KR100959251B1 - 세균의 유전물질을 포함하는 식물 병원균에 대한 저항성을증가시키기 위한 조성물, 방법 및 상기 방법에 의해 제조된식물체 - Google Patents

세균의 유전물질을 포함하는 식물 병원균에 대한 저항성을증가시키기 위한 조성물, 방법 및 상기 방법에 의해 제조된식물체 Download PDF

Info

Publication number
KR100959251B1
KR100959251B1 KR1020070118267A KR20070118267A KR100959251B1 KR 100959251 B1 KR100959251 B1 KR 100959251B1 KR 1020070118267 A KR1020070118267 A KR 1020070118267A KR 20070118267 A KR20070118267 A KR 20070118267A KR 100959251 B1 KR100959251 B1 KR 100959251B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plant
xanthomonas
oryzae
resistance
orissa
Prior art date
Application number
KR1020070118267A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090051847A (ko
Inventor
류충민
이보영
이수현
Original Assignee
한국생명공학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국생명공학연구원 filed Critical 한국생명공학연구원
Priority to KR1020070118267A priority Critical patent/KR100959251B1/ko
Priority to PCT/KR2007/005952 priority patent/WO2009066818A1/en
Priority to US12/744,008 priority patent/US20100281585A1/en
Publication of KR20090051847A publication Critical patent/KR20090051847A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100959251B1 publication Critical patent/KR100959251B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N63/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing microorganisms, viruses, microbial fungi, animals or substances produced by, or obtained from, microorganisms, viruses, microbial fungi or animals, e.g. enzymes or fermentates
    • A01N63/60—Isolated nucleic acids
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N63/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing microorganisms, viruses, microbial fungi, animals or substances produced by, or obtained from, microorganisms, viruses, microbial fungi or animals, e.g. enzymes or fermentates
    • A01N63/20—Bacteria; Substances produced thereby or obtained therefrom
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N63/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing microorganisms, viruses, microbial fungi, animals or substances produced by, or obtained from, microorganisms, viruses, microbial fungi or animals, e.g. enzymes or fermentates
    • A01N63/50—Isolated enzymes; Isolated proteins

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)

Abstract

본 발명은 세균의 유전물질을 유효 성분으로 포함하는 식물체의 면역 반응을 유도하여 식물 병원균에 대한 저항성을 증가시키기 위한 조성물, 세균의 유전물질을 식물체에 처리하는 단계를 포함하는 식물체의 면역 반응을 유도하여 식물 병원균에 대한 저항성을 증가시키는 방법, 상기 방법에 의해 제조된 식물 병원균에 대한 저항성이 증가된 식물체 및 이의 종자에 관한 것이다.
유전물질, 병 저항성, 조성물, PAMP, MAMP, 세균 RNA

