KR101174695B1 - Primer combination for diagnosing Squash mosaic virus and uses thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 서열번호 1 내지 10으로 표시된 프라이머 중에서 선택된 하나 이상의 프라이머 조합을 포함하는 SqMV 진단용 프라이머 조합, 상기 프라이머 조합을 포함하는 SqMV 진단용 키트, 및 상기 프라이머 조합을 이용하여 SqMV를 종 특이적으로 진단하는 방법에 관한 것이다.The present invention provides a SqMV diagnostic primer combination comprising at least one primer combination selected from the primers represented by SEQ ID NOS: 1-10, SqMV diagnostic kit comprising the primer combination, and species-specific diagnosis of SqMV using the primer combination. It is about a method.
본 발명의 피시알 검사 시스템은 식물바이러스 RT-PCR 진단키트의 산업화와 검역현장 및 임상진단에서 식물체로부터 SqMV의 검사에 이용할 수 있을 것이다.The pH test system of the present invention may be used for the industrialization of plant virus RT-PCR diagnostic kits and for the inspection of SqMV from plants in quarantine and clinical diagnosis.
진단법, 호박모자이크바이러스, RT-PCR, 박과 식물, Nested PCR, 양성대조구, 종자전염 바이러스, 진단시스템, 식물검역, 무병종자 Diagnosis method, pumpkin mosaic virus, RT-PCR, gourd, nested PCR, positive control, seed transmission virus, diagnosis system, plant quarantine, disease-free seed
Description
본 발명은 박과 작물에 큰 피해를 주고 있는 호박모자이크바이러스(Squash mosaic virus, SqMV)를 진단하기 위한 피시알(PCR) 검사시스템에 관한 것이다. 피시알 검사시스템은 SqMV 진단용 최적 프라이머쌍 및 이에 부합하는 검정용 프라이머쌍(nested primer)과 이를 뒷받침할 수 있는 종 특이 프라이머 은행 및 양성대조구를 포함하고 있다.The present invention relates to a PCR (PCR) test system for diagnosing Squash mosaic virus (SqMV), which causes great damage to gourds and crops. The PSI test system includes an optimal primer pair for SqMV diagnosis and a matching primer pair for the assay, and a species-specific primer bank and a positive control that can support it.
바이러스 진단법으로 과거에는 전자현미경과 혈청학적 방법(ELISA)을 주로 사용하였다. 전자현미경을 이용한 방법은 바이러스의 존재를 확인할 수는 있지만 형태적 특징으로 종을 진단하기는 불가능하다. 혈청학적 방법 중 ELISA 방법은 가장 일반적으로 사용하여온 진단 방법이나 피시알 진단법보다 검출감도가 약 1000배 정도 낮으며, 항체와 검사시료의 예상하지 못한 비특이적 반응으로 진단에 실패하는 경우가 종종 발생한다.In the past, electron microscopy and serological methods (ELISA) were mainly used for the diagnosis of viruses. Electron microscopy can confirm the presence of the virus, but its morphological features make it impossible to diagnose the species. Among serological methods, the ELISA method is about 1000 times lower in sensitivity than the most commonly used diagnostic method or PSI, and often fails to diagnose due to unexpected nonspecific reaction of antibodies and test samples.
현재 RNA 바이러스의 진단에서는 높은 검출감도와 편리성을 가지고 있는 RT-PCR 방법을 가장 일반적으로 사용하고 있다. 병원체의 피시알 진단을 위해서는 종 특이 프라이머의 개발이 가장 중요하다. SqMV를 진단하기 위한 특이 프라이머는 특허 출원된 바 없다.Currently, the diagnosis of RNA virus is the most commonly used RT-PCR method with high detection sensitivity and convenience. The development of species-specific primers is the most important for the diagnosis of the pathogen. Specific primers for diagnosing SqMV have not been patented.
