바이오인

식물 병저항성 기작의 연구 동향

< 목  차 >

  1. 서론
  2. 본론
    2.1 병원성과 저항성
    2.2 식물바이러스 병과 이에 따라 작물생산량에 미치는 영향
    2.3 식물바이러스에 대한 면역반응
      2.3.1 우성유전자 기반 저항성
      2.3.2 열성유전자 기반 저항성
  3. 결론
  4. 참고문

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< 요약문 >

 
작물 생산에 있어 식물체는 질병, 즉 병원성 세균, 바이러스, 곰팡이와 같은 치명적인 장애 물로 인해 심각한 문제를 겪고 있다. 이 문제를 해결하기 위해 지난 30여 년 동안 분자 생 물학, 유전학 세포생물학, 및 생화학 등을 통하여 기작을 파악하고자 함으로써 질병 저항 메 커니즘을 분석하고자 하였다. 과거 바이러스 질병에 통제를 위해 연구된 부분은 식물 면역 의 이해에 대한 광범위한 연구로 뛰어난 결과가 달성되었으며, 대부분 R 유전자가 자연 저 항성 유전자로 사용되어 열성 저항성 유전자는 바이러스를 제어하는 또 다른 효율적인 전략 으로 이용되었다. 따라서 본 보고서에서는 식물 병원균 사이에 유전적 인자들을 조사함과 동시에 이러한 인자들에 역할 및 특성을 살펴보고 이러한 정보들을 토대로 유전적 병 저항 성을 효율적으로 이용하여 무병 작물을 생산할 수 있는 연구를 기대하고자 한다.

1. 서 론 
 
세계에 인구수가 급증하고 바이오 연료의 사용이 증가하면서 전 세계는 식량 수급에 문제를 겪고 있다. 매해 작물 생산량에서 병으로 인한 감소량은 꽤 높은 수준이며 이는 식량을 생산하는 데 있어 중요한 요인 중 하나로 꼽히고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 일반적인 방법으로 농약 에 사용은 환경 오염 문제로 크게 대두되고 있으며, 유익한 미생물까지도 없애는 게 좋지 않은 결과 를 초래한다. 따라서 이를 해결하기 위한 이상적인 방법에 대한 연구는 끊임없이 진행되고 있다 [1-3].
 
생물의 변이 기작은 아래와 같이 크게 다섯 가지로 나눌 수 있다.
 
 Ⅰ. 다음 세대로 유전되는 유전물질의 급작스러운 변화를 나타내는 돌연변이는 DNA 염기의 교체, 첨가, 삭제 등을 통해 발생한다.
 
 Ⅱ. 선충, 식물, 곰팡이의 유성 생식을 하는 동안 일어나는 재조합은 약간의 다른 유전물질을 갖는 두개의 반수체 핵이 접합체를 형성할 때 일어나며 접합체가 감수분열 시 유전적 교차 현상의 결과로 발생한다.
 
 Ⅲ. 곰팡이에서 유성생식과 유사하게 일어나는 과정으로 준유성생식(parasexualism), 이핵 현상(heterokaryosis), 이수체 현상(heteroploidy)으로 나눌 수 있으며, 각각에 대한 설명은 다음과 같다.

   ① 준유성생식: 곰팡이의 이핵세포 내에서 유전적 재조합으로 2개의 핵이 가끔 합쳐져 2배체 핵을 형성하는 결과이다.

   ② 이핵현상: 수정이나 균사융합 결과로써 유전적으로 서로 다른 2개 이상의 핵을 가지고 있는 곰팡이 균사의 세포 또는 균사의 일부분을 나타낸다.

   ③ 이수체 현상: 특정 생물에 정상적인 핵 당 염색체 수 n 또는 2n이 아닌 다른 개수의 염색체를 갖는 세포나 조직을 말한다.
 
 Ⅳ. 세균에 있어서의 유성생식과 유사한 과정 및 수평적 유전자 이동으로 형질도입 (transduction), 형질전환(transformation), 접합(conjugation)으로 나눌 수 있으며, 각각에 대한 설명은 다음과 같다.

   ① 형도입: 세균바이러스가 자기가 기생했던 세균의 유전물질을 다른 세균이 침해 할 때 다른 세균에 전달하는 것을 의미한다.

   ② 형질전환: 세균세포가 다른 세포의 붕괴로 유리되었거나 또는 분비된 유전물질들을 흡수해 자신의 유전물질에 포함시키는 것을 의미한다.

   ③ 접합: 친화성을 갖는 2개의 세균이 서로 접촉해 접합 필리(pili)를 통해 한쪽 세균 염색체의 일부나 플라스미드가 다른 한쪽으로 옮겨지는 것을 의미한다.

Ⅴ. 바이러스에 의한 유전적 재조합: 식물 바이러스는 기주의 다양한 생리적 기작을 통해 살아있는 세포에서만 증식하는 매우 단순한 유전체를 가진 기생체로 단일 가닥 또는 이중 가닥의 DNA나 RNA로 이루어져 있다. 
 
식물과 병원성의 상호작용은 아래와 같이 결과에 따라 세 가지로 나눌 수 있다.
 
 Ⅰ. 식물이 병원균에 반응을 전혀 안 하는 경우로 비기주저항성을 나타낸다.
 
 Ⅱ. 저항성을 나타내는 유도저항성으로 다양한 방어체제를 가동해 적극적으로 대항하며 세포 예정사인 과민성 반응을 동반하여 병원균이 감염부 위에서 그 이상 퍼져나가지 못하게 하는 것이다. 이 경우에는 식물체의 감염되지 않은 부위에도 오래 지속하면서 원래 감염된 병원체 외에서도 저항성을 나타내는 전신 획득 저항성까지 진행된다. 
 
 Ⅲ. 병이 나는 경우에 해당한다.

본 보고서에서는 병원성과 저항성에 대해서 분석한 후 생물의 변이 기작 중 하나인 식물 바 이러스 병과 이에 따라 작물생산량에 미치는 영향, 식물바이러스 면역에 대한 최신 연구 동향 및 바 이러스 방제 방법을 위한 기술적인 전망에 대하여 고찰하고자 한다. 
 
 

...................(계속)

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