Research in Plant Disease (식물병연구)

The Korean Society of Plant Pathology (한국식물병리학회)
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A Rapid and Simple Detection Assay for Rice Bacterial Leaf Blight by Recombinase Polymerase Amplification

벼 흰잎마름병의 신속하고 간편한 진단을 위한 Recombinase Polymerase Amplification 등온증폭법

  • Kim, Shinhwa (Crop Foundation Division, National Institute of Crop Science) ;
  • Lee, Bong Choon (Crop Foundation Division, National Institute of Crop Science) ;
  • Kim, Hyun Ju (Crop Foundation Division, National Institute of Crop Science) ;
  • Choi, Soo Yeon (Crop Foundation Division, National Institute of Crop Science) ;
  • Seo, Su Jwa (Crop Foundation Division, National Institute of Crop Science) ;
  • Kim, Sang-Min (Crop Foundation Division, National Institute of Crop Science)
  • 김신화 (농촌진흥청 국립식량과학원 작물기초기반과) ;
  • 이봉춘 (농촌진흥청 국립식량과학원 작물기초기반과) ;
  • 김현주 (농촌진흥청 국립식량과학원 작물기초기반과) ;
  • 최수연 (농촌진흥청 국립식량과학원 작물기초기반과) ;
  • 서수좌 (농촌진흥청 국립식량과학원 작물기초기반과) ;
  • 김상민 (농촌진흥청 국립식량과학원 작물기초기반과)
  • Received : 2020.03.15
  • Accepted : 2020.11.30
  • Published : 2020.12.31
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Abstract

Rice bacterial leaf blight (BLB) by Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) is considered to be one of the major rice diseases steadily occurring around the rice-producing countries. In this study, we developed a recombinase polymerase amplification (RPA) assay for the rapid, convenient and specific diagnosis of Xoo by targeting Xoo-specific transposase A gene. As the target gene can be amplified in 10 min without DNA extraction process and special equipment for temperature control, RPA for BLB can be useful and practical component for on-site diagnosis.

Xanthomonas oryzae pv. oryzae는 벼 흰잎마름병을 일으키는 세균이며, 벼 흰잎마름병은 벼 주요 재배지에서 꾸준하게 발생하고 있다. 본 연구에서는 벼흰잎마름병균을 신속하고 간편하게 검출하기 위해 등온증폭법 중 하나인 recombinase polymerase amplification (RPA)를 적용하여 현장진단 등을 위한 유전자기반 진단법을 개발하였다. RPA법은 짧은 시간의 등온 조건에서 유전자 증폭이 가능하다는 장점이 있다. 본 연구에서 개발한 벼 흰잎마름병 RPA 진단법은 39℃에서 5분간만 반응하면 목표유전자의 증폭이 이루어지므로 기존 진단법보다 신속하고 간편하며 우리나라에 존재하는 K1-K3a의 4종 레이스에 모두 적용가능하며, DNA 추출 없이 식물체 잎의 즙액으로 증폭반응 수행이 가능하며 기존 Taq 기반 PCR보다 약 10배 검출 민감도가 높고 고가의 thermal cycler 없이도 항온수조, 발열블록 혹은 체온을 이용한 증폭반응 수행이 가능하다. 벼흰잎마름병은 벼의 농작물재해보험 대상재해 병충해 중의 하나이므로 과학적 진단결과가 요구되나, 일선 농촌지도 현장에서는 유전자기반 진단을 위한 장비, 기술 등의 부족으로 분자진단이 어려웠다. 본 연구에서 개발한 벼 흰잎마름병 RPA 진단을 활용한다 면 병징 의심부위 마쇄액을 주형으로, 손으로 5분 동안 반응시키는 것만으로도 신속하고 간편하게 벼 흰잎마름병의 목표유전자 증폭산물을 형성하므로 벼 흰잎마름병 진단의 최일선에서 활용할 수 있을 것이다.

Keywords

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