본 연구는 수박의 EST-SSR 마커를 이용하여, 네 개의 주요 박과(Cucurbitaceae) 작물인 수박, 호박, 오이, 멜론의 유연 관계를 분석하고 마커의 타 박과 작물에 활용 가능성을 알아보기 위해 수행되었다. Cucurbit Genomics Initiative(ICuGI) database로부터 선발된 120 EST-SSR 프라이머 중 51(49.17%)가 PCR이 성공하였고, 49(40.8%)가 8개 박과 유전자원에서 다형성을 보였다. 총 24개 박과 유전자원을 24개 EST-SSR 프라이머로 분석한 결과 총 382개 대립유전자 특이적 PCR 밴드를 얻었으며, 이를 토대로 짝유사행렬과 계통도를 작성하였다. 짝유사행렬의 범위는 0.01-0.85였으며, 작성된 계통도에서 24개 유전자원이 두 개의 주요그룹(Clade I, II)으로 분류되었다. Clade I은 다시 수박으로 구성된 하위집단 I-1[I-1a, I-1b-2: 각 1개와 2수박 야생종(Citrullus lanatus var. citroides Mats. & Nakai)으로 구성, I-1b-1: 6개수박 재배종(Citrullus lanatus var. vulgaris Schrad.)로 구성]과 멜론과 오이로 구성된 하위집단I-2[I-2a-1: 4개 멜론 재배종(Cucumis melo var. cantalupensis Naudin.), I-2a-2: 2개 참외 재배종(Cucumis melo var. conomon Makino.), I-2b: 5개 오이 재배종(Cucumis sativus L.)]로 분류되었다. 호박으로 구성된 Clade II는 다시 Cucurbita moschata(Duch. ex Lam.) Duch. & Poir와 Cucurbita maxima Duch.로 구성된 하위집단 II-1과 Cucurbita pepo L.과 Cucurbita ficifolia Bouche로 구성된 하위집단 II-2로 나누어졌다. 이러한 결과는 기존의 종명법에 따른 분류와 일치하며, 따라서 수박 EST-SSR 마커를 이용한 타 박과 작물의 비교 유전체 등 연구분야에 적용 가능성을 확인하였다.
멜론(Cucumis melo L.) 유전자원 83 품종에 대한 형질특성 및 유전적 다양성을 분석하였다. 형질은 유묘, 잎, 줄기, 화기, 과실, 종자에 대해 총 35개 세부특성을 조사하고, 다변량(MANOVA) 분석을 하였다. 주성분 분석(PCA, principal component analysis) 결과 과중, 과장, 과경, 자엽길이, 종자직경, 종자길이 등 8개의 주성분이 전체 변량의 76.3% 를 나타내었다. 평균연관법(Average linkage method)을 사용한 83개의 멜론의 군집분석(Cluster analysis) 결과 coefficient 0.7에서 5개의 cluster로 분류되었다. Cluster I은 과특성에 있어 가장 높은 측정치를, Cluster II는 당도, Cluster V는 과의 성숙기간이 긴 품종들로 주로 구성되었다. 유전자형 분석은 Cucurbit Genomics Initiative (ICuGI) database에 공시된 15개의 Expressed-sequence Tag-Simple Sequence Repeat (EST-SSR) 마커를 이용하였으며 비가중평균결합법(UPGMA)을 통해 품종간 유연관계를 분석하고 6개의 군으로 분류하였다. 형태적 군집분석 결과와 유전적 군집분석 결과의 상관관계를 조사한 결과 상관계수(r) 값이 -0.11으로 매우 낮게 나타났다.
