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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이정관
- 발행연도
- 2021
- 저작권
- 동아대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수26
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Fusarium graminearum은 밀에 치명적인 병인 Fusarium head bilght (FHB)의 원인이다. 전 세계적으로 생산량과 식품안전에 영향을 주고 있음에도 불구하고 아직 확실한 방제법이 없다. 인삼재배 시 연작피해를 일으키는 인삼뿌리썩음병은 만성적 문제이다. 살균제를 이용한 방제는 환경문제, 저항성균주등장 등 많은 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서 FHB와 인삼뿌리썩음병을 방제하기 위해 F. graminearum의 새로운 유전자를 규명하였으며 인삼뿌리에서 생물학적방제제로 사용될 수 있는 내생균을 선발하였다.
제1장에서는 F. graminearum에서 NoxD를 암호화하고 있는 FgNoxD 의 기능을 규명하였다. NADPH oxidase는 진균에서 병원성에 관여한다고 알려져 있다. 이번 연구에서 FgNoxD 또한 F. graminearum의 병원성에 관여한다는 것을 밝혔다. 특히 병원성 실험에서 FgNoxD 삭제변이체를 접종한 밀의 자엽초와 이삭에서 접종부위에서만 병징이 제한적으로 나타난 것을 확인하였다. 벼에서 진행한 병원성 실험 결과 또한 야생형균주와 형질복원체에 비해 FgNoxD 삭제변이체의 병원성이 감소하였다. FgNoxD 삭제변이체는 균사생장과 분생포자형성이 줄어들었으며 반면 유성생식은 완전히 저해됐다. FgNoxD 삭제변이체는 세포벽 perturbing agent, 세포막 inhibitor, 살균제 그리고 산화 스트레스에 대한 저항성이 감소하였다. FgNoxD 삭제변이체는 야생형균주보다 DON합성량이 줄어든 것을 확인하였다. DON합성에 관여하는 유전자인 Tri5, Tri6 유전자의 발현 또한 야생형균주에 비해 상대적으로 낮은 것을 확인하였다. 결론적으로 본 연구 결과는 FgNoxD가 다양한 스트레스에 대한 저항성, 분생포자형성, 유성생식 그리고 병원성에 관여한다는 것을 보여줬다.
제2장에서는 건강한 인삼에서 17개의 내생균을 분리하였고 그 균주 중 3개의 균주(CH-9, CH-13, CH-15)만 인삼뿌리썩음병의 주요 병원균인 Cylindrocarpon destructans와 Fusarium solani에 대해 저해효과를 가지는 것을 확인하였다. 그 중 CH-15균주만 C. dsestructans가 합성하는 독소인 radicicol에 대해 저항성을 가졌다. CH-15균주 동정을 위해 16S rRNA와 gyraseA서열을 이용한 계통분석 결과 Bacillus velezensis로 동정됐다. CH-15균주의 배양액은 C. destructans와 F. solani의 포자발아와 균사생장을 억제하는 것을 확인하였다. 이 뿐만 아니라 CH-15균주를 이용하여 인삼뿌리에서 인삼뿌리썩음병의 병징을 억제하는 것을 확인하였다. PCR을 이용하여 항미생물효과를 갖는 이차대사산물인 Bacillomycin D, Iturin A, Bacilysin 그리고 Surfactin 합성 유전자를 갖고 있는 것을 확인하였다. 이상의 결과는 CH-15균주가 인삼뿌리썩음병의 생물학적방제제로써 사용될 가능성을 제시하였다.
