칼슘-의존성 단백질 카이네이즈(CDPK)는 식물의 Ca2+ 매개 신호 전달에 필수적인 역할을 한다. CDPK는 염분, 저온, 가뭄 등과 같은 비생물적 스트레스에 대한 식물의 반응을 조절하는 데 관여하는 것으로 알려져 있다. 벼의 CDPK는 31개의 유전자로 구성된 거대 다유전자군으로 되어 있지만, 단지 일부 벼의 CDPK 기능만이 확인되었다. 따라서, 벼에서 OsCPK11의 기능을 알아보기 위해, 이 연구는 염분, 저온 및 가뭄과 같은 비생물적 스트레스 조건에서 벼의 야생형과 ND0001 oscpk11 돌연변이체의 OsCPK11 발현 분석에 초점을 맞추었다. 염분, 저온, 가뭄 스트레스 처치를 위해 유식물을 각각 200 mM NaCl, 4℃, 20% PEG 6,000에 노출시켰다. 야생형과 ND0001 돌연변이체에서 OsCPK11의 발현을 확인하기 위해 RT-PCR과 quantitative real-time PCR을 수행하였다. RT-PCR 결과에 의하면, 야생형과 이형접합성 돌연변이체에서는 OsCPK11 전사체가 검출되었지만, 동형접합성 돌연변이체에서는 검출되지 않았다. Quantitative real-time PCR 결과에 의하면 야생형에서 염분, 저온, 가뭄 스트레스에 의해 OsCPK11의 상대적인 발현이 증가하였으며, 각각 24시간, 6시간, 24시간 후 최대 수준에 도달하였다. ND0001 동형접합성 돌연변이체의 OsCPK11의 상대적 발현은 야생형에 비해 현저히 감소하였다. 이러한 결과는 oscpk11 동형접합성 돌연변이체에서는 OsCPK11발현을 완전히 저해하며, OsCPK11유전자 발현 조절이 염분, 저온 및 가뭄 스트레스 신호 전달 과정에 관여할 수 있음을 의미한다.
Kim, Sung-Woong;Lee, Hyo-Jeong;Cho, Kang Hee;Jeong, Rae-Dong
The Plant Pathology Journal
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제38권4호
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pp.417-422
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2022
Apple stem grooving virus (ASGV) is a destructive viral pathogen of pome fruit trees that causes significant losses to fruit production worldwide. Obtaining ASGV-free propagation materials is essential to reduce economic losses, and accurate and sensitive detection methods to screen ASGV-free plantlets during in vitro propagation are urgently necessary. In this study, ASGV was sensitively and accurately quantified from in vitro propagated apple plantlets using a reverse transcription droplet digital polymerase chain reaction (RT-ddPCR) assay. The optimized RT-ddPCR assay was specific to other apple viruses, and was at least 10-times more sensitive than RT-real-time quantitative PCR assay. Furthermore, the optimized RT-ddPCR assay was validated for the detection and quantification of ASGV using micropropagated apple plantlet samples. This RT-ddPCR assay can be utilized for the accurate quantitative detection of ASGV infection in ASGV-free certification programs, and can thus contribute to the production of ASGV-free apple trees.
Accurate and efficient microbial diagnosis is crucial for effective molecular diagnostics, especially in the field of human healthcare. The gold standard equipment widely employed for detecting specific microorganisms in molecular diagnosis is quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR). However, its limitations in low metagenomic DNA yield samples necessitate exploring alternative approaches. Digital PCR, by quantifying the number of copies of the target sequence, provides absolute quantification results for the bacterial strain. In this study, we compared the diagnostic efficiency of qRT-PCR and digital PCR in detecting a particular bacterial strain (Staphylococcus aureus), focusing on skin-derived DNA samples. Experimentally, specific primer for S. aureus were designed at transcription elongation factor (greA) gene and the target amplicon were cloned and sequenced to validate efficiency of specificity to the greA gene of S. aureus. To quantify the absolute amount of microorganisms present on the skin, the variable region 5 (V5) of the 16S rRNA gene was used, and primers for S. aureus identification were used to relative their amount in the subject's skin. The findings demonstrate the absolute convenience and efficiency of digital PCR in microbial diagnostics. We suggest that the high sensitivity and precise quantification provided by digital PCR could be a promising tool for detecting specific microorganisms, especially in skin-derived DNA samples with low metagenomic DNA yields, and that further research and implementation is needed to improve medical practice and diagnosis.
The epidemic of 2019 novel coronavirus, later named as severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), is still gradually spreading worldwide. The nucleic acid test or genetic sequencing serves as the gold standard method for confirmation of infection, yet several recent studies have reported false-negative results of real-time reverse-transcriptase polymerase chain reaction (rRT-PCR). Here, we report two representative false-negative cases and discuss the supplementary role of clinical data with rRT-PCR, including laboratory examination results and computed tomography features. Coinfection with SARS-COV-2 and other viruses has been discussed as well.
Objective: Molecular cloning and bioinformatics analysis of annexin A2 (ANXA2) gene in sika deer antler tip were conducted. The role of ANXA2 gene in the growth and development of the antler were analyzed initially. Methods: The reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR) was used to clone the cDNA sequence of the ANXA2 gene from antler tip of sika deer (Cervus Nippon hortulorum) and the bioinformatics methods were applied to analyze the amino acid sequence of Anxa2 protein. The mRNA expression levels of the ANXA2 gene in different growth stages were examined by real time reverse transcriptase polymerase chain reaction (real time RT-PCR). Results: The nucleotide sequence analysis revealed an open reading frame of 1,020 bp encoding 339 amino acids long protein of calculated molecular weight 38.6 kDa and isoelectric point 6.09. Homologous sequence alignment and phylogenetic analysis indicated that the Anxa2 mature protein of sika deer had the closest genetic distance with Cervus elaphus and Bos mutus. Real time RT-PCR results showed that the gene had differential expression levels in different growth stages, and the expression level of the ANXA2 gene was the highest at metaphase (rapid growing period). Conclusion: ANXA2 gene may promote the cell proliferation, and the finding suggested Anxa2 as an important candidate for regulating the growth and development of deer antler.