Description

세균의 유전물질을 포함하는 식물 병원균에 대한 저항성을 증가시키기 위한 조성물, 방법 및 상기 방법에 의해 제조된 식물체{Composition and method for increasing resistance against plant pathogen by comprising bacterial genetic materials, and plant produced by the method}
본 발명은 세균의 유전물질을 유효 성분으로 포함하는 식물체의 면역 반응을 유도하여 식물 병원균에 대한 저항성을 증가시키기 위한 조성물, 세균의 유전물질을 식물체에 처리하는 단계를 포함하는 식물체의 면역 반응을 유도하여 식물 병원균에 대한 저항성을 증가시키는 방법, 상기 방법에 의해 제조된 식물 병원균에 대한 저항성이 증가된 식물체 및 이의 종자에 관한 것이다.
식물은 다양한 미생물에 대해 자신을 보호할 수 있는 다양한 기구를 개발해 왔다. 이러한 미생물에 대한 식물의 반응 중에 병원성 미생물 (병원균)에 대한 반응은 농작물 수확량에 직접적으로 관련이 있는 중요한 기작으로 많은 연구가 진행되었다. 특히 현재 진행되고 있는 분자 생물학의 발전은 이전에 몰랐던 많은 새로운 정보들을 제공한다. 미생물은 식물에 침입할 때 처음으로 극복해야 할 식물체 세포벽과 만나게 되는데, 식물은 이들 미생물을 인식하고 저항성 반응을 발현시켜 야 자기의 생존을 유지할 수 있다. 이에 관련된 저항성을 기본 저항성 (basal resistance) 또는 동물의 면역반응과 비교하여 식물 선천성 면역 (plant innate immunity)라고 부른다. 기주(host)에 이러한 선천성 면역을 발현시키는 미생물 공통 인자를 microbe-associated molecular pattern (MAMP)라고 부른다. 이러한 MAMP에 관련된 연구는, 독일의 G. Felix와 T. boller가 최초로 보고한 것으로, 다양한 세균의 플라젤린 (flagellin)을 조사하던 중에 식물이 이 단백질을 인지한다는 결과로부터 세균 flagella의 N-terminal 22-mer 단편이 이 작용에 결정적인 역할을 하는 것을 알아내고 이를 flg22로 명명하였다 (Zifpel et al., 2004, Nature 428:764-767). 한발 더 나아가 이 flg22를 인식하는 식물체 receptor를 애기장대를 이용하여 선발하였다. 그 결과 FLS22로 명명된 이 receptor는 extracellular LRR domain 을 가진 transmemberane receptor-kindase (LRR-receptor-like kinase)로 밝혀지고, 이것이 초파리의 세균인식 기구인 TOLL receptor와 여러 가지 특징적으로 비슷한 성격을 가지고 있어 동물에서의 이러한 시스템이 식물에서도 존재한다는 증거를 보여 주었다. 동물과 식물에 공통적인 PAMP는 fls22 이외에도 다양한 종류가 있으며 그에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
한편, 세균의 유전물질 (DNA 또는 RNA 등)이 동물 시스템에서 MAMP로 작용한다는 보고가 있지만, 식물에서는 그에 대한 전례가 없다.
한국공개특허 제2003-0031485호에는 단당류 또는 이당류계 화합물을 이용한 전염성 및 다른 질병의 예방 및 치료 방법이 기재되어 있으나, 본 발명의 MAMP와는 상이하다.
본 발명에서는 세균의 유전물질이 식물의 기본 병 저항 수단으로서의 선천성 면역 (innate immunity)을 유도하는 MAMP로서 역할할 수 있다는 것을 보여 줌으로써 전혀 새로운 형태의 식물 보호제를 개발하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 세균의 유전물질을 유효 성분으로 포함하는 식물체의 면역 반응을 유도하여 식물 병원균에 대한 저항성을 증가시키기 위한 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 세균의 유전물질을 식물체에 처리하는 단계를 포함하는 식물체의 면역 반응을 유도하여 식물 병원균에 대한 저항성을 증가시키는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 식물 병원균에 대한 저항성이 증가된 식물체 및 이의 종자를 제공한다.
본 발명에 따르면, 세균의 유전물질, 특히 세균 RNA에 의해 식물의 선천성 면역이 유도된다는 사실을 근거로 환경 농업에서 중요시 되는 친환경 농약 기술 개발을 기대할 수 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 세균의 유전물질을 유효 성분 으로 포함하는 식물체의 면역 반응을 유도하여 식물 병원균에 대한 저항성을 증가시키기 위한 조성물을 제공한다. 바람직하게는, 상기 세균의 유전물질은 세균 RNA이다.
상기 세균은 헤모필러스 인플루엔자 (Haemophilus influenzae), 예르시니아 페스티스(Yersinia pestis), 대장균 (Escherichia coli), 살모넬라 타이피 (Salmonella typhi), 살모넬라 티피뮤리움 (Salmonella typhimurium), 비브리오 콜레라 (Vibrio cholerae), 슈도모나스 애루기노사 (Pseudomonas aeruginosa) 및 슈도모나스 시린개 (Pseudomonas syringae)를 포함하나, 이에 제한되지 않는 그람 음성 세균; 및 바실러스 스테아로써모필러스 (Bacillus stearothermophilus), 바실러스 세레우스 (Bacillus cereus) 및 바실러스 안스라시스 (Bacillus anthrasis)로 구성된 바실러스속, 페니바실러스 폴리믹사 (Paenibacillus polymyxa), 클라비박터 미시가넨시스 (Clavibacter michiganensis), 펙토박테리움 카로토보룸 (Pectobacterium carotovorum)을 포함하나, 이에 제한되지 않는 그람 양성 세균을 모두 포함한다.
