Plant viruses are among the important pathogens that cause severe crop losses. The most efficient method to control viral diseases is currently to use virus resistant crops. In order to develop the virus resistant crops, a detailed understanding of the molecular interactions between viral and host proteins is necessary. Recessive resistance to a pathogen can be conferred when plant genes essential in the life cycle of a pathogens are deficient, while dominant resistance is mediated by host resistance (R) genes specifically interacting with effector proteins of pathogens. Thus, recessive resistance usually works more stably and broadly than dominant resistance. While most of the recessive resistance genes have so far been identified by forward genetic approaches, recent advances in genome editing technologies including CRISPR/Cas9 have increased interest in using these technologies as reverse genetic tools to engineer plant genes to confer recessive resistance. This review summarizes currently identified recessive resistance genes and introduces reverse genetic approaches to identify host interacting partner proteins of viral proteins and to evaluate the identified genes as genetic resources of recessive resistance. We further discuss recent advances in various precise genome editing technologies and how to apply these technologies to engineer plant immunity.
To classify the inheritance of resistance to potato virus Y, crosses between susceptible flue-cured tobacco variety NC 95 and resistant variety McNair 30 were conducted. The parents, $F_1$ plants, $F_2$ populations, and haploid plants derived from anthers of $F_1$ plants were screened for a resistance of two potato virus Y strains (PVY-VB and PVY-VN) isolated in Korea. The Chi-square values for the $F_3$ populations and haploids of $F_1$ fitted 1 :3 and 1 :1 ratios of resistant to susceptible for two strains, respectively. Therefore, it was found that the resistance of McNair 30 for the potato virus Y was controlled by a single recessive gene. Moreover the resistance to two strains screened was inherited dependently.
Cucumber mosaic virus (CMV) is one of the most important viral diseases in pepper (Capsicum annuum L.), and several genes for resistance were reported in Capsicum spp. In Korea, a single dominant gene that is resistant to $CMV_{Fny}$ and $CMV_{P0}$ has been used for breeding. Recently, a new strain ($CMV_{P1}$) was reported that could infect cultivars resistant to both $CMV_{Fny}$ and $CMV_{P0}$. Therefore, breeding of more robust CMV-resistant cultivars is required. In this study, we surveyed the inheritance of $CMV_{P1}$ resistance and analyzed the location of the resistance loci. After $CMV_{P1}$ inoculation of various germplasms and breeding lines, one accession (ICPN18-8) showed no visual symptoms at 15 dpi (days post inoculation) but was susceptible after 45 dpi, and one resistant line (I7339) showed resistance until at 45 dpi. The latter line was used for tests of resistance inheritance. A total of 189 $F_2$ plants were examined, with 42 individuals showing resistance at 15 dpi and a phenotype segregation ratio close to 1:3 (resistant:susceptible plants). In a lateral ELISA test at 45 dpi, 11 plants showed resistance, and the segregation ratio was changed to 1:15. These results indicate that resistance in C. annuum 'I7339' is controlled by two different recessive genes; we named these resistance genes 'cmr3E' and 'cmr3L,' respectively. To locate these two resistant loci in the pepper linkage map, various RAPD, SSR, and STS markers were screened; only nine markers were grouped into one linkage group (LG). Only one RAPD primer (OPAT16) was distantly linked with cmr3E (22.3 cM) and cmr3L (20.7 cM). To develop more accurate markers for marker-assisted breeding, enriching for molecular markers spanning two loci will be required.
Sen, Ratna;Nataraju, B.;Balavenkatasubbaiah, M.;Premalatha, V.;Thiagarajan, V.;Datta, R.K.
International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
/
v.9
no.1
/
pp.35-40
/
2004
Bombyx mori densonucleosis virus type 1 (BmDNV1)- a non occluded virus causes flacherie disease in the susceptible stocks of the silkworm, Bombyx mori. However, some stocks are non-susceptible. Non-susceptibility to BmDNV1 in B. mori is a unique case where the virus infection is completely inhibited by a single gene of the host. A survey conducted by this institute in some parts of Karnataka state has revealed that, 43.05% of the total incidence of flacherie disease caused by non-occluded viruses, are due to the synergistic infection of B. mori densonucleosis and infectious flacherie virus. Earlier study indicated that rearing of BmDNV1 resistant silkworm stock is effective in protecting silkworm against BmIFV also. In the present study the response of 78 silkworm stocks which include 42 of non-diapausing and 36 of diapausing groups, to BmDNV1 is investigated. Newly ecdysed third instar larvae were inoculated per-os with 10% inoculum of BmDNV1 extracted from the mid-gut of infected silkworm. One non-diapausing and three diapausing silkworm stocks were found to be resistant to BmDNV1. Eleven silkworm stocks were found to possess moderate resistance whereas rest sixty three were found to be susceptible to BmDNV1. Genetic analysis has shown that the resistance to BmDNV1 is autosomally inherited and controlled by a major dominant or a major recessive gene in different silkworm stocks. These resistant stocks can be utilized as the resource material to develop BmDNV1 resistant commercial hybrids. The selection strategies, depending upon the mode of inheritance of resistance in the resource material chosen, are discussed.
To evaluate the involvement of translation initiation factors eIF4E and eIFiso4E in Chilli veinal mottle virus (ChiVMV) infection in pepper, we conducted a genetic analysis using a segregating population derived from a cross between Capsicum annuum 'Dempsey' containing an elF4E mutation ($pvr1^2$) and C. annuum 'Perennial' containing an elFiso4E mutation (pvr6). C. annuum 'Dempsey' was susceptible and C. annuum 'Perennial' was resistant to ChiVMV. All $F_1$ plants showed resistance, and $F_2$ individuals segregated in a resistant-susceptible ratio of 166:21, indicating that many resistance loci were involved. Seventy-five $F_2$ and 329 $F_3$ plants of 17 families were genotyped with $pvr1^2$ and pvr6 allele-specific markers, and the genotype data were compared with observed resistance to viral infection. All plants containing homozygous genotypes of both $pvr1^2$ and pvr6 were resistant to ChiVMV, demonstrating that simultaneous mutations in elF4E and eIFiso4E confer resistance to ChiVMV in pepper. Genotype analysis of $F_2$ plants revealed that all plants containing homozygous genotypes of both $pvr1^2$ and pvr6 showed resistance to ChiVMV. In protein-protein interaction experiments, ChiVMV viral genome-linked protein (VPg) interacted with both eIF4E and eIFiso4E. Silencing of elF4E and eIFiso4E in the VIGS experiment showed reduction in ChiVMV accumulation. These results demonstrated that ChiVMV can use both eIF4E and eIFiso4E for replication, making simultaneous mutations in eIF4E and eIFiso4E necessary to prevent ChiVMV infection in pepper.
Rao, P. Sudhakara;Nataraju B.;Balavenkatasubbaiah M.;Dandin S.B.
International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
/
v.13
no.2
/
pp.109-112
/
2006
The use of commercial silkworm hybrids resistant to important silkworm diseases is economical and better option particularly in tropical areas. This necessitated the evolution of productive bivoltine silkworm breeds non-susceptible to $BmDNV_1$. Non-susceptibility to $BmDNV_1$, infection was found to be controlled by a single recessive gene, nsd-l or a dominant gene, Nid-l. A major dominant/recessive gene confers resistance to $BmDNV_1$, from potent donor parents have been transferred to 10 productive but susceptible bivoltine silkworm strains through conventional breeding methods. By utilizing these breeds prepared 25 hybrids $(5{\times}5)$ and hybrid evaluation was carried out to identify most promising hybrids resistant to $BmDNV_1$. All these hybrids are inoculated with $BmDNV_1$ inoculum along with productive control hybrid $CSR2{\times}CSR4$ and reared under standard rearing procedure. Based on inoculated rearing and test reeling results, two most promising hybrids $(CSR18DR{\times}CSR29DR\;and\;CSR21DR{\times}CSR50DR)$ were selected for commercial exploitation. The selected hybrids have shown a survival rate of >85% with productive traits, where as control hybrid have shown 11.1% survival with inferior cocoon traits. The methodologies adopted were discussed.
Kim, Jae-Hyun;Kuem, Wan-Soo;Lee, Sin-Ho;Kim, Jeong-Soo;Jeon, Yong-Ho;Jung, Suk-Hun;Chung, Youl-Young;Park, Yong-Hack
Journal of the Korean Society of Tobacco Science
/
v.28
no.2
/
pp.100-110
/
2006
A mutant of Potato vims Y (PVY) was occurred in PVY resistance flue-cured tobacco breeding line KF0402 $(TC1146{\times}KF117)$ showing vein necrosis at Suwon in Korea. This isolate, PVY-SWM, was differentiated from other PVY based on biological properties and nucleotide sequence analyses of coat protein gene. PVY-SWM caused typical symptoms on 21 indicator plants as compared to the PVY-TOJC37. Remarkably, the PVY-SWM induced distinctly different symptom of systemic vein necrosis on tobacco cultivars V.SCR, PBD6, TN86, TN90, Virgin A Mutant (VAM), Wislica, NC744, KB108 and KB111, which were reported to have the recessive potyvirus resistance gene va. In RT-PCR assays with specific primers for detection of PVY, a single band of about 800bp in length was produced. The amplified DNA was cloned and the nucleotide sequence was determined. The coat protein gene of PVY-SWM showed 88.4%-99.0% and 92.5%-98.5% identities to the 12 different PVY isolates of Genbank Database at the nucleotide and amino acidi respectively. Multiple alignments as well as cluster dendrograms of PVY-SWM isolate revealed close phylogenetic relationship to the $PVY^{NTN}$ subgroup.
Plant viruses cause significant yield losses and continuously threaten crop production, representing a serious threat to global food security. Studies on plant-virus interactions have contributed to increase our knowledge on plant immunity mechanism, providing new strategies for crop improvement. The prophylactic managements consist mainly following international legislations, eradication of infected plants, and application of pesticide to decrease the population of vectors. Hence, putting together the pieces of knowledge related to molecular plant immunity to viruses is critical for the control of virus disease in fields. Over the last several decades, the outstanding outcomes of extensive research have been achieved on comprehension of plant immunity to viruses. Although most dominant R genes have been used as natural resistance genes, recessive resistance genes have been deployed in several crops as another efficient strategy to control viruses. In addition, RNA interference also regulates plant immunity and contribute a very efficient antiviral system at the nucleic acid level. This review aims at describing virus disease on crops and summarizes current resistance mechanisms. Furthermore, we will discuss the current biotechnological approaches to control viral diseases and the future questions that are to be addressed to secure crop production against viruses.
Heo N. Y.;Kim D. U.;Ryu G. H.;Kang C. S.;Lee K. H.
Korean Journal Plant Pathology
/
v.1
no.2
/
pp.136-140
/
1985
The studies were conducted to test for combining ability and to evaluate resistance to maize dwarf mosaic virus (MDMV) by diallel crosses of corn inbreds. For the genetic analysis of the resistance, a diallel set of crosses without reciprocals was made using the eight corn inbreds which had different degrees of resistance to MDMV. Twenty eight $F_1$ hybrids showed different symtom severity. the highest value is 3.63 and the lowest value is 1.87 in disease ratings (1-4). General combining ability (GCA) for resistance to MDMV was highly significant, but specific combining ability (SCA) was not significant. Two inbreds, A632 and KS15 showed negative GCA effects, indicating that these parents were good general combiners and that resistance to MDMV increased in hybrid combinations. Hyrid A632 x KS5, showed the highest negative SCA effect and several combinations showed negative SCA effects. The analysis of parent-offspring covariance (Wr) and array variance (Vr), suggest that there may be many dominant genes in the resistant inbreds and many recessive genes in the susceptible inbreds.
Plants protect against viruses through passive and active resistance mechanisms, and in most cases characterized thus far, natural recessive resistance to potyviruses has been mapped to mutations in the eukaryotic initiation factor eIF4E or eIF(iso)4E genes. Five eIF4E copies and three eIF(iso)4E copies were detected in Brassica rapa. The eIF4E and eIF(iso)4E genes could interact with turnip mosaic virus (TuMV) viral protein linked to the genome (VPg) to initiate virus translation. From the yeast two-hybrid system (Y2H) and bimolecular fluorescence complementation (BiFC) assays, the TuMV-CHN2/CHN3 VPgs could not interact with BraA.eIF4E.a/c or BraA.eIF(iso)4E.c, but they could interact with BraA.eIF(iso)4E.a in B. rapa. Further analysis indicated that the amino acid substitution L186F (nt T556C) in TuMV-UK1 VPg was important for the interaction networks between the TuMV VPg and eIF(iso)4E proteins. An interaction model of the BraA. eIF(iso)4E protein with TuMV VPg was constructed to infer the effect of the significant amino acids on the interaction of TuMV VPgs-eIF(iso)4Es, particularly whether the L186F in TuMV-UK1 VPg could change the structure of the TuMV-UK1 VPg protein, which may terminate the interaction of the BraA.eIF(iso)4E and TuMV VPg protein. This study provides new insights into the interactions between plant viruses and translation initiation factors to reveal the working of key amino acids.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.