The main areas for field-grown vegetable production in Iran were surveyed during the years of 2012-2014 to determine the occurrence of begomoviruses infecting these crops. A total of 787 leaf samples were collected from vegetables and some other host plants showing virus-like symptoms and tested by an enzymelinked immunosorbent assay (ELISA) using polyclonal antibodies produced against Tomato yellow leaf curl virus (TYLCV). According to the ELISA results, 81 samples (10.3%) positively reacted with the virus antibodies. Begomovirus infections were confirmed by polymerase chain reaction (PCR) using previously described TYLCV-specific primer pair TYLCV-Sar/TYLCV-Isr or universal primer pair Begomo-F/Begomo-R. The PCR tests using the primer pair TYLCV-Sar/TYLCV-Isr resulted in the amplification of the expected fragments of ca. 0.67-kb in size for ELISA-positive samples tested from alfalfa, pepper, spinach and tomato plants, confirming the presence of TYLCV. For one melon sample, having a week reaction in ELISA and no reaction in PCR using TYLCV-specific primers, the PCR reaction using the primer pair Begomo-F/Begomo-R resulted in the amplification fragments of the expected size of ca. 2.8 kb. The nucleotide sequences of the DNA amplicons derived from the isolate, Kz-Me198, were determined and compared with other sequences available in GenBank. BLASTN analysis confirmed the begomovirus infection of the sample and showed 99% identities with Tomato leaf curl New Delhi virus (ToLCNDV); phylogenetic analysis supported the results of the database searches. This study reports the natural occurrence of TYLCV in different hosts in Iran. Our results also reveal the emergence of ToLCNDV in Iranian cucurbit crops.
Oriental melon, Cucumis melo L. cv. Geumssaragieuncheon, grafted on Shintozoa (Cucurbit maxima ${\times}$ Cu. moschata) was planted in a greenhouse infested with Meloidogyne arenaria and root galls were examined five months after planting. A gram of root gall was volumed at ca. 10 cm3 and contained in an average of 363 females (170 developing and 193 matured females), 2,120 secondstage juveniles (J2), and 13,074 eggs. In addition, there was 56 J2 per $cm^3$ soil around the infested plant. An oriental melon had an average of 134.6 g of root gall (70% of total root weight) per 0.72 $m^2$ area. In a conservative estimation, an oriental melon plant could accommodate ca. 1.2 ${\times}$$10^7$ eggs and J2 per 0.72 $m^2$. The eggs contained in root tissues could be an important inoculum source to the next crop and the fate of these eggs are well worth further investigation.
본 연구는 자연이병된 오이와 호박 종자에서 분리한 덩굴마름병균(만고병균)의 병원성의 차이를 조사한 것이다. 오이, 참외, 호박 및 수박의 유묘에 대한 일차 감염은 유근$\cdot$배축$\cdot$자엽에 나타났으며 병징은 작물에 관계없이 비슷하였다. 유근이 병들었을때는 발아전 부패현상으로 나타났고 배축과 자엽의 감염은 제1엽과 줄기로 이어지는 접종원이었다. 교호접종시험 결과 공시된 덩굴마름병균의 모든 분리균은 오이, 참외, 호박, 수박의 종자 및 유묘에 대하여 병원성이 있었으나 분리균이나 공시작물간에는 차이가 별로 나타나지 않았다. 오이와 호박의 감수성은 다습조건에 의해서 크게 영향을 받았다.
Meloidogyne arenaria race 2 (59%) is widely distributed, followed by M. incognita race 1 (23%), and an unknown race of M. incognita (18 %) in greenhouses in southern Korea. The key character to distinguish between M. arenaria and M. incognita is excretory pore in female head. When oriental melon, Cucumis melo L., grafted on Shintozoa (Cucurbit maxima x Cu. moschata) is transplanted in February in a plastic tunnel inside a greenhouse infested with M. arenaria, nematodes produced egg masses on roots at 40 days after transplanting and the soil juveniles (J2) population reach maximum in July to 3,817/100 ㎤. Juveniles are distributed relatively uniform over the 180-cm-wide row horizontally and the highest density occurs at 0-25 cm soil depth. For the control of root-knot nematodes, rice rotation, solarization, and soil addition treatments are the most effective (P=0.05); treatments reduce number of J2 over 90% and increase yield two times. Corn retation, fosthiazate, and soil drying treatment are moderately effective, while sesame and green onion rotations are not effective. The relationship between M. arenaria and yield of oriental melon is adequately described by a linear regression model. In the test with wild Cucumis genetic sources introduced from U.S.Dept. of Agriculture (USDA), one of C.heptadactylus, two of C.anguria, two of C. anguria var. longaculeatus, nine of C. metuliferus are resistant to both species of root-knot nematodes.