본 발명은 식물의 선천성 면역반응을 일으키는 PAMP (pathogen associated molecular pattern), 또는 MAMP (microbe-associated molecular pattern)로서 세균의 유전물질이 작용할 수 있다는 것에 대한 최초의 보고이다. 세균의 유전물질을 식물에 처리할 경우 병원균에 대한 식물의 저항성이 증가하기 때문에 안정화된 세균 유전물질을 이용한 식물 보호제의 개발이 가능하다.
본 발명의 일 구현예에 따른 조성물은 BTH (2,1,3-benzothiadiazole), 에테 폰 (ethephon), 살리실산 (salicylic acid), 메틸 자스모네이트 (methyl jasmonate), β-아미노부티르산 (DL-β-amino-n-butyric acid)을 추가로 포함할 수 있다. 상기 물질들은 식물체에 병 저항성을 유도한다고 알려져 있다. 상기 물질 이외에도 식물체의 면역 반응을 유도하여 식물 병원균에 대한 저항성을 증가시키는 당업계에 공지된 물질을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 조성물은 농약학적으로 허용되는 완충제, 담체, 보조제 또는 부형제를 포함할 수 있으며, 이는 당업계에 주지되어 있다. 본 발명의 조성물은 동결 건조, 분무 건조 또는 분무 냉각을 통해 동결건조시킬 수 있다.
용어 "완충제"는 pH를 안정화시킬 목적의 산-염기 혼합물을 함유하는 수용액을 의미하는 것으로 의도된다. 완충제는 트리스, 포스페이트, 카보네이트, 아세테이트, 시트레이트, 글리콜레이트, 락테이트, 보레이트, 타르트레이트, 카코딜레이트, 에탄올아민, 글리신, 이미다졸, 이미다졸락트산 등을 이용할 수 있다.
용어 "희석제(또는 담체)"는 세균의 유전물질을 희석시킬 목적의 수성 또는 비-수성 용액을 의미하는 것으로 의도된다. 희석제는 하나 이상의 염수, 물, 폴리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 에탄올 또는 오일(예: 옥수수 오일, 땅콩 오일, 면화씨 오일 또는 참깨 오일)일 수 있다.
용어 "보조제"는 세균의 유전물질의 생물학적 효과를 증가시키기 위해 제형에 가해진 특정 화합물을 의미하는 것으로 의도된다.
부형제는 하나 이상의 탄수화물, 중합체, 지질 및 무기물일 수 있다. 탄수화물의 예는 예를 들면, 동결건조를 용이하게 하기 위해 조성물에 첨가되는 락토즈, 슈크로즈, 만니톨 및 사이클로덱스트린을 포함한다.
중합체의 예로는 전분, 셀룰로즈 에테르, 셀룰로즈 카복실메틸셀룰로즈, 알기네이트, 카라기난, 하이알루론산, 폴리아크릴산, 폴리설포네이트, 폴리에틸렌글리콜/폴리에틸렌 옥사이드, 가수분해도가 상이한 폴리비닐알콜/폴리비닐아세테이트, 및 폴리비닐피롤리돈 (분자량이 상이한 것 모두)이 있다.
본 발명의 조성물은 유제(乳劑), 유제(油劑), 수화제(水和劑), 분제(粉劑), 입제(粒劑), 정제, 에어로졸제, 연고제 등과 같은 제형을 만들 수 있다. 필요하다면, 유화제, 현탁제, 전착제(展着劑), 침투제, 습윤제, 농후제(muscilage 등), 안정제 등을 배합시킬 수 있다. 이들 제형은 당업계에 공지된 제조 방법에 의하여 제조할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 조성물에서, 상기 식물 병원균은 그람 양성 세균, 그람 음성 세균 및 진균(fungi)으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 바람직하게는 식물 병원균은 클라비박터 미시가넨시스 아종 미시가넨시스 (Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis), 슈도모나스 시린개 피브이. 토마토 DC3000 (Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000), 펙토박테리움 카로토보룸 아종 카로토보룸 (Pectobacterium carotovorum subsp. Carotovorum), 잔토모나스 캄페스트리스 피브이. 베시카토리아 833 (Xanthomonas campestris pv. vesicatoria 833), 잔토모나스 캄페스트리스 피브이. 베시카토리아 833 필라 (Xanthomonas campestris pv. vesicatoria 833 pila), 펙토박테리움 카로토보룸 아종 아트로셉티쿰 (Pectobacterium carotovorum subsp. Atrosepticum), 아시도보락 스 콘자시 (Acidovorax konjaci), 잔토모나스 알빌리니언스 (Xanthomonas albilineans), 잔토모나스 오리자 피브이. 오리자 90 (Xanthomonas oryzae pv. oryzae 90), 잔토모나스 오리자 피브이. 오리자 599 (Xanthomonas oryzae pv. oryzae 599), 잔토모나스 오리자 피브이. 오리자 710 (Xanthomonas oryzae pv. oryzae 710), 자니박터 멜로니스 (Janibacter melonis), 랄스토니아 솔라나세아룸 레이스 1 (Ralstonia solanacearum race 1), 랄스토니아 솔라나세아룸 레이스 3 (Ralstonia solanacearum race 3), 캔디다 글라브라타 (Candida glabrata), 캔디다 크루세이 (Candida krusei), 캔디다 트로피칼리스 (Candida tropicalis), 사카로마이세스 세레비지애 5312 (Saccharomyces cerevisiae 5312), 버크홀데리아 글루매 에스엘 2870 (Burkholderia glumae SL 2870), 버크홀데리아 글루매 에스엘 2399 (Burkholderia glumae SL 2399) 또는 버크홀데리아 글루매 R1 (Burkholderia glumae R1) 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명은 또한, 세균의 유전물질을 식물체에 처리하는 단계를 포함하는 식물체의 면역 반응을 유도하여 식물 병원균에 대한 저항성을 증가시키는 방법을 제공한다. 바람직하게는, 상기 세균의 유전물질은 세균 RNA이다.
