• 한국작물학회지
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• 제68권3호
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• pp.134-146
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• 2023

콩 역병(Phytophthora root rot, PRR)은 난균(oomycete)인 Phytophthora sojae에 의해 발생하는 콩의 주요 병 중 하나로, 배수가 잘 안 되는 밭이나 습한 토양에서 심하게 발생한다. 역병의 피해를 효과적으로 줄일 수 있는 방법은 주로 역병 저항성 품종을 재배하는 것으로, 이는 저항성 유전자 Rps (resistance to P. sojae)에 대한 연구를 중심으로 이루어진다. 본 연구는 대풍 과 천알(계통명 SS0404-T5-76)을 교배하여 구축한 RIL (recombinant inbred line) 집단을 이용하여 콩 역병 균주40468과 연관된 저항성 유전자좌를 탐색하기 위해 수행되었다. 역병 균주40468에 대한 저항성 평가는 하배축 접종(hypocotyl inoculation) 방법으로 이루어졌다. 저항성 검정 결과, 천알은 저항성,대풍은 감수성을 보였고 집단 내에서는 계통들의 표현형이 분리되는 양상을 보였다. 집단 내에서 표현형 분포는 1:1 (R:S) (χ2 = 0.57, p = 0.75) 분리비와 일치하였으며, 이는 저항성 반응이 단일 유전자에 의해 조절됨을 나타낸다. 대풍, 천알과 각 RIL 계통들은 고밀도 SNP 유전자형 분석을 통해 데이터를 얻었고, 이를 바탕으로 유전자 지도를 작성하였다. 일원분산 분석(Single-marker ANOVA) 및 linkage analysis 결과, 18번 염색체의 55.9~56.4 Mbp에서 높은 통계적 유의성을 보였으며, 이 지역의 표현형 분산은 ~98%로 나타났다. 탐색된 영역은 다수의 선행연구에서 Rps의 위치로 보고된 지역과 겹치며, 콩 표준 유전체 정보를 기반으로 0.5 Mbp 범위 내에서 leucine-rich repeat (LRR) 또는 serine/threonine kinase(STK)을 합성하는 유전자 9개를 포함하고 있다. 천알은 역병 균주40468에 대한 저항성 유전자좌가 밝혀진 첫 국내 콩 품종으로, 본 연구에서 밝힌 천알의 저항성 유전자좌는 향후 역병 저항성 육종 및 연구에서 유용한 재료가 될 것이다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권12호
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• pp.1735-1743
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• 2010

The full-length genes gyrB (2,415 bp), parC (2,277 bp), and parE (1,896 bp) in Edwardsiella tarda were cloned by PCR with degenerate primers based on the sequence of the respective quinolone resistance-determining region (QRDR), followed by elongation of 5' and 3' ends using cassette ligation-mediated PCR (CLMP). Analysis of the cloned genes revealed open reading frames (ORFs) encoding proteins of 804 (GyrB), 758 (ParC), and 631 (ParE) amino acids with conserved gyrase/topoisomerase features and motifs important for enzymatic function. The ORFs were preceded by putative promoters, ribosome binding sites, and inverted repeats with the potential to form cruciform structures for binding of DNA-binding proteins. When comparing the deduced amino acid sequences of E. tarda GyrB, ParC, and ParE with those of the corresponding proteins in other bacteria, they were found to be most closely related to Escherichia coli GyrB (87.6% identity), Klebsiella pneumoniae ParC (78.8% identity), and Salmonella Typhimurium ParE (89.5% identity), respectively. The two topoisomerase genes, parC and parE, were found to be contiguous on the E. tarda chromosome. All 18 quinolone-resistant isolates obtained from Korea thus far did not contain subunit alternations apart from a substitution in GyrA (Ser83$\rightarrow$Arg). However, an alteration in the QRDR of ParC (Ser84$\rightarrow$Ile) following an amino acid substitution in GyrA (Asp87$\rightarrow$Gly) was detected in E. tarda mutants selected in vitro at $8{\mu}g/ml$ ciprofloxacin (CIP). A mutant with a GyrB (Ser464$\rightarrow$Leu) and GyrA (Asp87$\rightarrow$Gly) substitution did not show a significant increase in the minimum inhibitory concentration (MIC) of CIP. None of the in vitro mutants exhibited mutations in parE. Thus, gyrA and parC should be considered to be the primary and secondary targets, respectively, of quinolones in E. tarda.