• The Plant Pathology Journal
• /
• 제34권2호
• /
• pp.104-112
• /
• 2018

Accurate and rapid detection of bacterial plant pathogen is the first step toward disease management and prevention of pathogen spread. Bacterial plant pathogens Clavibacter michiganensis subsp. nebraskensis (Cmn), Pantoea stewartii subsp. stewartii (Pss), and Rathayibacter tritici (Rt) cause Goss's bacterial wilt and blight of maize, Stewart's wilt of maize and spike blight of wheat and barley, respectively. The bacterial diseases are not globally distributed and not present in Korea. This study adopted comparative genomics approach and aimed to develop specific primer pairs to detect these three bacterial pathogens. Genome comparison among target pathogens and their closely related bacterial species generated 15-20 candidate primer pairs per bacterial pathogen. The primer pairs were assessed by a conventional PCR for specificity against 33 species of Clavibacter, Pantoea, Rathayibacter, Pectobacterium, Curtobacterium. The investigation for specificity and sensitivity of the primer pairs allowed final selection of one or two primer pairs per bacterial pathogens. In our assay condition, a detection limit of Pss and Cmn was $2pg/{\mu}l$ of genomic DNA per PCR reaction, while the detection limit for Rt primers was higher. The selected primers could also detect bacterial cells up to $8.8{\times}10^3cfu$ to $7.84{\times}10^4cfu$ per gram of grain seeds artificially infected with corresponding bacterial pathogens. The primer pairs and PCR assay developed in this study provide an accurate and rapid detection method for three bacterial pathogens of grains, which can be used to investigate bacteria contamination in grain seeds and to ultimately prevent pathogen dissemination over countries.

• Journal of Ginseng Research
• /
• 제43권1호
• /
• pp.1-9
• /
• 2019

Background: Korean ginseng is an important cash crop in Asian countries. However, plant yield is reduced by pathogens. Among the Ilyonectria radicicola-species complex, I. mors-panacis is responsible for root-rot and replant failure of ginseng in Asia. The development of new methods to reveal the existence of the pathogen before cultivation is started is essential. Therefore, a quantitative real-time polymerase chain reaction method was developed to detect and quantify the pathogen in ginseng soils. Methods: In this study, a species-specific histone H3 primer set was developed for the quantification of I. mors-panacis. The primer set was used on DNA from other microbes to evaluate its sensitivity and selectivity for I. mors-panacis DNA. Sterilized soil samples artificially infected with the pathogen at different concentrations were used to evaluate the ability of the primer set to detect the pathogen population in the soil DNA. Finally, the pathogen was quantified in many natural soil samples. Results: The designed primer set was found to be sensitive and selective for I. mors-panacis DNA. In artificially infected sterilized soil samples, using quantitative real-time polymerase chain reaction the estimated amount of template was positively correlated with the pathogen concentration in soil samples ($R^2=0.95$), disease severity index ($R^2=0.99$), and colony-forming units ($R^2=0.87$). In natural soils, the pathogen was recorded in most fields producing bad yields at a range of $5.82{\pm}2.35pg/g$ to $892.34{\pm}103.70pg/g$ of soil. Conclusion: According to these results, the proposed primer set is applicable for estimating soil quality before ginseng cultivation. This will contribute to disease management and crop protection in the future.

• International Journal of Oral Biology
• /
• 제31권1호
• /
• pp.11-14
• /
• 2006

This study was undertaken to develop PCR primers for the identification and detection of Streptococcus anginosus using species-specific forward and reverse primers. These primers targeted the variable regions of the 16S ribosomal RNA coding gene(rDNA). The primer specificity was tested against 12 S. anginosus strains and 6 different species(10 strains) of oral bacteria. The primer sensitivity was determined by testing serial dilutions of the purified genomic DNA of S. anginosus ATCC $33397^T$. The data showed that species-specific amplicons were obtained from all the S. anginosus strains tested, but not in the six other species. The PCR could detect as little as 0.4pg of the chromosomal DNA from S. anginosus. This suggests that the PCR primers are highly sensitive and applicable to the detection and identification of S. anginosus.

• Fisheries and Aquatic Sciences
• /
• 제7권3호
• /
• pp.122-129
• /
• 2004

Harmful Cochlodinium polykrikoides is a notorious harmful algal bloom (HAB) species that is causing mass mortality of farmed fish along the Korean coast with increasing frequency. We analyzed the sequence of the large subunit (LSD) rDNA D1-D3 region of C. polykrikoides and conducted phylogenetic analyses using Bayesian inference of phylogeny and the maximum likelihood method. The molecular phylogeny showed that C. polykrikoides had the genetic relationship to Amphidinium and Gymnodinium species supported only by the relatively high posterior probabilities of Bayesian inference. Based on the LSU rDNA sequence data of diverse dinoflagellate taxa, we designed the C. polykrikoides-specific PCR primer set, CPOLY01 and CPOLY02 and developed PCR detection assays for its sensitive, accurate HAB monitoring. CPOLY01 and CPOLY02 specifically amplified C. polykrikoides and did not cross-react with any dinoflagellates tested in this study or environmental water samples. The effective annealing temperature $(T_{p})$ of CPOLY01 and CPOLY02 was $67^{\circ}C$. At this temperature, the conventional and nested PCR assays were sensitive over a wide range of C. polykrikoides cell numbers with detection limits of 0.05 and 0.0001 cells/reaction, respectively.