상기 세균은 헤모필러스 인플루엔자 (Haemophilus influenzae), 예르시니아 페스티스(Yersinia pestis), 대장균 (Escherichia coli), 살모넬라 타이피 (Salmonella typhi), 살모넬라 티피뮤리움 (Salmonella typhimurium), 비브리오 콜레라 (Vibrio cholerae), 슈도모나스 애루기노사 (Pseudomonas aeruginosa) 및 슈 도모나스 시린개 (Pseudomonas syringae)를 포함하나, 이에 제한되지 않는 그람 음성 세균; 및 바실러스 스테아로써모필러스 (Bacillus stearothermophilus), 바실러스 세레우스 (Bacillus cereus) 및 바실러스 안스라시스 (Bacillus anthrasis)로 구성된 바실러스속, 페니바실러스 폴리믹사 (Paenibacillus polymyxa), 클라비박터 미시가넨시스 (Clavibacter michiganensis), 펙토박테리움 카로토보룸 (Pectobacterium carotovorum)을 포함하나, 이에 제한되지 않는 그람 양성 세균을 모두 포함한다.
또한, 세균 RNA 이외에 BTH (2,1,3-benzothiadiazole), 에테폰 (ethephon), 살리실산 (salicylic acid), 메틸 자스모네이트 (methyl jasmonate), β-아미노부티르산 (DL-β-amino-n-butyric acid)을 식물체에 추가로 처리할 수 있다. 세균의 유전물질을 식물체에 처리하는 방법은 당업계에 공지된 임의의 방법, 예를 들면, 분무, 관주 등을 이용할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 방법에서, 상기 식물 병원균은 그람 양성 세균, 그람 음성 세균 및 진균으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 바람직하게는 식물 병원균은 클라비박터 미시가넨시스 아종 미시가넨시스 (Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis), 슈도모나스 시린개 피브이. 토마토 DC3000 (Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000), 펙토박테리움 카로토보룸 아종 카로토보룸 (Pectobacterium carotovorum subsp. Carotovorum), 잔토모나스 캄페스트리스 피브이. 베시카토리아 833 (Xanthomonas campestris pv. vesicatoria 833), 잔토모나스 캄페스트리스 피브이. 베시카토리아 833 필라 (Xanthomonas campestris pv. vesicatoria 833 pila), 펙토박테리움 카로토보룸 아종 아트로셉티쿰 (Pectobacterium carotovorum subsp. Atrosepticum), 아시도보락스 콘자시 (Acidovorax konjaci), 잔토모나스 알빌리니언스 (Xanthomonas albilineans), 잔토모나스 오리자 피브이. 오리자 90 (Xanthomonas oryzae pv. oryzae 90), 잔토모나스 오리자 피브이. 오리자 599 (Xanthomonas oryzae pv. oryzae 599), 잔토모나스 오리자 피브이. 오리자 710 (Xanthomonas oryzae pv. oryzae 710), 자니박터 멜로니스 (Janibacter melonis), 랄스토니아 솔라나세아룸 레이스 1 (Ralstonia solanacearum race 1), 랄스토니아 솔라나세아룸 레이스 3 (Ralstonia solanacearum race 3), 캔디다 글라브라타 (Candida glabrata), 캔디다 크루세이 (Candida krusei), 캔디다 트로피칼리스 (Candida tropicalis), 사카로마이세스 세레비지애 5312 (Saccharomyces cerevisiae 5312), 버크홀데리아 글루매 에스엘 2870 (Burkholderia glumae SL 2870), 버크홀데리아 글루매 에스엘 2399 (Burkholderia glumae SL 2399) 또는 버크홀데리아 글루매 R1 (Burkholderia glumae R1) 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명은 또한, 본 발명의 방법에 의해 제조된 식물 병원균에 대한 저항성이 증가된 식물체를 제공한다. 상기 식물체는 벼, 밀, 보리, 옥수수, 대두, 감자, 밀, 팥, 귀리 및 수수로 이루어진 군에서 선택된 식량작물류; 애기장대, 배추, 무, 고추, 딸기, 토마토, 수박, 오이, 양배추, 참외, 호박, 파, 양파 및 당근으로 이루어진 군에서 선택된 채소작물류; 인삼, 담배, 목화, 참깨, 사탕수수, 사탕무우, 들깨, 땅콩 및 유채로 이루어진 군에서 선택된 특용작물류; 사과나무, 배나무, 대추 나무, 복숭아, 양다래, 포도, 감귤, 감, 자두, 살구 및 바나나로 이루어진 군에서 선택된 과수류; 장미, 글라디올러스, 거베라, 카네이션, 국화, 백합 및 튤립으로 이루어진 군에서 선택된 화훼류; 및 라이그라스, 레드클로버, 오차드그라스, 알파알파, 톨페스큐 및 페레니얼라이그라스로 이루어진 군에서 선택된 사료작물류일 수 있다. 바람직하게는, 상기 식물체는 애기장대, 가지, 담배, 고추, 토마토, 우엉, 쑥갓, 상추, 도라지, 시금치, 근대, 고구마, 샐러리, 당근, 미나리, 파슬리, 배추, 양배추, 갓무, 수박, 참외, 오이 호박, 박, 딸기, 대두, 녹두, 강낭콩, 또는 완두 등의 쌍자엽 식물일 수 있다. 더 더욱 바람직하게는 상기 식물체는 애기장대이다.
