Xanthomonas campestris pv. glycines 8ra causes bacterial pustule disease on susceptible soybean leaves and produces a bacteriocin, named glycinecin, against related bacteria such as Xanthomonas campestris pv. vesicatoria. The antimicrobial activity of the glycinecin was effective to most tested Xanthomonas species. X. c. pv. glycines 8ra was able to produce the glycinecin in liquid media as well as solid media. Maximal productivity of glycinecin was obtained at 3$0^{\circ}C$ in the early stationary phase of growth of the X. c. pv. glycines 8ra. The production of glycinecin was not dependent on the initial inoculum level but on cell density. Glycinecin was very sensitive to proteolytic enzymes such as trypsin and proteinase K but resistant to DNase and RNase. The culture supernatant of X. c. pv. glycines 8ra retained some of its antimicrobial activity after 15 min at 6$0^{\circ}C$. It is stable at wide range of pH. The glycinecin showed the bactericidal activity after the adsorption of the glycinecin to the sensitive bacterial cell.
Xanthomonas axonopodis pv. glycines에 의해 발병되는 콩 불마름병은 한국에서 콩에 가장 많이 발생하는 중요한 세균성 병해 중 하나이다. 본 연구에서는 Xanthomonas axonopodis pv. glycines를 종자에서 검출하기 위해 PCR기법을 이용하였으며, 한국의 36개 주요 콩 품종의 종자 오염을 조사하였다. 그리고 병원균 검출과 동정을 위한 PCR assay와 dilution plating assay를 비교하였다. PCR assay를 이용하여 인공접종에 의한 이병종자와 자연감염된 이병종자로부터 병원균 검출을 확인하였다. PCR assay를 통한 이런 결과는 dilution plating assay와 비슷한 결과를 보여 주었으며 종자에서 병원균을 검출하는 다른 전통적인 방법보다 더 효과적인 방법으로 증명되었다. 36개 주요 콩 품종의 X. axonopodis pv. glycines에 의한 종자 전염을 확인한 결과 풍산나물콩, 만리콩, 태광콩, 대망콩, 아주까리콩에서 병원균이 검출되었다. 그러므로 PCR assay는 콩 종자에서 신속하고, 민감하게 X. axonopodis pv. glycines 특이적으로 검출할 수 있는 효과적인 방법으로 활용될 수 있을 것이다.
Park, Hyoung-Joon;Han, Sang-Wook;Oh, Chang-Sik;Lee, Seung-Don;Ra, Dong-Soo;Lee, Suk-Ha;Heu, Sung-Gi
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제18권9호
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pp.1500-1509
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2008
The hybridization patterns with the avrBs3 gene that is known to determine the recognition of host specificity were used to study the diversity of Xanthomonas axonopodis pv. glycines causing bacterial leaf pustule in soybean. A total of 155 strains were isolated from diverse tissues of soybean cultivars collected in Korea and were classified into six different type strains of OcsF, SL1017, SL1018, SL1045, SL1157, and SL2098 according to the patterns of avrBs3-homologous bands. When these type strains were inoculated on various cultivars, most of the Korean strains mildly induced disease symptoms on the resistant CNS1 cultivars. Unlike other type strains, strain SL2098, which appeared not to contain any avrBs3 homolog, induced only a few pustules on even highly susceptible cultivars. When a plasmid carrying the 3.7-kb avrBs3-homologous gene from strain SL1045 was introduced into SL2098, the transformant could not recover the pathogenicity in susceptible host plants. However, when avrBs3-homologous genes of strain SL1018 were mutated by transposon mutagenesis, one of the mutants in which a 5.2-kb chromosomal band homologous to avrBs3 was disrupted could not induce the hypersensitive response on resistant cultivars such as William82 or CNS2. Our results suggest that the avrBs3 homologs may play important roles in the pathogenicity of Xanthomonas axonopodis pv. glycines and the recognition of soybean cultivars.
Generally, plants defend themselves against pathogens by structural and biochemical reactions. Defense structures act as physical barriers and inhibit the pathogen from gaining entrance and spreading through the plant. Xanthomonas axonopodis pv glycines, the causal pathogen of bacterial pustule of soybean, causes hypersensitive response (HR). When pepper fruits were inoculated with X. axonopodis pv. glycines, in situ, time-series defense-related structural changes occurred in the inoculated sites. Early responses were programmed cell death (PCD), characterized by condensation and vacuolization of the cytoplasm, condensation of nuclear materials, and fragmentation of the nuclear DNA, which were observed by transmission electron microscopy. Nuclear fragmentation was proven by TUNEL method under confocal laser scanning microscopy and DNA laddering through eletrophoresis. At later stages, plant responses were cell elongation and cell division, forming a periderm-like boundary layer that demarcated healthy tissues from the inoculation sites. Using several stains such as toluidine blue, sudan IV, annexin V, and phloroglucinol-HCl, defense-related materials and structural changes were also examined.