• 생명과학회지
• /
• 제24권4호
• /
• pp.361-369
• /
• 2014

16S rRNA gene PCR법은 환자 검체로부터 병원성 미생물을 검출 및 동정에 사용되어진다. 본 연구는 대량의 임상미생물 진단을 위해 bacterial 16S rRNA 부위 유전자 서열을 이용하여 광대한 범위와 높은 특이도를 가지는 primer을 포함한 PCR법을 개발하였다. 10개 표준 균주 16S rRNA 보존 부위의 유전자 서열을 기반으로 primer set를 구축하였다. 98명 환자 검체에서 임상 미생물을 분리하였다. 98개 균주는 phenotypic 방법을 이용하여 확인하고, 개발된 primer set와 universal primer set를 이용한 PCR법으로 확인하였다. 획득한 PCR 산물은 forward primer, reverse primer, 그리고 자동화 DNA 분석기를 이용하여 각 균주의 16S rRNA 유전자 서열을 분석 및 확인하였다. 본 연구에서 개발된 primer set와 universal primer set의 임상미생물 검출에 대한 효율성을 평가하였고, 또한 phenotypic 방법과 분자생물학적 방법을 비교했다. 분리된 98개 균주를 대상으로 개발된 primer set로 16S rRNA PCR을 진행하여 778 bp 크기의 단일밴드로 증폭 되었음을 확인했다. 총 98개중 94개 균주(95.9%)는 phenotypic 결과와 동일함을 확인했다. 새로 개발된 primer set를 이용한 결과는 universal primer set를 이용한 98개 균주(100%)의 결과와 동일함을 확인하였다. 개발된 16S rRNA gene PCR법은 임상미생물 검출 및 동정에서 신속성, 정확성, 그리고 검사 비용 절감의 장점을 가진다. 개발된 primer set는 병원성 미생물 동정에서 효율성을 확인했다.

• 한국어병학회지
• /
• 제17권3호
• /
• pp.159-169
• /
• 2004

2003년 5월과 2003년 10월동안에 제주도내 5개소의 넙치 종묘배양장에서 초기 먹이로 공급 되어지는 동물성 플랑크톤인 rotifer와 20-30일령 넙치 자어에서 장관백탁증 원인균으로 알려진 V. ichthyoenteri를 분리하기 위해 실험한 결과 총 71개의 Vibrio sp. 분리가 되었고, 생화학적 동정결과 2개의 그룹에서 24개의 V ichthyoenteri가 동정 되었다. V. ichthyoenteri의 신속한 검출을 위한 종특이적 primer를 V. ichthyoenteri(KCCM 40870)ISR의 특이적인 서열을 이용하여 제작하였다. V. ichthyoenteri를 포함한 20종의 Vibrio속 균주의 genomic DNA와 18group 분리균주 genomic DNA를 PCR한 결과 V. ichthyoenteri 만의 특이적인 band가 생성됨을 알 수가 있다. 따라서 V. ichthyoenteri(KCCM 40870) ISR의 서열로 제작한 primer가 넙치 자치어에 발병하는 장관백탁증 원인균인 Vibrio ichthyoenteri의 신속한 검출과 정확한 동정을 할 수 있는 molecular marker로 이용할 수 있음을 확인하였다.

• 한국버섯학회지
• /
• 제13권1호
• /
• pp.79-83
• /
• 2015

본 연구는 큰느타리버섯의 베타글루칸 고함유 형질에 관련된 SCAR marker를 개발하기 위해 수행되었다. operon사의 OPA(20개), OPB(20개), OPL(20개), OPP(20개), OPR(20개), OPS(20개) 등 총 120개 primer를 random primer(10 mer)로 사용하여 대립 계통 9종과 베타글루칸 고함유 계통 9 종을 대상으로 RAPD를 이용한 bulked segregant analysis를 실시하여 OP-R03 primer로부터 대립 계통에는 나타나지 않고 베타글루칸 고함유 계통에만 나타나는 특이적인 RAPD 밴드를 얻었다. OP-R03 primer를 이용한 RAPD 결과, 약 91 bp 부근에서 베타글루칸 고함유 계통에 특이적인 DNA 밴드가 관찰되었으며 이 DNA 밴드의 염기서열 말단을 근거로 SCAR 마커로 사용할 specific primer인 OP-R03-1-F와 OP-R03-1-R를 디자인하였다. SCAR 마커 OP-R03-1-F/-1-R primer를 이용하여 PCR을 수행한 결과에서도 91 bp 부근에서 대립 계통과 구별되는 DNA 밴드가 베타글루칸 고함유 계통에서 확인되었으며 random primer인 OP-R03 primer를 이용하여 PCR을 수행했을 때보다 재현성이 높고 진한 DNA 밴드임을 확인할 수 있었다.