본 발명은 또한, 상기 식물체의 종자를 제공한다. 바람직하게는, 상기 종자는 애기장대의 종자이다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
실시예 1: 세균 RNA에 의한 식물 병 저항성 증가
세균 RNA로 유도된 식물의 선천성 면역 (innate immunity)에 의한 병 저항성 증가 효과를 관찰하기 위하여, 우선 식물체로 애기장대 (Arabidopsis thaliana) Col-0를, 그에 대한 병원성 세균으로는 슈도모나스 시린개 피브이. 토마토 DC3000 (Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000)을 선택하였다. 양성 대조군으로는 식 물의 유도 저항성을 일으키는 물질로 알려진 BTH (2,1,3-benzothiadiazole)를 이용하였으며, RNA와 BTH의 용매로 사용한 물은 음성 대조군으로 이용하였다.
1-1) 세균 RNA 분리
P. syringae pv. tomato DC3000은 King's B 액체배지 (0.15% K2HPO4, 0.15% MgSO4·7H2O, 2% proteose peptone No. 3; Difco)에서, Paenibacillus polymyxa E681은 Trypic soy broth (17g Pancreatic digest of casein, 3g Enzymatic digest of soybean meal, 5g dextrose, 2.5g sodium chloride; BD, Becton, Dickinson and Company, LOT no. 7079938)에서 OD600이 2가 될 때까지 배양한 후, RNeasy plus mini kit (Qiagen)를 이용하여 total RNA를 분리 및 정제하였다. 이 과정에서 세균의 DNA와 단백질이 배제되었다 (DNA 오염 여부를 전기영동을 통해 다시 확인하였음).
1-2) 세균 RNA 주사 및 병원균 침윤 (infiltration)
애기장대에 세균 RNA를 처리하고 그에 따른 병 저항성 증가를 관찰하기 위해 우선, 세균 RNA 농도를 150ng/㎕로 희석하고 2주 동안 토양에서 배양한 애기장대 잎의 뒷면에 주사했다. 양성 대조군인 BTH 용액은 0.33mM을 사용하여 세균 RNA와 동일한 방법으로 주사하였다. RNA 처리 5일 후, 식물 병원균 P. syringae pv. tomato DC3000은 King's B broth에서 하루 배양 한 후 105cfu/mL 농도로 희석하고 RNA가 처리된 잎을 제외한 세 군데에 주사했다.
1-3) 병증 관찰
P. syringaepv. tomato DC3000을 주사한 뒤 5일 이후 식물체의 병증을 관찰하고, 병의 정도를 0~5 사이의 숫자로 기록하여 통계 분석하였다. 도 1은 세균의 RNA 처리에 의해 유도된 식물의 병 저항성을 나타내는 그림이다. 패널 A는 물 (negative control), BTH (positive control), 세균 RNA를 전처리한 식물에 P. syringae pv. tomato DC3000을 처리한 뒤 5일 후의 식물 잎을 나타내는 사진이며, 패널 B는 그람 음성 세균인 Pseudomonas syringae pv. tomato strain DC3000의 RNA 처리에 의한 병 방제 효과를 비교한 것이며, 패널 C는 그람 양성 세균인 Paenibacillus polymyxa strarin E681의 RNA 처리에 의한 병 방제 효과를 비교한 것이다.
도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 그람 음성 세균 RNA 처리구는 이미 식물의 유도저항성을 일으킨다고 알려져 있는 BTH 처리구보다는 못하지만 물 처리구보다 식물의 병 저항성이 증가된 것을 관찰할 수 있었다. 또한, 그람 양성 세균 RNA 처리구는 BTH 처리구와 거의 비슷한 식물 병 저항성을 관찰할 수 있었다.
실시예 2: 세균 RNA 처리에 의한 식물의 유전자 발현 양상 조사
세균의 RNA를 미리 처리했을 경우 식물 병원균을 감염시키면, 그렇지 않은 경우보다 저항성이 증가되는 것을 관찰했으며, 이 때 식물 유전자의 발현은 어떤 양상을 나타내는지 알아보기 위해 애기장대의 마이크로어레이 (Affimatrix 50K Arabidopsis microarray) 분석을 수행하였다. 시료는 RNA 처리 6시간 후, 물 처리 6시간 후의 식물체에서 total RNA를 분리 정제하여 비교하였다. 도 2는 세균 RNA 처리시 식물 유전자의 발현 양상 및 gene ontology 분석을 나타낸 것이다. 세균 RNA 처리시 발현 정도가 증가한 유전자 클러스터를 대상으로 biological process에 대한 gene ontology 분석 결과, 많은 종류의 유전자의 발현 정도가 증가하였고, 그 가운데 이전에 식물의 병 저항성이나 스트레스 반응에 관여한다고 알려진 유전자들이 다수 포함되어 있었다. 하기 표 1은 Affimatrix 50K Arabidopsis microarray 분석에 의해 세균 RNA 처리에 의해 유전자 발현이 증가한 (up-regulated) 유전자를 열거하였다.
표 1.
Figure 112007083125011-pat00001
도 1은 세균의 RNA 처리에 의해 유도된 식물의 병 저항성을 나타내는 그림이다. A) Pseudomonas syringae pv. tomato strain DC3000의 RNA 처리에 의한 병징 감소 효과, B) 그람 음성 세균인 Pseudomonas syringae pv. tomato strain DC3000의 RNA 처리에 의한 병 방제 효과, C) 그람 양성 세균인 Paenibacillus polymyxa strarin E681의 RNA 처리에 의한 병 방제 효과.
도 2는 세균 RNA 처리시 식물 유전자의 발현 양상 및 gene ontology 분석을 나타낸 것이다.