For quarantine purpose, we selected five plant RNA viruses including Cucumber vein yellowing virus (CVYV), Cucurbit yellow stunting disorder virus (CYSDV), Potato aucuba mosaic virus (PAMV), Potato yellow dwarf virus (PYDV), and Tomato chlorosis virus (ToCV), which are not reported in Korea and cause serious economic losses to the family Cucurbitaceae or Solanaceae. To detect those viruses, we employed RT-PCR technique with specific oligonucleotide primer pairs and tested their detection efficiency for each virus. To design RT-PCR primers, coat protein was used for CVYV, CYSDV, and ToCV whereas RNA polymerase and nucleocapsid regions were used for PAMV and PYDV, respectively. The development of an RT-PCR based method proved a useful tool for rapid detection and identification of quarantine virus infections.
Gummy stem blight (GSB), a common and serious disease in cucurbits worldwide, is caused by three genetically distinct species: Stagonosporopsis cucurbitacearum (syn. Didymella bryoniae), S. citrulli, and S. caricae. In Korea, however, the three species of Stagonosporopsis have been barely characterized. In this study, 21 Stagonosporopsis isolates were recovered from watermelon (Citrullus lanatus) and muskmelon (Cucumis melo) leaves and stem showing blight symptoms collected from 43 fields in Korea. Sequence analysis performed with an internal transcribed spacer region was not competent to differentiate the Stagonosporopsis isolates. On the contrary, analysis of β-tubulin (TUB) genes and three microsatellite markers, Db01, Db05, and Db06, successfully differentiated Stagonosporopsis isolates. Further sequence analysis identified two Stagonosporopsis species, S. citrulli and S. caricae, and one previously unknown species of Stagonosporopsis. Representative isolates from three species caused dark water-soaked lesions on the detached watermelon and muskmelon leaves with no significant differences in the aggressiveness. Our results indicate that the S. citrulli, S. caricae, and unknown Stagonosporopsis sp. are all causal agents of GSB for both watermelon and muskmelon. This is the first report of a new species and the population structure of Stagonosporopsis species causing GSB in Korea.
Lynn Heo;Yongmin Cho;Junhyeok Choi;Jeongwook Lee;Yoobin Han;Sang-Wook Han
The Plant Pathology Journal
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제39권3호
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pp.235-244
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2023
Acidovorax citrulli (Ac) is a phytopathogenic bacterium that causes bacterial fruit blotch (BFB) in cucurbit crops, including watermelon. However, there are no effective methods to control this disease. YggS family pyridoxal phosphate-dependent enzyme acts as a coenzyme in all transamination reactions, but its function in Ac is poorly understood. Therefore, this study uses proteomic and phenotypic analyses to characterize the functions. The Ac strain lacking the YggS family pyridoxal phosphate-dependent enzyme, AcΔyppAc(EV), virulence was wholly eradicated in geminated seed inoculation and leaf infiltration. AcΔyppAc(EV) propagation was inhibited when exposed to L-homoserine but not pyridoxine. Wild-type and mutant growth were comparable in the liquid media but not in the solid media in the minimal condition. The comparative proteomic analysis revealed that YppAc is primarily involved in cell motility and wall/membrane/envelop biogenesis. In addition, AcΔyppAc(EV) reduced biofilm formation and twitching halo production, indicating that YppAc is involved in various cellular mechanisms and possesses pleiotropic effects. Therefore, this identified protein is a potential target for developing an efficient anti-virulence reagent to control BFB.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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