벼 종자에서 분리한 Pseudomonas parafulva PpaJBCS1880 (PpaJBCS1880) 균주는 lipopeptide를 분비하여 식물의 세균 병원균에 대해 강력한 항균력을 나타냈다. 또한, PpaJBCS1880는 콩불마름병의 발생을 억제하였을 뿐만 아니라, 벼의 생육을 촉진하였다. 이에 따라, 본 연구에서는 PpaJBCS1880 균주의 전체염기서열을 해독하고 분석하였는데, 총 염기서열은 5,208,480 bp였고, GC 함량은 63.4%였다. 염색체는 4,487개의 단백질을 암호화하였고, 19개의 rRNA와 74개의 tRNA로 구성되어 있었다. 유전체의 분석을 통해 2차 대사산물인 lipopeptide, pyoverdine, phenazine 및 hydrogen cyanide 등을 생산하는 것을 확인하였는데, 이들 대사산물에 의해 항균력, 생물방제 및 생육촉진 효과를 나타내는 것으로 판단된다.
'대왕'은 대립이며 종자 특성이 우수한 GWS91을 모본으로 하고 '석량풋콩'을 부본으로 1996년도에 인공교배를 하고 1997년부터 1998년까지 $F_1-F_2$ 양성하였다. 1999년부터 2001년도에 $F_3-F_5$ 세대를 계통육종법으로 선발한 GSL96202-2B-1-3-7계통으로 계통명은 '강원106호'이다. 주요 특성은 다음과 같다. 1. 유한신육형이며 꽃색은 자색이고 엽형은 난형이다. 입형은 구형이고 종피색은 황색, 제색은 황색이며 100립중은 33.6g으로 대립이다. 2. 개화기는 7월 27일, 성숙기는 10월 20일로 '태광콩'에 비하여 만생종이다. 3. 종실 성분중 조단백질 함량은 38.3%로 조단백질 함량에서 '태광콩'보다 다소 많았으며, 조지방 함량은 17.1%로 다소 낮았다. 기능성 성분중 아이소플라본 함량이 $1,851{\mu}g/g$로 다소 높았다. 4. 수량성은 2004년부터 2007년까지 4개년간 실시한 지역 적응시험결과 강원도 4개소 평균수량은 2.68 MT/ha로 '태광콩' 2.56 MT/ha보다 약 4% 증수하였다.
콩 불마름병을 일으키는 Xanthomonas axonopodis pv. glycines를 종자에서 DNA 추출없이 바로 검출하는 방법에 대하여 연구하였다. 콩 종자에서 X. axonopodis pv. glycines를 특이적으로 검출하기 위해 특이적인 유전자로 알려져 있는 glycinecin A로부터 증폭 size가 401 bp인 primer Xag F1 & Xag R1을 고안하였다. Xag Fl과 Xag R1 primer는 콩 종자와 잎에서 분리한 균주와 KACC에서 분양받은 X. axonopoids pv. glycines 균주를 증폭시켰으나 근연종인 X. axonopodis pv. citri, X. axonopodis pv. vesicatoria 등은 증폭되지 않았다. 콩 종자에 존재하는 것으로 알려진 다른 세균들 역시 증폭되지 않았다. 고안된 Xag F1 & Xag R1 primer를 이용한 X. axonopodis pv. glycines의 검출 한계 농도 측정은 genomic DNA와 세포 현탁액을 이용하였다. X. axonopodis pv. glycines의 genomic DNA는 200 fg까지 증폭이 되었으며, 세포현탁액은 $OD_{600nm}$ 0.1로 농도를 조정한 뒤, $10^{-8}$까지 희석하여 측정한 결과 $10^{-6}$인 $1.8{\times}10^3$ cfu/ml까지 증폭이 확인되었다. 자연 감염된 종자에서 병원균을 검출하기 위해 종자를 육안상 건전종자와 불건전한 종자(변색립, 피해립)로 구분하여 direct PCR 방법으로 실험 한 결과 육안상 건전종자에서는 병원균이 검출되지 않았으나 불건전한 종자에서는 병원균의 검출이 확인되었다. 또한 진탕 배양 시간에 따른 병원균의 검출여부를 조사한 결과 진탕 배양 2시간부터 병원균의 검출이 확인되었으며 시간이 지날수록 증폭 밴드가 더욱 선명해 지는 것을 확인할 수 있었다. 그러므로 고안된 Xag Fl & Xag R1 primer를 이용한 direct PCR 방법은 다른 많은 미생물들로 오염되어진 콩종자에 있는 X. axonopodis pv. glycines를 신속하고 민감하게 검정할 수 있는 효과적인 방법으로 활용될 수 있을 것이다.