Claims (13)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 세균 RNA를 식물체에 처리하는 단계; 및
    식물체의 면역 반응을 유도하는 단계를 포함하는 식물 병원균에 대한 저항성을 증가시키는 방법.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서, 상기 식물체에 BTH (2,1,3-benzothiadiazole), 에테폰 (ethephon), 살리실산 (salicylic acid), 메틸 자스모네이트 (methyl jasmonate), 또는 β-아미노부티르산 (DL-β-amino-n-butyric acid)를 추가로 처리하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제6항에 있어서, 상기 식물 병원균은 그람 양성 세균, 그람 음성 세균 및 진균으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 식물 병원균은 클라비박터 미시가넨시스 아종 미시가넨시스 (Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis), 슈도모나스 시린개 피브이. 토마토 DC3000 (Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000), 펙토박테리움 카로토보룸 아종 카로토보룸 (Pectobacterium carotovorum subsp. Carotovorum), 잔토모나스 캄페스트리스 피브이. 베시카토리아 833 (Xanthomonas campestris pv. vesicatoria 833), 잔토모나스 캄페스트리스 피브이. 베시카토리아 833 필라 (Xanthomonas campestris pv. vesicatoria 833 pila), 펙토박테리움 카로토보룸 아종 아트로셉티쿰 (Pectobacterium carotovorum subsp. Atrosepticum), 아시도보락스 콘자시 (Acidovorax konjaci), 잔토모나스 알빌리니언스 (Xanthomonas albilineans), 잔토모나스 오리자 피브이. 오리자 90 (Xanthomonas oryzae pv. oryzae 90), 잔토모나스 오리자 피브이. 오리자 599 (Xanthomonas oryzae pv. oryzae 599), 잔토모나스 오리자 피브이. 오리자 710 (Xanthomonas oryzae pv. oryzae 710), 자니박터 멜로니스 (Janibacter melonis), 랄스토니아 솔라나세아룸 레이스 1 (Ralstonia solanacearum race 1), 랄스토니아 솔라나세아룸 레이스 3 (Ralstonia solanacearum race 3), 캔디다 글라브라타 (Candida glabrata), 캔디다 크루세이 (Candida krusei), 캔디다 트로피칼리스 (Candida tropicalis), 사카로마이세스 세레비지애 5312 (Saccharomyces cerevisiae 5312), 버크홀데리아 글루매 에스엘 2870 (Burkholderia glumae SL 2870), 버크홀데리아 글루매 에스엘 2399 (Burkholderia glumae SL 2399) 및 버크홀데리아 글루매 R1 (Burkholderia glumae R1)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제6항, 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 식물 병원균에 대한 저항성이 증가된 식물체.
  12. 제11항에 있어서, 상기 식물체는 쌍자엽 식물인 것을 특징으로 하는 식물체.
  13. 제11항에 따른 식물체의 종자.
KR1020070118267A 2007-11-20 2007-11-20 세균의 유전물질을 포함하는 식물 병원균에 대한 저항성을증가시키기 위한 조성물, 방법 및 상기 방법에 의해 제조된식물체 KR100959251B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070118267A KR100959251B1 (ko) 2007-11-20 2007-11-20 세균의 유전물질을 포함하는 식물 병원균에 대한 저항성을증가시키기 위한 조성물, 방법 및 상기 방법에 의해 제조된식물체
PCT/KR2007/005952 WO2009066818A1 (en) 2007-11-20 2007-11-23 Composition and method for increasing resistance against plant pathogen by comprising bacterial genetic materials, and plant produced by the method
US12/744,008 US20100281585A1 (en) 2007-11-20 2007-11-23 Composition and method for increasing resistance against plant pathogen by comprising bacterial genetic materials, and plant produced by the method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070118267A KR100959251B1 (ko) 2007-11-20 2007-11-20 세균의 유전물질을 포함하는 식물 병원균에 대한 저항성을증가시키기 위한 조성물, 방법 및 상기 방법에 의해 제조된식물체

