초록
Cucumber mosaic virus(CMV)-Paf 계통에 포함된 satellite RNA(Paf-satRNA)는 CMV의 병징을 완화시키는 약독병징 관련 유전자로 작용하였다(Choi 등, 2001). 이 연구는 Paf-satRNA의 약독병징 관련 유전자의 도메인을 확인하기 위하여, 고추에서 chlorosis 병징을 발현하는 PepY-satRNA와 키메라 satRNA를 구축하여 분석하였다. 두 종의 satRNA의 염기서열을 비교한 결과, 분자크기가 큰 PepY-satRNA에서 10염기의 삽입이 발견되기는 하였지만, 양 말단영역의 염기는 비교적 안정된 conserved sequence를 보였다. 그러나 이들 satRNA의 중간영역에 존재하는 염기서열, 즉 5' 말단의 81번째 염기로부터 113번째, 그리고 183번째 염기부터 265번째 염기까지의 영역에서는 많은 변화를 나타냈다. 약독병징과 관련된 도메인을 확인하기 위하여 구축한 각 satRNA 및 키메라 satRNA의 cDNA로부터 transcript RNA를 전사시키고, 전사된 각 satRNA transcript를 CMV-Fny의 게놈RNA1, RNA2 및 RNA3의 transcript와 혼합한 후 N. benthamiana에 접종하였다. 그 결과 RT-PCR에 의해서 모든 satRNA-cDNA로부터 전사된 transcript의 감염성이 확인되었으며, Paf-satRNA 및 키메라 Paf(H/N)-satRNA와 PepY(N/A)-satRNA를 접종한 N. benthamiana에서는 모두 약한 모자이크 또는 무병징 감염의 특성을 보였다. 이와는 대조적으로 PepY-satRNA 및 키메라 PepY(H/N)-satRNA와 Paf(N/A)-satRNA를 접종한 식물에서는 전형적인 모자이크 증상과 식물체의 위축을 동반하였다. 이들 각 키메라 satRNA에 감염된 N. benthamiana를 접종원으로 고추에 접종한 결과, Paf-satRNA와 혼합한 CMV-Fny를 접종한 고추에서는 무병징에 가까운 약한 모자이크 증상이 발현되었고, PepY-satRNA를 접종한 고추는 뚜렷한 chlorosis의 모자이크 증상이 발현되었다. 한편 이들 두 종 satRNA의 키메라, Paf(H/N)-satRNA와 PepY(N/A)-satRNA를 접종한 고추에서는 모두 약한 모자이크 또는 무병징 감염의 특성을 보였고, PepY(H/N)-satRNA와 Paf(N/A)-satRNA를 접종한 식물에서는 전형적인 chlorosis의 모자이크 증상과 식물체의 위축을 동반하였다. 이와 같은 결과를 종합해 보았을 때, N. benthamiana에서와 마찬가지로 Paf-satRNA의 약독병징과 관련된 유전자의 도메인은 HpaI-NarI 영역에 존재한다는 것을 나타냈다.
Recently, we reported a satellite RNA (Paf-satRNA) which is encapsidated in a pepper isolate of Cucumber mosaic virus (CMV-Paf) regulated symptom attenuation of the helper virus. To characterize mild symptom domain of Paf-satRNA, a series of chimeric cDNAs of satRNAs were created by using full-length cDNA clones of Paf-satRNA and a Pep-satRNA, chlorosis-inducing satRNA in pepper plants, and analyzed for determinants of symptom attenuation. When compared the nucleotide sequences, the 3' and 5' terminal sequences of the two wild-type (wt) satRNAs contained relatively conserved sequences which are the typical to CMV satRNA. Ten bases insertions were found in PepY-satRNA, and two variable regions, 81st to 113th and 183rd to 265th from the 5'-end, were located in the middle parts of the satRNAs. To delineate the attenuated symptom-related domain for the Paf-satRNA, in vitro transcripts RNAs transcribed from the wt cDNAs and constructed chimeric cDNAs were combined with genomic RNAs, RNA1, RNA2 and RNA3, of CMV-Fny and inoculated onto Nicotiana benthamiana plants. These transcripts were fully infectious onto the N. benthamiana and infectivity was confirmed by the RT-PCR. Chimeric Paf(H/N)-satRNA and PepY(N/A)-satRNA as well as Paf-satRNA induced very mild mosaic or symptomless infection on N. benthamiana. By contrast, typical mosaic symptom and stunting of infected plants were induced when PepY-satRNA, PepY(H/N)-satRNA and Paf(N/A)-satRNA were infected to N. benthamiana. Paf-satRNA coinfected with CMV-Fny RNAs induced very mild to sympomless on pepper plants whereas PepY-satRNA-infected pepper expressed typical chlorosis mosaic symptom. Two kinds of chimeric mutants, Paf(H/N)-satRNA and PepY(N/A)-satRNA, induced mild mosaic or symptomless infection onto pepper plants, while PepY(H/N)-satRNA and Paf(N/A)-satRNA showed typical chlorosis and mosaic symptom with stunting. This results suggest that mild symptom-related domain for the Paf-satRNA was located on HpaI-NarI region.