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Identification of four garlicviruses by multiplex RT-PCR

Title
Identification of four garlicviruses by multiplex RT-PCR
Authors
이규영
Issue Date
2003
Department/Major
대학원 생명과학과
Publisher
이화여자대학교 대학원
Degree
Master
Abstract
식물에는 많은 바이러스가 감염됨으로써 다양한 바이러스 병이 발생되고 있다. 그러나 바이러스 병은 곰팡이나 세균에 의해서 일어나는 병과는 달리 병 징 의 관찰만으로는 진단이 곤란하고 또한 효과적인 치료약제가 없기 때문에 예방이나 방제를 위한 대책이 어렵다. 더구나 그중 소비량이 가장 많은 마늘은 우리나라뿐만 아니라 전 세계에서 재배되고 있고 대부분 바이러스에 감염되어 있다. 마늘은 재배하는 과정이나 저장기간 중 여러 가지 종류의 바이러스에 의해 감염되며 이 결과 잎에 모자이크나 선모양의 감염 징후를 나타내며 구 군이나 소구군의 부패나 크기가 감소하는 현상이 나타난다. 바이러스에 감염된 마늘은 생육이 떨어지고 수량이 감소한다. 이러한 마늘을 바이러스 질병으로부터 구제하기 위해서는 우선 마늘 바이러스의 생리, 생태적인 자료가 구축되어야 하는데 일반적으로 마늘에서 바이러스의 생물적 특성 등 기초 연구가 많이 확립되어 있지 않다. 또한 분자생물학적으로 마늘 바이러스의 동정과 특성 연구에 관한 기술적인 측면과 지식 기반이 구축되어 있지 않다. 마늘의 바이러스 병 연구는 세계적으로 연구자료가 적을 뿐 아니라 마늘을 대량 소비하고 있는 우리나라의 경우는 타 작물에 비해 자료가 훨씬 부족하다. 세계적으로 마늘에 발생된다고 보고되고 있는 바이러스는 Garlic latent virus (GLV), Garlic mosaic virus,(GMV) Garlic virus X(GVX), Leek yellow stripe virus(LYSV) 등이 보고되고 있다. 현재 국내에서 동정된 새로운 마늘 바이러스도 그 사례가 소수이며 부분적 염기서열만 밝혀졌을 뿐 국내 마늘 바이러스 연구가 미미한 실정이다. 따라서 본 연구를 통해 우리나라의 지역 종 마늘에 바이러스 병을 일으키는 바이러스의 종류를 multiplex RT-PCR 기법과 IC-RT-PCR을 통해 밝히고 그 바이러스종이 지금까지 보고된 바이러스 중 어느 것과 일치하는가를 살펴보았다. 1. 우리나라에서는 처음으로 새롭게 선산 종과 단양 종에서 GMV(AF500074)와 LYSV(AF492488), GLV(AF538951)의 부분적인 염기서열이 밝혀졌는데 이 바이러스들은 Potyvirus와 Carlavirus 그룹 안에 속하는 바이러스 종으로 아직까지 알려진 다른 Potyvirus들과 Carlavirus들과는 80~99%의 높은 homology를 보였다. 또한 같은 Potyvirus 그룹에 속하는 GMV(AF500074)와 LYSV(AF492488)는 서로 96%의 homology를 보였다. 2. 마늘 바이러스 검출에 있어서 처음으로 multiplex RT-PCR 방법을 사용한결과 기존의 RT-PCR방법보다 시간과 경제적인 측면에서 많은 부분이 절약되었다. 그결과 표본으로 사용된 대부분의 지역종 마늘종에는 GMV, GLV, GVX and LYSV중 한가지 이상의 바이러스에 감염된 것으로 나타났고 그중 서산종과 단양종에는 특히 여러종의 바이러스가 동시에 감염되었다는 사실을 새롭게 알 수 있었다. 3. 실험 중에 그 효율적인 측면을 RT-PCR방법과 비교해 보고자 antibody를 이용한 immunocapture RT-PCR을 사용하여 GLV를 검출해보았으나 이러한 방법은 기존에 많이 사용되고 있는 RT-PCR 방법보다 그 효율적인 측면에서 다소 떨어지는 것으로 나타났다. 또한 항체가 없는 바이러스의 경우 검출이 용이하지 않는 이유로 여러 실험실에서는 사용할 수 없는 단점이 있다는 것을 알 수 있었다. 결론적으로 본 실험은 궁극적으로 마늘의 바이러스 질병에 대한 내병성 연구에 마늘과 바이러스에 관한 기초자료를 제공하고, 다른 식물의 재배 및 저장기간 중 발생하는 다양한 바이러스 질병에 대한 내병성 및 방제에 관한 확대 연구에 응용되리라 기대한다. 더 나아가 바이러스로 인한 식물의 방제에 농약이 아닌 생물학적인 방법을 도입함으로써 환경보존에 기여할 수 있고 다양한 효능을 지닌 마늘의 생산력을 증대시켜 식생활에 더 많이 이용함으로써 국민 건강 증진에도 기여하리라 생각된다. ; To simplify the identification and differentiation of various garlic viruses, multiplex reverse transcription-polymerase chain reaction (multiplex-RT-PCR) was used for detecting viruses such as the genera Carlavirus (Garlic latent virus : GLV), Allexivirus (Garlic virus X; GVX) and Potyvirus (Garlic mosaic virus ; GMV and Leek yellow stripe virus ; LYSV) from garlic plants with mosaic symptoms in Korea. As a result of this study, four garlic viruses (GLV, GMV, GVX and LYSV) were simultaneosly detected. A range of different virus isolates from various geographic origins could be detected by these multiplex RT-PCR assays all year round. No correlation was found between geographical origin and host species of the isolates. The coat protein sequence of GVX isolate showed same as the Korean GVX (GENBANK NO NC_001800) sequence. The partial coat protein sequence of GMV(AF500074), LYSV(AF492488) and GLV(AF538951) in Korea also determined. In phylogenetic analyses, a coat protein showed that the new Korean isolates (AF500074, AF492488 and AF538951) were most closely related to other published isolates from China, Japan and Brazil. A comparative RT-PCR, IC-RT-PCR assays for GLV was carried out, and a correlationship between RT-PCR and IC-RT-PCR results for garlic viruses identification was found. But, the multiplex RT-PCR described in this paper can be a good option for sensitive, user-friendly and reliable tools for plant pathogen diagnostic work.
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일반대학원 > 생명·약학부 > Theses_Master
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