제1장에서는 F. graminearum에서 NoxD를 암호화하고 있는 FgNoxD 의 기능을 규명하였다. NADPH oxidase는 진균에서 병원성에 관여한다고 알려져 있다. 이번 연구에서 FgNoxD 또한 F. graminearum의 병원성에 관여한다는 것을 밝혔다. 특히 병원성 실험에서 FgNoxD 삭제변이체를 접종한 밀의 자엽초와 이삭에서 접종부위에서만 병징이 제한적으로 나타난 것을 확인하였다. 벼에서 진행한 병원성 실험 결과 또한 야생형균주와 형질복원체에 비해 FgNoxD 삭제변이체의 병원성이 감소하였다. FgNoxD 삭제변이체는 균사생장과 분생포자형성이 줄어들었으며 반면 유성생식은 완전히 저해됐다. FgNoxD 삭제변이체는 세포벽 perturbing agent, 세포막 inhibitor, 살균제 그리고 산화 스트레스에 대한 저항성이 감소하였다. FgNoxD 삭제변이체는 야생형균주보다 DON합성량이 줄어든 것을 확인하였다. DON합성에 관여하는 유전자인 Tri5, Tri6 유전자의 발현 또한 야생형균주에 비해 상대적으로 낮은 것을 확인하였다. 결론적으로 본 연구 결과는 FgNoxD가 다양한 스트레스에 대한 저항성, 분생포자형성, 유성생식 그리고 병원성에 관여한다는 것을 보여줬다.
제2장에서는 건강한 인삼에서 17개의 내생균을 분리하였고 그 균주 중 3개의 균주(CH-9, CH-13, CH-15)만 인삼뿌리썩음병의 주요 병원균인 Cylindrocarpon destructans와 Fusarium solani에 대해 저해효과를 가지는 것을 확인하였다. 그 중 CH-15균주만 C. dsestructans가 합성하는 독소인 radicicol에 대해 저항성을 가졌다. CH-15균주 동정을 위해 16S rRNA와 gyraseA서열을 이용한 계통분석 결과 Bacillus velezensis로 동정됐다. CH-15균주의 배양액은 C. destructans와 F. solani의 포자발아와 균사생장을 억제하는 것을 확인하였다. 이 뿐만 아니라 CH-15균주를 이용하여 인삼뿌리에서 인삼뿌리썩음병의 병징을 억제하는 것을 확인하였다. PCR을 이용하여 항미생물효과를 갖는 이차대사산물인 Bacillomycin D, Iturin A, Bacilysin 그리고 Surfactin 합성 유전자를 갖고 있는 것을 확인하였다. 이상의 결과는 CH-15균주가 인삼뿌리썩음병의 생물학적방제제로써 사용될 가능성을 제시하였다.
목차
CHAPTER 1붉은곰팡이 Fusarium graminearum의 FgNoxD 기능규명 1초록 21. 서론 32. 재료 및 방법 52.1. 사용균주 및 배양 조건 52.2. 삭제변이체와 형질복원체 제작 52.3. 분생포자유도 및 발아 실험 62.4. 유성생식 유도 62.5. RNA 추출 및 quantitative real time PCR 82.6. Stress tests 82.7. 병원성실험 및 DON 추출 93. 결과 123.1. FgNoxD 아미노산 서열 계통도분석 및 형질전환균주 제작 123.2. FgNoxD가 F. graminearum의 균사생장, 분생포자 형성, 유성세대에 미치는 영향 153.3. FgNoxD가 F. graminearum의 스트레스 저항성에 미치는 영향 183.4. FgNoxD가 F. graminearum의 외부 산화적 스트레스 저항성에 미치는 영향 213.5. FgNoxD가 F. graminerum의 병원성에 미치는 영향 243.6. FgNoxD가 DON합성에 미치는 영향 274. 결론 및 고찰 29CHAPTER 2 인삼내생균 Bacillus velezenesis CH-15의 인삼뿌리썩음병 방제 효과 32초록 331. 서론 342. 재료 및 방법 362.1. 인삼내생균 분리 및 인삼 병원성 진균 준비 362.2. 분리균주 항진균효과 검정 362.3. Radicicol 저항성 test 372.4. 분리균주 동정 372.5. 인삼뿌리썩음병 방제 효과 검정 382.6. 항미생물 유전자 확인 393. 결과 413.1. 인삼뿌리썩음병원균에 대한 항균활성 및 라디시콜 저항성 균주 선발 413.2. CH-15배양액의 인삼뿌리썩음병원균주에 대한 생장 저해효과 433.3. 선발균주의 동정 453.4. 항미생물효과를 가진 이차대사산물 생합성 유전자 확인 473.5. 다양한 인삼병원균에 대한 항균활성 494. 결론 및 고찰 51References 53Abstract 60
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