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090051847A KR20090051847A (ko) 2009-05-25
KR100959251B1 true KR100959251B1 (ko) 2010-05-26

Family

ID=40667631

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070118267A KR100959251B1 (ko) 2007-11-20 2007-11-20 세균의 유전물질을 포함하는 식물 병원균에 대한 저항성을증가시키기 위한 조성물, 방법 및 상기 방법에 의해 제조된식물체

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20100281585A1 (ko)
KR (1) KR100959251B1 (ko)
WO (1) WO2009066818A1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0922097D0 (en) 2009-12-17 2010-02-03 Atlas Genetics Ltd Microbial assay
KR101402605B1 (ko) * 2011-03-04 2014-06-03 한국생명공학연구원 식물 생장의 영향을 최소화하면서 식물 전신유도저항성을 유도하는 종자처리 방법
HUP1100495A2 (en) 2011-09-08 2013-03-28 Univ Szegedi Synergistic biocontrol compounds against xanthomonas infections
CN105367250B (zh) * 2015-11-27 2019-01-25 安徽科技学院 一种提高霍山石斛生物碱含量的复配制剂
EP3780957B1 (en) * 2018-04-19 2023-10-18 LIDA Plant Research S.L. Synergistic mixture of plant defense inductors

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0904694A1 (en) 1997-09-03 1999-03-31 Asama Chemical Co., Ltd. Antimicrobial agents for eucaryotic microorganisms and methods of growth suppression of eucaryotic microorganisms using these agents
KR20000069743A (ko) * 1996-12-27 2000-11-25 한스 루돌프 하우스, 헨리테 브룬너, 베아트리체 귄터 식물을 보호하는 방법