SqMV는 자연상태에서 박과 작물에 발생하고 있으며, 전염수단은 즙액에 의한 접촉전염, 갑충 등에 의한 충매전염, 배(embryo)의 감염에 의한 종자전염 등이다. SqMV는 검역대상 병원체로서 수입되는 박과 작물 종자에서 이를 검출할 수 있는 진단법을 필요로 한다. 지금까지 SqMV를 진단하기 위하여 주로 ELISA 방법을 사용하고 있으나, 식물체 추출물과 항혈청의 비특이적 반응으로 오진단하는 경우가 종종 있다. 또한 검사할 종자에서 SqMV의 감염율이 낮을 경우 ELISA 진단법으로는 검사에 실패할 가능성이 높다. 그리하여 이런 종자에서 바이러스를 검출하기 위해서는 일반적으로 ELISA 진단법보다 검출감도가 1000배 정도 높은 피시알 진단법이 필요하다. 검역현장에서는 하나의 검사시료에 대하여 다양한 병원체의 진단을 수행하여야 됨으로 여러 가지 진단법을 사용할 경우 많은 노동력과 검사비용이 소요된다. 그래서 각각의 병원체에 대하여 동일한 검사법의 개발이 필요하다. 피시알 검사법으로 진단할 때, 특이적 반응의 강도가 낮아 판별이 곤란할 경우, 또는 다른 핵산과의 비특이적 반응을 일으킬 경우를 대비하여 병원체별 진단용 프라이머 은행의 구축과 피시알 양성 및 음성 반응을 검정할 수 있는 시스템을 필요로 한다. 한편, 분리주 특이적 프라이머를 진단에 사용할 경우 검사에 실패할 수 있기 때문에 바이러스 종 내에 존재하는 모든 분리주를 검출할 수 있는 종 특이 프라이머의 개발이 요구된다.SqMV occurs in natural foods and crops in the natural state, and the means of transmission include contact infection by juice, insecticide transmission by beetle, and seed transmission by infection of embryo. SqMV requires diagnostics to detect it in the seeds of gourds and crops imported as quarantine pathogens. Until now, ELISA method is mainly used for diagnosing SqMV, but is often misdiagnosed by nonspecific reaction of plant extract and antiserum. In addition, if the infection rate of SqMV is low in the seed to be tested, the ELISA diagnosis is likely to fail the test. Thus, in order to detect viruses in these seeds, it is generally necessary to diagnose PSI with 1000 times higher detection sensitivity than ELISA. The quarantine site requires the diagnosis of various pathogens on a single test sample, which requires a lot of labor and test costs. Therefore, the development of the same test method for each pathogen is necessary. When diagnosing by PSI, it is necessary to establish pathogen-specific diagnostic primer banks and to test for positive and negative reactions in case of difficulty in discriminating due to the low intensity of specific reactions or for non-specific reactions with other nucleic acids. You need a system that can. On the other hand, when isolate-specific primers are used for diagnosis, the test may fail, and therefore, development of a species-specific primer capable of detecting all isolates present in a viral species is required.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 안출된 것으로서, SqMV 종(species) 내에는 약간씩 다른 염기서열을 가지고 있는 계통(strain) 또는 분리주(isolate)들이 존재한다. 그리하여 분리주 특이적인 프라이머를 진단에 사용할 경우는 진단에 실패할 위험이 있다. 다시 말해서 바이러스 진단용 프라이머는 바이러스 각각에 대하여 종 특이적으로 작동하여야 한다. 본 발명에서의 프라이머는 종 특이적으로 작동하도록 설계하였다. 즉, 종 내에서 지금까지 알려진 염기서열을 수집하여 종의 모든 계통과 분리주가 가지고 있는 공통 염기서열을 탐색하였다. 그리고 이 공통 염기서열 중에서 유연관계가 있는 다른 바이러스가 가지고 있는 염기서열을 프라이머 설계 대상에서 제외시킴으로써 종 특이적 서열을 선발하였다. 이러한 종 특이적 염기서열로부터 프라이머로 최적의 조건을 가지는 서열을 종 특이적 프라이머로 설계하였다. 설계한 프라이머들은 조합별로 실제적인 역전사-중합효소연쇄반응(RT-PCR)을 거쳐 대상 바이러스 이외의 핵산과는 비특이적 반응이 없고, 대상 바이러스에 대해서는 검출력이 우수한 조합을 최종적으로 선발하였다. 그리고 최종 선발된 프라이머 조합에 대하여 검정용 프라이머(nested primer)를 함께 개발하였다. 또한 SqMV에 대한 다양한 진단용 프라이머 조합을 확보하여 피시알 양성반응 및 음성반응을 검정할 수 있는 프라이머 은행을 구축하였다. 그리고 SqMV의 프라이머 설계 영역을 클로닝한 플라스미드를 제조하여 양성대조구를 확보하였으며, 염기서열을 결정하여 양성반응을 확인할 수 있게 하였다. 아울러 피시알 반응조건을 모든 바이 러스 및 프라이머 조합에서 동일하게 개발하여 검역현장에서 검사효율을 높일 수 있게 하였다.The present invention has been made in accordance with the above demand, and there are strains or isolates having slightly different base sequences in SqMV species. Thus, if isolate-specific primers are used for diagnosis, there is a risk of failure. In other words, the virus diagnostic primer should be species specific for each virus. Primers in the present invention are designed to work species specific. In other words, the nucleotide sequences known to date are collected within the species to search for common nucleotide sequences of all strains and isolates. The species-specific sequence was selected by