultivated area of rice were 11.0% and 14.6% in Jeollanam-do and Gyeongsangnam-do, respectively. To identify the causal factors of the outbreak, we investigated weather conditions in August, amount of cultivated area of mainly grown cultivars, and nitrogen contents in plants with different disease incidences in 2014. 'Saenuri,' 'Ilmibyeo,' 'Unkwang,' 'Dongjin 1 ho,' 'Nampyeongbyeo,' and 'Hwangkeumnuri' were mainly grown cultivars. Monthly average of daily air temperature in August 2014 was 3.2℃ and 3.1℃ less than 2018 in Haenam and Miryang, respectively. Rainfall in August 2014 was 70.0% and 42.0% greater than 2018 in Haenam and Miryang, respectively. The numbers of blast warning days in August calculated nationwide using a forecast model for blast infection were higher in 2014 than in 2018, and they were in high level throughout the country in 2014. Nitrogen contents in plant samples from high-incidence plots were significantly higher than those from low-incidence plots. Consequently, excessive use of nitrogen fertilizers was the main factor for the disease outbreak at the level of specific farms, in addition to the collective cultivation of susceptible cultivar, low temperatures and frequent rainfalls in August.
Gamma-ray irradiation is known to induce various mutations in plants caused by chromosome alterations. This study investigated disease responses of selected gamma-ray induced rice mutants generated from seven Japonica-type rice cultivars against three plant diseases. Among the tested 22 mutants, three gain-of-function mutants and six loss-of-function mutants against rice blast were obtained, as well as three loss-of-function mutants against bacterial leaf blight (BLB). Two of the loss-of-function mutants were susceptible to both rice blast and BLB. Gain-of-function mutation has not been frequently observed in rice plants, thus, the mutants can be used to identify loci of novel genes for the regulation of disease resistant response.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.