Liying, Dong;Shufang, Liu;Jing, Li;Didier, Tharreau;Pei, Liu;Dayun, Tao;Qinzhong, Yang
The Plant Pathology Journal
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제38권6호
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pp.679-684
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2022
Rice blast is one of the most destructive diseases of rice worldwide, and the causative agent is the filamentous ascomycete Magnaporthe oryzae. With the successful cloning of more and more avirulence genes from M. oryzae, the direct extraction of M. oryzae genomic DNA from infected rice tissue would be useful alternative for rapid monitoring of changes of avirulence genes without isolation and cultivation of the pathogen. In this study, a fast, low-cost and reliable method for DNA preparation of M. oryzae from a small piece of infected single rice leaf or neck lesion was established. This single step method only required 10 min for DNA preparation and conventional chemical reagents commonly found in the laboratory. The AvrPik and AvrPi9 genes were successfully amplified with the prepared DNA. The expected DNA fragments from 570 bp to 1,139 bp could be amplified even three months after DNA preparation. This method was also suitable for DNA preparation from M. oryzae strains stored on the filter paper. All together these results indicate that the DNA preparation method established in this study is reliable, and could meet the basic needs for polymerase chain reaction-based analysis of M. oryzae.
To analyze the genome of Cucumber mosaic virus(CMV) in pepper, we developed a new extraction method for double-stranded RNA(dsRNA). To isolate the dsRNA, 0.1g of pepper leaves homogenized with 1ml of 5${\times}$EXB extraction buffer[0.5M glycin, 0.5M NaCl, 5mM EDTA(pH9.0/NaOH), 10% Sodium N-lauryl salcosinate(NLS), 10% Sodium dodecylsulfate(SDS)] and purified with the 1/4 volume of phenol: chloroform: isoamylalcohol(25:24:1). dsRNAs from the aqueous phase was precipitated with isopropanol. This procedure was able to detect a minimal amount of dsRNA from CMV infected plant tissue and to distinguish different CMV satellite RNAs by polyacrylamide gel electrophoresis(PAGE). Moreover, this method can be applied CMV infected in pepper or Rice dwarf virus (RDV) infected rice.
병 잎위에서 도열병균 부착기형성은 고도저항성인 통일과 감수성인 농림 6호간에 큰 차이가 없었다. 감수성인 농림 6호에는 직접 기동세포에 침입 신전되었으나 고도저항성인 통일품종에서는 그와 반대로 균계가 신전되지 않았다. 고도저항성인 통일은 생리형에 관계없이 감수성인 진여, 농림 6호보다 급속히 기생세포가 변질되는 동시에 그 비율도 높았다. 호흡율을 산소흡수율로 보면 건전조직보다 병반조직에서 높은 경향이었다. 저항성품종인 수원 180호에서 건전조직과 호흡율에 차이가 없었으나 감수성인 진여의 경우에는 건전조직보다 호흡율이 훨씽 높았다. 그리고 품종간에도 건전부위의 호흡율의 차이가 심하였다. 호흡율은 병반이 최초로 형성되는 시기에 저항성 및 감수성을 막론하고 상승하였는데 감수성조직은 건전조직에 비하여 급속히 증가하는 반면 저항성병반에 있어서는 완만하게 증가하였다. 퍼옥시다제의 활성은 건전조직에 비하여 감수성조직에서 증가하였고 생리형과 품종간에 비친화성인 저항성병반에 있어서 그 활성이 감수성병반에 비하여 현저히 증가하였다. 그러나 고도저항성인 반응에 있어서는 건전 및 이병조직간에 퍼옥시다제의 활성차이가 거의 없었다. 아스코빅산, 하이드로퀴논 및 카테콜 산화효소 활성도 퍼옥시다제와 같은 경향이었다. 반대로 카탈라제의 활성은 친화성인 병반조직에서 오히려 감소하였다.
벼 도열병은 벼의 조직에 따라서 잎, 마디, 목, 그리고 이삭의 병징에 의해 특성화된다. 심각한 수량 손실이 잎 도열병 보다는 목도열병과 이삭도열병이 원인이 됨에도 불구하고, 분리된 균주의 병원력 검정은 목과 이삭 대신 잎에서 수행되었다. 이 연구에서 우리는 목과 이삭 도열병을 위한 병원성 검정 방법을 개발하였다. 병원력 검정을 위해, 잎, 목, 그리고 이삭 도열병으로 부터 각각 3개의 대표균주를 선발하였다. 벼에 도열병균을 접종한 후 48시간 동안 고습도생장상에서 두었을 때, 24시간보다 목과 이삭에서 높은 발병률을 보였다. 잎 도열병 검정과 다르게, 목과 이삭에서의 전형적인 병반은 접종 14일 후 나타났다. 이 연구방법은 앞으로 벼 도열병의 벼 조직 별 병원성 검정방법을 위해 활용될 수 있을 것이다.