excluding the nucleotide sequences of other viruses with a flexible relationship among the common nucleotide sequences. From these species-specific sequences, sequences having optimal conditions as primers were designed as species-specific primers. The designed primers were subjected to the actual reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR) for each combination and did not have a nonspecific reaction with nucleic acids other than the target virus. In addition, the assay primer (nested primer) was developed together for the final selected primer combination. In addition, by securing a variety of diagnostic primer combinations for SqMV to build a primer bank that can be assayed for the positive and negative reactions to fish. A plasmid cloned from the primer design region of SqMV was prepared to obtain a positive control, and the base sequence was determined to confirm the positive reaction. In addition, the pH reaction conditions were identically developed in all virus and primer combinations to increase the inspection efficiency at the quarantine site.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 서열번호 1 내지 10으로 표시된 프라이머 중에서 선택된 하나 이상의 프라이머 조합을 포함하는 SqMV 진단용 프라이머 조합을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a primer combination for SqMV diagnostic comprising one or more primer combinations selected from the primers represented by SEQ ID NO: 1 to 10.
또한, 본 발명은 상기 프라이머 조합을 포함하는 SqMV 진단용 키트를 제공한다.The present invention also provides a kit for SqMV diagnosis comprising the primer combination.
또한, 본 발명은 상기 프라이머 조합을 이용하여 SqMV를 종 특이적으로 진단하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for species-specific diagnosis of SqMV using the primer combination.
본 발명에 따르면, 호박모자이크바이러스(SqMV) 피시알 검사 시스템은 식물체 종자와 조직 등으로부터 SqMV를 기존 항혈청을 이용한 진단법보다 1,000배 이상 검출한계를 가지고 진단할 수 있다. 피시알 검사 시스템에 포함된 SqMV 진단용 프라이머는 지금까지 알려진 SqMV 모든 계통들과 반응할 수 있게 개발되었으며, 또한 양성 및 음성 반응의 검증을 위한 도구를 포함하고 있다. 본 발명의 검사 시스템은 식물바이러스 RT-PCR 진단키트의 산업화와 검역현장에서 종자로부터 SqMV의 검사에 이용할 수 있을 것이다.According to the present invention, the pumpkin mosaic virus (SqMV) fish test system can diagnose SqMV from plant seeds and tissues with a detection limit of 1,000 times or more than the conventional method using antiserum. SqMV diagnostic primers included in the PSI test system have been developed to react with all SqMV strains known to date, and also include tools for the validation of positive and negative responses. The test system of the present invention may be used for the examination of SqMV from seeds in the industrialization and quarantine of plant virus RT-PCR diagnostic kits.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서열번호 1 내지 10으로 표시 된 프라이머 중에서 선택된 하나 이상의 프라이머 조합을 포함하는 SqMV 진단용 프라이머 조합을 제공한다.In order to achieve the object of the present invention, the present invention provides a SqMV diagnostic primer combination comprising one or more primer combinations selected from the primers represented by SEQ ID NO: 1 to 10.
본 발명의 SqMV 진단용 프라이머 조합에서, 정방향 프라이머는 서열번호 1, 서열번호 2, 서열번호 3 및 서열번호 4의 염기서열로 이루어진 군에서 선택되고, 역방향 프라이머는 서열번호 5, 서열번호 6, 서열번호 7, 서열번호 8, 서열번호 9 및 서열번호 10의 염기서열로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 다만, 본 발명의 프라이머 조합에서, 정방향 프라이머는 역방향 프라이머보다는 5'쪽에 위치해야 한다.In the SqMV diagnostic primer combination of the present invention, the forward primer is selected from the group consisting of the nucleotide sequences of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 4, and the reverse primer is SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 9 and SEQ ID NO: 10 may be selected from the group consisting of. However, in the primer combination of the present invention, the forward primer should be located on the 5 'side rather than the reverse primer.