Food productivity in North Korea is about 50% lower than in South Korea. In order to increase the productivity of major crops, it is necessary to develop early maturing, disease resistance, and high-yielding varieties and apply them early. Since the late 1990s, North Korea has been actively developing potatoes, rice and com as major food crops, and soybeans are considered important as a protein-supplying crop. Domestic cultivated varieties, which are expected to be most adaptable eco-climatologically, are mainly selected from soil with high nutrient soil. It is necessary to test separately for adaptability in low organic soil. So it is very necessary to apply technology to improve soil improvement through rotational crop selection in the middle and long-term. Therefore, this study was conducted to test the adaptability to low organic soils of domestic cultivars and to select varieties. In 2021 there are twenty two (22) varieties of soybeans were grown in low organic soil at the field of Chungbuk National University. This year twenty two (22) varieties of soybeans were also grown in low organic soil at the field of Chungbuk National University. Sowing was done on June 10, the planting distance was 70cm × 15cm, after opening the cotyledons fully, the soybeans were thinned and leaving two plants per hole. In addition, various types of growth characteristics and quantitative components were investigated to evaluate the adaptability to low organic soil of domestic varieties. This study was conducted to investigate the growth characteristics and quantitative components of soybean varieties grown in low organic soil. The flowering period of 22 varieties of soybeans was about 14 days from July 22 to August 4. The flowers of the beans were white, purple, light purple and the pubescence color was gray and brown where most of them were gray. The highest plant height was up to 130.4 cm and lowest was 20.3 cm, highest stem length was up to 119.5 cm and lowest was 15.3 cm. Highest first pod height (FPH) was up to 34.0 cm and lowest was 3.0 cm. Highest stem diameter was up to 15.76mm and lowest was 1.76 mm. Number of main stem nodes was up to 19 and at least 1. Number of branch was up to 10 and at least 0. The number of pod per plant was up to 121. Bacterial pustule has been spread in soybean field.
Nonpathogenic mutants of Xanthomonas campestris pv. glycines were generated with Omegon-Kim to isolate genes essential for pathogenicity and inducing hypersensitive response (HR). Three nonpathogenic multants and two mutants showing slow symptom development were isolated among 1,000 colonies tested. From two nonpathogenic mutants, 8-13 and 26-13, genes homologous to hrcC and hrpF of X. campestris pv. vesicatoria were identified. The nonpathogenic mutant 8-13 had a mutation in a gene homologous to hrpF of X. campestris pv. vesicatoria and failed to cause HR on pepper plants but still induced HR on tomato leaves. The nonpathogenic mutant 26-13 had an insertional mutation in a gene homologous to hrcC of X. campestris pv. vesicatoria and lost the ability to induce HR on pepper leaves but still caused HR on tomato plants. Unlike other phytopathogenic bacteria, the parent strain and these two mutants of X. campestris pv. glycines did not cause HR on tobacco plants. a cosmid clone, pBL1, that complemented the phenotypes of 8-13 was isolated. From the analysis of restriction enzyme mapping and deletion analyses of pBL1, a 9.0-kb Eco RI fragment restored the phenotypes of 8-13. pBL1 failed to complement the phenotypes of 26-13, indicating that the hrcC gene resides outside of the insert DNA of pBL1. One nonpathogenic mutant, 13-33, had a mutation in a gene homologous to a miaA gene encoding tRNA delta (2)-isopentenylpyrophosphate transferase of Escherichia coli. This indicated that tRNA modifications in X. campestris pv. glycines may be required for expression of genes necessary for pathogenicity. The mutant 13-33 multiplied as well as the parent strain did in the culture medium and in planta, indicating that loss of pathogenicity is not due to the inability of multiplication in vivo.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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