Infection with rice blast fungus (Magnaporthe grisea) significantly reduced foliar net photosynthesis (A) of rice cultivars: Ilpoom, Hwasung, and Choochung in greenhouse experiments. By measuring the amount of diseased leaf area with a computer image analysis system, the relation between disease severity (DS) and net photosynthetic rate was curvilinearly correlated (r=0.679). Diseased leaves with 35% blast symptom can be predicted to have a 50% reduction of photosynthesis. The disease severity was linearly correlated (r=0.478) with total chlorophyll (chlorophyll a and chlorophyll b) per unit leaf area(TC). Light use efficiency was reduced by the fungal infection according to the light response curves. However, dark respiration (Rd) did not change after the fungal infection (p=0.526). Since the percent of reduction in photosynthesis greatly exceeded the percent of leaf area covered by blast lesions, loss of photosynthetic tissue on an area basis could not by itself account for the reduced photosynthesis. Quantitative photosynthetic reduction can be partially explained by decreasing TC, but cannot be explained by decreasing Rd. By photosynthesis (A)-internal CO$_2$ concentration (C$_i$ curve analysis, it was suggested that the fungal infection reduced ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (Rubisco) activity, ribulose-1,5-bisphosphate (RuBP) regeneration, and inorganic phosphate regeneration. Thus, the reduction of photosynthesis by blast infection was associated with decreased TC and biochemical capacity, which comprises all carbon metabolism after CO$_2$ enters through the stomata.
수도품종 농백, 진흥, 낙동, 태백 등 4품종과 도열병균 KJ-101과 KJ-301의 2race를 사용하여 peroxidase 활성증가와 저항성과의 관계를 관찰하였다. peroxidase 활성은 수도유균가 성장할수록 모든 품종에서 증가되는 경향은 있었으나 품종간 차이는 크지 않았다. 도열병균을 접종 후 시간이 경과함에 따라 이병 잎에서는 무접종 건전잎보다 효소활성이 높았고 접종된 균주에 비친화적인 품종보다 발병이 심한 친화적 품종에서 더욱 높았다. 전기영동법에 의한 peroxidase pattern은 이병잎에서는 도열병균의 peroxidase band를 관찰할 수 없었다. 질소시비량을 증가시켰을 지라도 peroxidase 활성은 변함이 없었다.
벼 직파재배에서 새 피해, 발아 및 입모불량 그리고 도복피해 등 기술보급저해요인을 해소하기 위하여 개발된 규산 코팅볍씨의 이앙용 상자육묘에서 건묘육성과 벼키다리병 발병 경감을 구명하기 위하여 호기조건인 상자육묘조건과 혐기조건인 Pot이앙조건으로 수행한 결과는 다음과 같다. 1. 코팅볍씨에서 묘의 출현은 무코팅볍씨에서 보다 2-3일 빨랐고 입고병과 벼키다리병 발생이 현저히 경감되었다. 2. 파종후 45일 생체중은 건전묘에서 11%, 이병묘에서 2.01배로 규산코팅볍씨의 건묘 육성효과가 뚜렷하였다. 3. 육묘 중 파종후 80일까지 벼키다리병 발생은 무코팅볍씨 91.6%에 비하여 7.8%로 현저하게 경감되었다. 4. 최대발병률을 보인 파종 후 45일에 이앙된 코팅볍씨에서 무코팅볍씨에 비하여 건전묘의 추가발병이 거의 없었고 이병묘의 정상생육 회복도 가능하였다. 5. 코팅볍씨에서 육묘된 토양과 식물체의 뿌리와 엽초기부조직에서 활동성 소형포자와 대형포자의 분포가 무코팅에서보다 현저하게 줄었다. 특히 코팅볍씨의 육묘토양과 이병묘/건전묘에서는 무코팅볍씨에서 나타난 전형적인 대형포자(3-7개의 격막과 양끝이 낫처럼 굽은)와는 다른 격막이 없고 두터운 세포벽을 갖는 장방형 미성숙 대형포자 출현이 발병 경감원인으로 주목되었다. 6. 이상의 결과를 종합하여 보면 코팅볍씨의 육묘 중 벼키다리병 발병경감과 이앙 후 이병묘의 정상생육 회복 그리고 건전묘의 이병화경감은 강알칼리성 수용성 규산과 다공성 지오라이트 그리고 종피 잠복 병원균 간의 물리화학적 특성과 건전묘의 균에 대한 저항성에 기인되었을 것으로 판단되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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