The filamentous fungus Fusarium graminearum is an important cereal pathogen. Although quantitative realtime PCR (qRT-PCR) is commonly used to analyze the expression of important fungal genes, no detailed validation of reference genes for the normalization of qRT-PCR data has been performed in this fungus. Here, we evaluated 15 candidate genes as references, including those previously described as housekeeping genes and those selected from the whole transcriptome sequencing data. By a combination of three statistical algorithms (BestKeeper, geNorm, and NormFinder), the variation in the expression of these genes was assessed under different culture conditions that favored mycelial growth, sexual development, and trichothecene mycotoxin production. When favoring mycelial growth, GzFLO and GzUBH expression were most stable in complete medium. Both EF1A and GzRPS16 expression were relatively stable under all conditions on carrot agar, including mycelial growth and the subsequent perithecial induction stage. These two genes were also most stable during trichothecene production. For the combined data set, GzUBH and EF1A were selected as the most stable. Thus, these genes are suitable reference genes for accurate normalization of qRT-PCR data for gene expression analyses of F. graminearum and other related fungi.
Jinuk Jeong;Yunseok Oh;Junhyeon Jeon;Dong-Heon Baek;Dong Hee Kim;Kornsorn Srikulnath;Kyudong Han
Genomics & Informatics
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제21권1호
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pp.13.1-13.8
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2023
Importance of accurate molecular diagnosis and quantification of particular disease-related pathogenic microorganisms is highlighted as an introductory step to prevent and care for diseases. In this study, we designed a primer/probe set for quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR) targeting rgpA gene, known as the specific virulence factor of periodontitis-related pathogenic bacteria 'Porphyromonas gingivalis', and evaluated its diagnostic efficiency by detecting and quantifying relative bacterial load of P. gingivalis within saliva samples collected from clinical subjects. As a result of qRT-PCR, we confirmed that relative bacterial load of P. gingivalis was detected and quantified within all samples of positive control and periodontitis groups. On the contrary, negative results were confirmed in both negative control and healthy groups. Additionally, as a result of comparison with next-generation sequencing (NGS)-based 16S metagenome profiling data, we confirmed relative bacterial load of P. gingivalis, which was not identified on bacterial classification table created through 16S microbiome analysis, in qRT-PCR results. It showed that an approach to quantifying specific microorganisms by applying qRT-PCR method could solve microbial misclassification issues at species level of an NGS-based 16S microbiome study. In this respect, we suggest that P. gingivalis-specific primer/probe set introduced in present study has efficient applicability in various oral healthcare industries, including periodontitis-related microbial molecular diagnosis field.
In the study, we developed and evaluated a uracil N-glycosylase (UNG)-supplemented single-tube nested reverse transcription-polymerase chain reaction (UsnRT-PCR) assay that can carried out first-round RT-PCR and second-round nested PCR in a reaction tube without reaction tube opening and can simultaneously detect EU- and NA-PRRSV. The UsnRT-PCR confirmed to have a preventing ability of mis-amplification by contamination of pre-amplified PRRSV DNA from previous UsnRT-PCR. Primer specificities were evaluated with RNAs extracted from 8 viral strains and our results revealed that the primers had a high specificity for both genotypes of PRRSV. The sensitivity of the UsnRT-PCR was 0.1 $TCID_{50}$/0.1 mL for EU- or NA-PRRSV, respectively, which is comparable to that of previously reported real time RT-PCR (RRT-PCR). Clinical evaluation on 110 field samples (60 sera and 50 lung tissues) by the UsnRT-PCR and the RRT-PCR showed that detection rates of the UsnRT-PCR was 70% (77/110), and was relatively higher than that of the RRT-PCR (69.1%, 76/110). The percent positive or negative agreement of the UsnRT-PCR compared to RRT-PCR was 96.1% (73/76) or 90.9% (30/33), showing that the test results of both assays may be different for some clinical samples. Therefore, it is recommend that diagnostic laboratory workers use the two diagnostic assays for the correct diagnosis for the relevant samples in the swine disease diagnostic laboratories. In conclusion, the UsnRT-PCR assay can be applied for the rapid, and reliable diagnosis of PRRSV without concerns about preamplified DNA carryover contamination that can occurred in PCR process in the swine disease diagnostic laboratories.
There have been a total tenth FMD outbreaks in Korea and for the first time, type O and A were detected simultaneously in 2017, which led to difficulties in FMD control. For the effective prevention of FMD, the importance of discrimination of serotypes became greater. Therefore, the most urgent requirement in case of FMD outbreak is differential diagnosis of serotypes. In this study, we developed a PNA probe-mediated multiplex real-time reverse transcription-polymerase chain reaction (rRT-PCR) assay using the peptide nucleic acid (PNA) probe, which is known to be stable to nucleotide mutation and that could specifically detect the all FMDV serotype A, FMDVA Yeoncheon strain which was occurred in Korea in 2017, and FMDV A viruses shown 96% similarity with FMDVA/Yeoncheon strain, at the same time. Therefore, It is believed that the newly introduced FMDVA will be effectively diagnosed using the PNA probe multiplex RT-PCR developed in this study, and ultimately contribute to the prevention of FMD.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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