• 한국버섯학회지
• /
• 제12권3호
• /
• pp.226-231
• /
• 2014

본 연구는 큰느타리버섯의 고온적응성 형질에 관련된 SCAR marker를 개발하기 위해 수행되었다. operon 사의 OPA(20개), OPB(20개), OPL(20개), OPP(20개), OPR(20개), OPS(20개) 등 총 120개 primer를 random primer(10 mer)로 사용하여 대립 계통 7종과 고온성 계통 7 종을 대상으로 RAPD를 이용한 bulked segregant analysis를 실시하여 OP-A06 primer로부터 대립 계통에는 나타나지 않고 고온성 계통에만 나타나는 특이적인 RAPD 밴드를 얻었다. OP-A06 primer를 이용한 RAPD 결과, 약 385 bp 부근에서 고온성 계통에 특이적인 DNA 밴드가 관찰되었으며 이 DNA 밴드의 염기서열 말단을 근거로 SCAR 마커로 사용할 specific primer인 OP-A06-1-F와 OP-A06-1-R를 디자인하였다. SCAR 마커 OP-A06-1-F/-1-R primer를 이용하여 PCR을 수행한 결과에서도 385 bp 부근에서 대립 계통과 구별되는 DNA 밴드가 고온성 계통에서 확인되었으며 random primer인 OP-A06 primer를 이용하여 PCR을 수행했을 때보다 재현성이 높고 진한 DNA 밴드임을 확인할 수 있었다.

• 동아시아식생활학회지
• /
• 제18권5호
• /
• pp.753-759
• /
• 2008

본 연구는 식품 샘플에서 단시간 내에 간단한 방법으로 Campylobacter jejuni를 검출하기 위하여 10가지의 Campylobacter genus-specific primer와 C. jejuni species-specific oligonucleotide를 제작하였고, amplification efficiency test를 통하여 4종으로 축소한 후 다시 specificity, sensitivity analysis를 통하여 최종적으로 CB4, CJ1 2종의 oligonucleotide primer를 선별하였다. 선별된 oligonucleotide primer는 각각 Campylobacter genus specific, Campylobacter jejuni에 대한 species specific한 특성을 지닌다. 또한, sensitivity analysis를 통하여 isolated colony에서 reaction tube당 $10^0{\sim}10^1$까지의 detection limit을 확보하였다. 육류 시료에서는 Sensitivity가 $10^1{\sim}10^2$으로 떨어지는 양상을 보였으며, 이는 쇠고기나 돼지고기에 존재하는 hemoglobin이나 immunoglobulin 등의 PCR inhibitor의 영향에 의한 것으로 추정된다.

• 원예과학기술지
• /
• 제29권1호
• /
• pp.53-60
• /
• 2011

Cytoplasmic male sterility (CMS) induced by mutant mitochondria genome, has been used for commercial seed production of $F_1$ hybrid cultivars in diverse crops. In pepper (Capsicum annuum L.), two sterile cytoplasm specific gene organization, atp6-2 and coxII were identified. An open reading frame, orf456 nearby coxII gene has been speculated to induce male sterility (MS) by mutagenic analysis. Moreover, molecular markers for atp6-2 and coxII of mitochondrial genotype (mitotype) were developed. However, the Cytoplasmic MS specific markers, atp6SCAR and coxIISCAR markers appeared in both N and S cytoplasms when polymerase chain reaction (PCR) cycles prolonged more than 40 cycles. Since the reported molecular markers were dominant markers, the presence of the faint sterile-specific band in normal cytoplasm may lead to the mis-classification of pepper breeding lines. To solve this problem, one common forward primer and two different reverse primers specific to normal coxII and sterile orf456 genes were designed after analyzing their gene organizations. By using these three primers, N and S coxII specific bands were co-amplified in male-sterile lines, but only normal coxII specific band was amplified in maintainer lines. Since the reverse primer for sterile coxII was specifically designed 275 bp downstream of orf456, relatively stable PCR amplification patterns were observed regardless of the number of PCR cycles. These primer sets easily identified different mitotypes among the divergent breeding lines, commercial cultivars and diverse germplasms.