본 발명의 SqMV 진단용 프라이머 조합은 바람직하게는 서열번호 1 및 8의 프라이머 조합(조합 3); 및 서열번호 2 및 8의 프라이머 조합(조합 4)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.SqMV diagnostic primer combination of the present invention is preferably a primer combination of SEQ ID NO: 1 and 8 (combination 3); And primer combinations (combination 4) of SEQ ID NOs: 2 and 8.
본 발명의 SqMV 진단용 프라이머 조합은 더욱 바람직하게는 서열번호 1 및 8의 프라이머 조합(조합 3); 및 서열번호 2 및 8의 프라이머 조합(조합 4)을 포함할 수 있다. 2개의 프라이머 조합을 동시에 이용하면 SqMV를 더욱 정확하게 진단할 수 있다.The SqMV diagnostic primer combination of the present invention is more preferably a primer combination of SEQ ID NOs: 1 and 8 (combination 3); And primer combinations of SEQ ID NOs: 2 and 8 (combination 4). Simultaneous use of two primer combinations can diagnose SqMV more accurately.
본 발명의 SqMV 진단용 프라이머 조합은 또한 서열번호 2 및 8의 프라이머 조합; 및 서열번호 3 및 9의 프라이머 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 추가로 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 SqMV 진단용 프라이머 조합은 SqMV 진단용 프라이머 조합 3의 RT-PCR 산물에 대한 검증기능을 가진 프라이머 SqM-C40/N20 조합과 SqMV 진단용 프라이머 조합 4의 RT-PCR 산물에 대한 검증기능을 가 진 프라이머 SqM-C45/N30 조합을 추가로 포함할 수 있다. 1차 RT-PCR 검사 결과의 검정이 필요할 경우, 즉 RT-PCR 산물이 SqMV로부터 유래된 결과인지 확인하기 위하여 이 프라이머 조합에 대한 검정용 프라이머(nested primer)를 이용하여 PCR 검사를 실시한다. 이때 RT-PCR 반응 결과가 SqMV 유래에서 비롯되었다면 검정용 PCR에서 양성반응을 나타낼 것이다 (도 5 참고).SqMV diagnostic primer combinations of the invention also include primer combinations of SEQ ID NOs: 2 and 8; And it may further include one or more selected from the group consisting of primer combinations of SEQ ID NO: 3 and 9. That is, the SqMV diagnostic primer combination of the present invention has a verification function for the RT-PCR product of the primer SqM-C40 / N20 combination and the SqMV
상기 프라이머는 각 프라이머의 서열 길이에 따라, 서열번호 1 내지 서열번호 10의 서열 내의 16개 이상, 17개 이상, 18개 이상, 19개 이상, 20개 이상, 21개 이상, 22개 이상, 23개 이상의 연속 뉴클레오티드의 절편으로 이루어진 올리고뉴클레오티드를 포함할 수 있다. 예를 들면, 서열번호 1의 프라이머(20개 올리고뉴클레오티드)는 서열번호 1의 서열 내의 16개 이상, 17개 이상, 18개 이상, 19개 이상의 연속 뉴클레오티드의 절편으로 이루어진 올리고뉴클레오티드를 포함할 수 있으며, 서열번호 2의 프라이머(22개 올리고뉴클레오티드)는 서열번호 2의 서열 내의 16개 이상, 17개 이상, 18개 이상, 19개 이상, 20개 이상, 21개 이상의 연속 뉴클레오티드의 절편으로 이루어진 올리고뉴클레오티드를 포함할 수 있다.The primers may be at least 16, at least 17, at least 18, at least 19, at least 20, at least 21, at least 22, at least 23 in the sequence of SEQ ID NOs: 1 to 10, depending on the sequence length of each primer. Oligonucleotides consisting of segments of two or more consecutive nucleotides. For example, the primer of SEQ ID NO: 1 (20 oligonucleotides) may comprise an oligonucleotide consisting of segments of at least 16, 17, 18, 19 or more consecutive nucleotides within the sequence of SEQ ID NO: 1; , The primer of SEQ ID NO: 2 (22 oligonucleotides) is an oligonucleotide consisting of segments of at least 16, at least 17, at least 18, at least 19, at least 20, at least 21 consecutive nucleotides in the sequence of SEQ ID NO: 2 It may include.
