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연구성과

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농촌진흥청, 세계 최초 오이흰가루병균 유전체 해독

성과명 농촌진흥청, 세계 최초 오이흰가루병균 유전체 해독 조회 930
사업명 . 지원기관 농촌진흥청
연구자명 김정구 연구기관 농촌진흥청
등록일 2020-08-06 발간일 2020-08-04
내용바로가기 http://www.rda.go.kr/board/board.do?boardId=farmprmninfo&prgId=day_farmprmninfoEntry&currPage=1&dataNo=100000765849&mode=updateCnt&searchSDate=&searchEDate=#script
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핵심내용

 

농촌진흥청, 세계 최초 오이흰가루병균 유전체 해독

- 병원균 검출 마커도 개발… 방제약제 개발에 활용 기대 - 


□ 농촌진흥청(청장 김경규)은 세계 최초로 오이흰가루병균 유전체 염기서열을 해독하고, 병원균 검출 마커를 개발했다.

 ○ 오이흰가루병은 국내 오이 재배가 시설화, 대규모화되면서 지속적으로 문제시 되고 있으며, 방제 약제 내성균까지 나타나 방제가 어려운 실정이다.

 ○ 특히 오이흰가루병균은 배지에서 배양되지 않고 살아있는 오이 잎 조직에서만 생존, 증식되는 절대기생균으로 순수분리가 되지 않아 유전체 연구가 이뤄지지 못했다.

 

 

□ 농촌진흥청은 2017년부터 3년 동안 오이흰가루병균 유전체 염기서열을 결정해 올해 1월 미국 보건성 유전자정보센터(NCBI)에 등록1) 하고 공개했다.

 ○ 유전체 해독 결과, 오이흰가루병균은 12,834개의 유전자를 가지고 있으며, 유전체 크기는 209.3 Mb로 보통 진균보다 2∼6배 정도 큰 것으로 나타났다.

 ○ 또한, 약제 저항성을 유발하는 것으로 추정되는 12개의 유전자를 확인했다.

 ○ 이와 함께 오이흰가루병균만이 가지는 17개 특이유전자 서열을 통해 중합효소연쇄반응(PCR)으로 병원균을 검출할 수 있는 마커를 개발했다.

 ○ 이 검출 마커를 이용하면 오이 종자를 비롯해 잎 등에서 DNA를 추출해 간단하게 병균을 검출할 수 있으며, 유전체 정보를 바탕으로 포도흰가루병 등 비슷한 병균과 쉽게 구별해 맞춤형 방제를 할 수 있다.

 

 

□ 농촌진흥청은 이번에 개발한 검출기술을 특허출원2) 완료하고 기술 이전했다.

 

□ 농촌진흥청 유전체과 안병옥 과장은 “이번에 개발된 검출기술로 오이 종자 등에 존재하는 흰가루병균을 쉽고 정확하게 검출할 수 있게 됐다.”라며,

 ○ “앞으로 약제저항성 유발 유전자 정보 등이 방제약제 개발 분야에서 활용될 수 있길 기대한다.”라고 말했다.

상세내용

 

□ 본 연구의 의의

 ○ 이번 연구는 세계 최초일 뿐만 아니라 식물에 병을 일으키는 절대기생균의 전체 유전체를 해독했다는 데 의의가 있다.

 ○ 2002년부터 세계적으로 수만종의 진균 유전체가 보고되었으나, 현재까지 절대기생성 식물병원 진균 유전체는 10여 종만이 보고되었다.

   * 흰가루병균, 녹병균, 노균병균 등이 절대기생성임

 ○ 오이흰가루병균(Podosphaera xanthii) 역시 활물기생균으로서 인공배양이 되지 않으며 살아있는 오이 식물체에서만 생존, 증식이 되어 순수분리가 안 되며 연구가 어려운 병원체이다.

□ 검출마커 개발의 의의와 기존 방제법과의 차별성

 ○ 미국 Medicinal Genomics에서 PCR 방법에 의한 흰가루병균 검출 기술이 이미 알려져 있으나, 유전체 정보를 기반으로 포도흰가루병 등 근연종과 구별할 수 있는 것이 특징이다.

   * 검출한계는 70 CFU/ul 수준이며 통상의 PCR 방법으로 2시간 소요됨

□ 약제저항성 관련 유전자의 후속 연구

 ○ 곰팡이는 세포막에 다량의 에르고스테롤(ergosterol)을 품고 있는데, 에르고스테롤은 여러 단계를 거쳐 생합성되며 여기 관여하는 효소는 방제물질의 좋은 표적이 된다.

   * 현재 등록, 사용중인 아졸계의 다양한 살균제가 에르고스테롤 생합성을 표적으로 함

 ○ 이번 유전체 연구결과 오이흰가루병균은 sterol 14-demethylase를 포함하여 12개의 약물 표적이 존재함을 확인하였다. 이러한 표적을 저해하는 기작의 방제 물질 개발 등에 이러한 정보가 이용될 수 있고

 ○ 약제저항성을 갖는 균주에서는 이러한 표적이 돌연변이에 의하여 변형되어 있는 경우가 많은데, 유전체 정보를 이용하여 돌연변이를 쉽게 찾을 수 있다.


 

 

...................(계속)

 


 

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