Abstract
In order to understand the transfer behavior of a particular gene in water environments, kanamycin resistance ($Km^r$) gene was tracked by Southern hybridization with DNA probe in its conjugal transfer. A $Km^r$ natural bacterial isolate and genetically modified microorganisms (GMMs) constructed from the isolate were used as donor for conjugal transfer of the $Km^r$ gene. The transfer frequencies of the $Km^r$ gene from GMM strains were generally 10 to 100 times higher than those from the natural isolate. The conjugants obtained from GMM strains in LB broth had more plasmids newly appeared, and particularly the conjugants in A Wand FW waters revealed more rearrangement in their plasmids as a function of conjugation time. When plasmids of the conjugants obtained in LB broth were Southern hybridized with DNA probe of the $Km^r$ gene, the $Km^r$ plasmids in the conjugants were detected at the same position of the plasmids in donor cells, in spite of the fact that the plasmids were highly rearranged in conjugant cells. But the $Km^r$ plasmids in the donor of DKI and DKC601, and DKC600 were not identified in the conjugants obtained after 50 h conjugation in AW and after 30 h in AW, respectively. The size of the $Km^r$ plasmids showing hybridization signal were a little changed in the conjugants obtained in A Wand FW waters. Therefore, the method of Southern hybridization with DNA probe was proved to be very specific and useful for tracking of particular genes in water environments.
수계 환경에서 일어나는 유전자의 전이행방을 이해하기 위하여, conjugation에 의하여 전이되는 kanamycin 내성 ($Km^r$) 유전자에 대하여 DNA probe를 이용하여 Southern hybridization 방법으로 추적하였다. 자연계로부터 분리한 $Km^r$ 세균과 $Km^r$ 유전자를 유전자 조작기법으로 변형시킨 GMM 균주들을 donor로 하여 conjugation을 했을 때, $Km^r$ 유전자는 자연계 분리 균주에서보다 수질환경에 관계없이 10~00배 잘 전이되었다. LB 배지에서 GMM 균주의 $Km^r$ 유전자가 전이된 conjugant에서는 새로 생성되는 plasmid가 많이 나타났고 AW와 FW에서는 conjugation 시간에 따라 plasmid의 재배열 현상이 다양하였다. LB에서 얻은 conjugant들의 plasmid에 대하여 $Km^r$ DNA probe로 Southern analysis를 한 결과, plasmid의 재배열이 다양함에도 불구하고 conjugant들의 $Km^r$ plasmid는 donor에서와 같은 위치에서 hybridization signal이 나타났다. 그러나 AW에서 50시간 conjugation시켰을 때 DKI의 pDK101과 DKC601의 pDT529, 그리고 AW에서 30시간 conjugation 시켰을 때 DKC600의 pDK101은 전혀 나타나지 않고, 소실되었다. 또 전이된 $Km^r$ plasmid의 크기는 AW와 FW의 수질에 따라 약간 변화되어 나타났다. 그러므로 DNA probe에 의한 Southern hybridization 방법은 수질환경에서 특정 유전자의 전이행방을 추적하는데 매우 유용하다고 판단된다.