본 발명에 있어서, "프라이머"는 카피하려는 핵산 가닥에 상보적인 단일 가닥 올리고뉴클레오티드 서열을 말하며, 프라이머 연장 산물의 합성을 위한 개시점으로서 작용할 수 있다. 상기 프라이머의 길이 및 서열은 연장 산물의 합성을 시작하도록 허용해야 한다. 프라이머의 구체적인 길이 및 서열은 요구되는 DNA 또는 RNA 표적의 복합도(complexity)뿐만 아니라 온도 및 이온 강도와 같은 프라이머 이용 조건에 의존할 것이다.In the present invention, "primer" refers to a single stranded oligonucleotide sequence that is complementary to the nucleic acid strand to be copied and may serve as a starting point for the synthesis of the primer extension product. The length and sequence of the primer should allow to start the synthesis of the extension product. The specific length and sequence of the primers will depend on the primer utilization conditions such as temperature and ionic strength as well as the complexity of the DNA or RNA target required.
본 명세서에 있어서, 프라이머로서 이용된 올리고뉴클레오티드는 또한 뉴클레오티드 유사체(analogue), 예를 들면, 포스포로티오에이트(phosphorothioate), 알킬포스포로티오에이트 또는 펩티드 핵산(peptide nucleic acid)를 포함할 수 있거나 또는 삽입 물질(intercalating agent)를 포함할 수 있다.As used herein, oligonucleotides used as primers may also include nucleotide analogues such as phosphorothioate, alkylphosphothioate or peptide nucleic acid, or It may comprise an intercalating agent.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은In order to achieve another object of the present invention, the present invention
본 발명에 따른 하나 이상의 프라이머 조합; 및 서열번호 11의 염기서열을 갖는 DNA 단편을 포함하는, SqMV 진단용 키트를 제공한다. 본 발명의 키트는 RT-PCR 에 필요한 시약을 추가로 포함할 수 있으며, 상기 시약은 예를 들면, 이에 제한되지 않고, 정방향 프라이머 및 역방향 프라이머, 역전사효소, 리보뉴클레아제 저해제, 내열성 중합효소 및 반응 완충액 등일 수 있으며, 반응 완충액은 역전사 완충액 및 PCR 완충액 양자를 모두 포함하며, 내열성 중합효소는 EF Taq 중합효소 등을 이용할 수 있으며, 역전사효소는 다양한 소스로부터 기원한 역전사 효소, 예를 들면, 조류 골수아세포증바이러스-유래 역전사 효소(avian myeloblastosis virus-derived virus reverse transcriptase(AMV RTase)), 마우스 백혈병 바이러스-유래된 역전사 효소(murine leukemia virus-derived virus reverse transcriptase(MuLV RTase) 및 라우스-관련 바이러스 2 역전사효소 (Rous-associated virus 2 reverse transcriptase(RAV-2 RTase)를 포함할 수 있다.One or more primer combinations according to the invention; And it provides a SqMV diagnostic kit, comprising a DNA fragment having a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 11. The kits of the present invention may further comprise reagents required for RT-PCR, which reagents include, but are not limited to, forward primers and reverse primers, reverse transcriptases, ribonuclease inhibitors, heat resistant polymerases and The reaction buffer may include both reverse transcription buffer and PCR buffer, and the heat resistant polymerase may use EF Taq polymerase and the like, and the reverse transcriptase may be reverse transcriptase, for example, algae from various sources. Avian myeloblastosis virus-derived virus reverse transcriptase (AMV RTase), mouse leukemia virus-derived virus reverse transcriptase (MuLV RTase) and Rouse-associated
또한, 상기 키트는 안내서를 포함할 수 있다. 안내서는 키트 사용법, 예를 들면, 역전사 완충액 및 PCR 완충액 제조 방법, 제시되는 반응 조건 등을 설명하는 인쇄물이다. 안내서는 팜플렛 또는 전단지 형태의 안내 책자, 키트에 부착된 라벨, 및 키트를 포함하는 패키지의 표면상에 설명을 포함한다. 또한, 안내서는 인터넷과 같이 전기 매체를 통해 공개되거나 제공되는 정보를 포함한다.The kit may also include instructions. The guide is a printed document that explains how to use the kit, such as how to prepare reverse transcription buffer and PCR buffer, and the reaction conditions presented. The instructions include brochures in the form of pamphlets or leaflets, labels affixed to the kit, and instructions on the surface of the package containing the kit. In addition, the guide includes information that is disclosed or provided through electronic media such as the Internet.