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK0871354T3 (da) * 1995-06-07 2006-03-06 Cornell Res Foundation Inc Resistens hos planter fremkaldt af en hypersensibilitetsreaktion
GB9611089D0 (en) * 1996-05-28 1996-07-31 Sandoz Ltd Organic compounds
US7622301B2 (en) * 2004-02-24 2009-11-24 Basf Plant Science Gmbh Compositions and methods using RNA interference for control of nematodes
US7985889B2 (en) * 2007-02-21 2011-07-26 Board Of Trustees Of Michigan State University AtMIN7 mediated disease resistance to Pseudomonas syringae in Arabidopsis

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000069743A (ko) * 1996-12-27 2000-11-25 한스 루돌프 하우스, 헨리테 브룬너, 베아트리체 귄터 식물을 보호하는 방법
KR100500751B1 (ko) 1996-12-27 2005-07-12 신젠타 파티서페이션즈 아게 상승된 질병 내성에 의해 식물을보호하는 방법
EP0904694A1 (en) 1997-09-03 1999-03-31 Asama Chemical Co., Ltd. Antimicrobial agents for eucaryotic microorganisms and methods of growth suppression of eucaryotic microorganisms using these agents

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
F. TENLLADO. ET Al., "Double-stranded RNA-Mediated Interference with Plant Virus Infection", Journal of Virology, Vol. 75, No.24, pp.12288-12297 (2001)*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090051847A (ko) 2009-05-25
US20100281585A1 (en) 2010-11-04
WO2009066818A1 (en) 2009-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bacon et al. Abiotic and biotic plant stress-tolerant and beneficial secondary metabolites produced by endophytic Bacillus species
Stephan et al. Optimization of a freeze-drying process for the biocontrol agent Pseudomonas spp. and its influence on viability, storability and efficacy
KR100959251B1 (ko) 세균의 유전물질을 포함하는 식물 병원균에 대한 저항성을증가시키기 위한 조성물, 방법 및 상기 방법에 의해 제조된식물체
KR101346698B1 (ko) 식물병원성 세균 및 진균을 방제하는 기능과 약제 다제내성 세균에 대한 억제활성이 있는 바실러스 메틸로트로피쿠스 ｅｍｌ-ｃａｐ7
US20220132862A1 (en) Pseudomonas sp. strain, composition comprising the same, and uses thereof
ES2522716A1 (es) Cepa de Lactobacillus plantarum para el control del fuego bacteriano
KR20200067163A (ko) 식물병 방제에 있어서 스트렙토마이세스 멜라노스포로파시엔스 AGL225(Streptomyces melanosporofaciens AGL225)를 함유하는 조성물의 용도
WO2022165169A1 (en) Pseudomonas chlororaphis species and its use in the control of diseases caused by bacteria and fungi
KR101524651B1 (ko) 스트렙토마이세스 그리시우스 ｓ4-7'' 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 함유하는 식물병 방제용 조성물
US9526240B2 (en) Sprayable dispersed starch-based bioplastic formulation to control pests
US20230087802A1 (en) Bacillus subtilis jck-1398 strain inducing resistance in various plants, and composition and method for controlling pine wilt disease by using same
US20230292763A1 (en) Composition for controlling plant disease and insect and method for preparing same
KR20160125606A (ko) 딱정벌레 방제용 살충제 조성물과 방제 방법
CN116367723A (zh) 用于防治植物病害的假单胞菌属菌株及其代谢物
KR20190086947A (ko) 식물병 방제 효과를 가지는 얼위니아 게런덴시스(Erwinia gerundensis) KUDC9201 균주 및 이의 이용
KR20220097325A (ko) 포자 형성속도가 빠르며 나방목 해충에 살충 효과를 가지는 바실러스 투린지엔시스 아종 쿠르스타키(Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki) KNU-25 균주 및 이의 용도
Park et al. Evaluation of Bacillus subtilis native strains for plant growth promotion and induced systemic resistance in tomato and red-pepper
KR101649139B1 (ko) 살충 활성이 있는 바실러스 투린지엔시스 아종 아이자와이 cab566 균주 및 이의 용도
CA3147024A1 (en) Microbial compositions for use with plants for the prevention or reduction of fungal pathogens
EP4212020A1 (en) Composition for controlling plant disease and method for preparing same
Govindarajan et al. Prevalence of Microbiome Reservoirs in Plants and Pathogen Outbreaks
JP2845722B2 (ja) 黒腐病の防除方法
CN108070534A (zh) 防治黄曲条跳甲的苏云金芽孢杆菌及制剂与应用
CN116648139A (zh) 用于防治植物病害的假单胞菌属菌株及其代谢物
CN112226387B (zh) 一株白色杆菌及其在防治玉米茎基腐病中的应用

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
AMND Amendment
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130514

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140513

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee