KCI등재
고추 역병 저항성 후보 유전자 삽입을 통한 담배(Nicotiana benthamiana) 형질전환체 개발 최적화 = Development of Agrobacterium-mediated Transformation of Nicotiana benthamiana through Insertion of Candidate Gene for Phytophthora capsici Resistance in Pepper
저자
발행기관
경상국립대학교 농업생명과학연구원(Institute of Agriculture & Life Sciences, Gyeongsang National University)
학술지명
권호사항
발행연도
2023
작성언어
Korean
주제어
등재정보
KCI등재
자료형태
학술저널
수록면
17-24(8쪽)
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Phytophthora capsici (P. capsici) is a soil-borne fungal that causing Phytophthora blight with the significant problem to chili pepperfarming in wide-spread globally. To date, the resistance of P. capsici regulated by several minor quantitative trait loci (QTLs) a consistentmajor QTL on chromosome 5. The study is more needed such as the selection of candidate genes and identification of their function.
Especially, the Capsicum annuum is difficult to transformation, and there are many limitations in identifying resistance genes throughinteraction studies with pathogens. Hence, Nicotiana benthamiana (N. benthamiana), a Solanaceae crop such as chili pepper, is knownas a pathogen interaction model source and is useful for identifying the function of resistance genes through transformation. In thisstudy, an investigation of the resistance mechanism to P. capsici, a plant resistance gene analog (RGA) was selected, and optimizationof N. benthamiana transformation technique was performed on these genes. The CaNBARC105 and CaNBARC112 were identified asRGA candidates through analysis of the known P. capsici resistance molecular markers on chromosome 5 in pepper. We developed a N. benthamiana transformation into which chili pepper RGA was inserted based on the Agrobacterium tumefaciens for these two genesand we confirmed through genomic PCR and RT-PCR using gene-specific sequence. Also, it was verified phenotypes that this transformedN. benthamiana was no effect on its growth and development. This transformed N. bentahmiana will be helpful as a basis for theidentification of the Phytophthora blight resistance gene and mechanistic research in chili pepper.
고추역병균(Phytophthora capsici)은 고추 생육 전반에 걸쳐 병을 발생시켜 농가 소득에 큰 손실을 일으키고 있다. 고추 역병균 저항성은 양적형질 유전자좌(Quantitative Trait Loci, QTL)에 의해 조절되며 주동 유전자는 고추의 5번 염색체에 존재한다고 보고 되었지만, 후보 유전자의선발 및 저항성 유전자 규명 연구는 아직 초기 단계이다. 특히, 고추는 형질전환이 어려운 작물로써 병원균과의 상호작용 연구를 통한 저항성유전자 동정에 제한이 많다. 반면 고추와 같은 가지과 작물인 담배(Nicotiana benthamiana)는 병원균 상호작용 모델로 알려져 형질전환을 통해저항성 유전자 규명에 활용된다. 본 연구에서는 고추 역병 저항성 기작 규명을 위한 기초 연구로써, 식물 저항성 유사 유전자(Resistance GeneAnalog, RGA)를 선발하고, 이들 유전자들에 대한 담배 형질전환 기법 최적화 연구를 수행하였다. 고추 5번 염색체에 존재하는 고추 역병 저항성분자표지들을 분석하여 RGA 후보 유전자인 CaNBARC105, CaNBARC112 유전자를 동정하였다. 이들 유전자들에 대해 Agrobacteriumtumefaciens를 매개체로 하여 고추 RGA가 삽입된 담배 형질전환체를 개발하였다. 형질전환 여부는 유전자 특이적인 서열을 이용한 genomicPCR과 RT-PCR 검증을 통해 이들 형질전환 된 담배들의 생육 및 발달에 영향이 없다는 것을 확인하였다. 본 연구는 향후 고추 병 저항성 후보유전자들이 삽입된 담배 형질전환체는 고추 역병 저항성 유전자 규명 및 기작 연구에 기반이 될 것이다
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