Comparative Genetic Characterization of Plasmids of Agrobacterium Species Isolated in Korea

한국산 Agrobacterium plasmid의 유전학적 성상에 관한 연구

The soil bacterium Agrobacterium tumefaciens is a plant pathogen that cause3 crown gall tumors by infecting the wounded dicotyledonous plants and subsequent integration of bacterial DNA into plant nuclear DNA. Virulent A. tumefaciens strains harbor a large Ti (tumor-inducing) plasmid that carries genes essential for tumorigenesis. In the present study, 13 strains (Malus pumila Mill; $A_{1-3}$, Populus monilifera; $W_{1-6}$, Populus tomentiglandlosa; $P_{1-3}$ and Rosa species; $R_1$) of Agrobacterium isolated in korean crown gall tumors and plasmids were observed in 6 strains ($W_2$, $W_3$, $W_6$, $P_1$, $P_3$ and $A_2$). The test for crown gall tumor formation was resulted only in ATCC15955 and $KW_2$ strains inoculated into the stem of sun flower and the development was observed for 4 and 6 weeks after inoculation. Above two Ti plasmids (pTi) were purified by cesium chloride-ethidium bromide density gradient centrifugation and digested with restriction enzyme and fragments of pTiATCC 15955 and $pTiKW_2$ observed by EcoR I ; 25&27, Hind III; 23&21, BamH I ; each 20 and Hpa I ; 12&27, and sizes of pTiATCC15955 and and $pTiKW_2$ calculated as 200 and 87 kbases. Octopine was isolated from tumor tissue ($W_{1-6}$ and $P_{1-3}$) and these strains confirmed as octopine type.

한국형 Agrobacterium tumefaciens의 분리 및 tumor inducing ($T_1$) plasmid의 유전적 특성을 비교 관찰하여 다음과 같은 결론을 얻었다. Agrobacterium군은 사과나무($A_1-A_3$), 미류나무($W_1{\sim}W_6$), 은사씨나무($P_1-P_3$) 및 장미($R_1$)의 crown gall tumor에서 도합 13종을 분리하였으며 각 군의 plasmid를 관찰한 결과 ATCC 15955보다 $P_1$ 및 $A_2$가 크기가 컸으며 $W_2$, $W_3$, $W_6$ 및 $P_3$는 작았으며 각균의 tumor 유도는 해바라기에 ATCC 15955와 Korean type $W_2$ ($KW_2$)을 접종한 것에서만 각각 접종 4주 및 6주만에 crown gall을 관찰하였다. 아울러 두균종의 $T_1$ plasmid($pT_1$)를 정제하여 몇종의 게한효소를 처리 하였으며 $pT_i$ ATCC 15955와 $pT_1KW_2$는 EcoR I 처리로 25개 및 27개의 band를, Hind III로 23개와 21개, BamH I으로 각각 20개 및 Hpa I으로 12개 및 27개의 band를 관찰하였으며 크기는 $pT_i$ ATCC 15955가 200 kbases(kb)로 $pT_1KW_2$가 87 kb로 관찰 되었다. 아울러 cctopine은 $W_1-W_6$ 및 $P_1-P_3$균에 의한 tumor조직에서 관찰 되었고 이들균을 octopine type균으로 사료 되었다.