본 발명의 키트에 포함되는 서열번호 11의 염기서열을 갖는 DNA 단편은 SqMV 진단용 프라이머 조합을 이용한 RT-PCR 또는 PCR 반응에 대한 양성대조구의 기능을 가진 플라스미드로서 이용될 수 있다 (도 6 참고).DNA fragment having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 11 included in the kit of the present invention can be used as a plasmid having the function of a positive control for RT-PCR or PCR reaction using the combination of SqMV diagnostic primer (see Fig. 6).
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은In order to achieve another object of the present invention, the present invention
박과 식물 시료에서 전체 RNA를 분리하는 단계;Separating total RNA from gourd and plant samples;
상기 분리된 전체 RNA를 주형으로 하고, 본 발명에 따른 하나 이상의 프라이머 조합을 이용하여 RT-PCR을 수행하여 표적 서열을 증폭하는 단계; 및Amplifying a target sequence by using the isolated whole RNA as a template and performing RT-PCR using one or more primer combinations according to the present invention; And
상기 증폭 산물을 검출하는 단계를 포함하는, SqMV를 종 특이적으로 진단하는 방법을 제공한다.It provides a method for species-specific diagnosis of SqMV, comprising detecting the amplification product.
박과 식물 시료에서 전체 RNA를 분리하는 방법은 당업계에 공지된 방법을 이용할 수 있으며, 예를 들면, 페놀 추출 방법을 이용할 수 있다. 상기 분리된 전체 RNA를 주형으로 하고, 본 발명의 일 실시예에 따른 하나 이상의 프라이머 조합을 프라이머로 이용하여 RT-PCR을 수행하여 표적 서열을 증폭할 수 있다. 이러한 PCR 방법은 당업계에 잘 알려져 있으며, 상업적으로 이용가능한 키트를 이용할 수도 있다.As a method for separating total RNA from gourd and plant samples, a method known in the art may be used, for example, a phenol extraction method may be used. Using the isolated whole RNA as a template, one or more primer combinations according to one embodiment of the present invention may be used as a primer to amplify a target sequence by performing RT-PCR. Such PCR methods are well known in the art, and commercially available kits may be used.
본 발명의 방법에 있어서, 상기 증폭된 표적 서열은 검출가능한 표지 물질로 표지될 수 있다. 일 구현예에서, 상기 표지 물질은 형광, 인광 또는 방사성을 발하는 물질일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 바람직하게는, 상기 표지 물질은 Cy-5 또는 Cy-3이다. 표적 서열의 증폭시 프라이머의 5'-말단에 Cy-5 또는 Cy-3를 표지하여 PCR을 수행하면 표적 서열이 검출가능한 형광 표지 물질로 표지될 수 있다. 또한, 방사성 물질을 이용한 표지는 PCR 수행시 32P 또는 35S 등과 같은 방사성 동위원소를 PCR 반응액에 첨가하면 증폭 산물이 합성되면서 방사성이 증폭 산물에 혼입되어 증폭 산물이 방사성으로 표지될 수 있다. 표적 서열을 증폭하기 위해 이용된 하나 이상의 올리고뉴클레오티드 프라이머 조합은 상기에 기재된 바와 같다.In the method of the present invention, the amplified target sequence may be labeled with a detectable labeling substance. In one embodiment, the labeling material may be, but is not limited to, a material that emits fluorescence, phosphorescence, or radioactivity. Preferably, the labeling substance is Cy-5 or Cy-3. When amplifying the target sequence, PCR is performed by labeling Cy-5 or Cy-3 at the 5'-end of the primer to allow the target sequence to be labeled with a detectable fluorescent labeling substance. In addition, the label using the radioactive material may add radioactive isotopes such as 32 P or 35 S to the PCR reaction solution when PCR is performed, and the amplification product may be incorporated into the amplification product while the amplification product is synthesized. One or more oligonucleotide primer combinations used to amplify the target sequence are as described above.
본 발명의 방법은 상기 증폭 산물을 검출하는 단계를 포함한다. 상기 증폭 산물의 검출은 DNA 칩, 겔 전기영동, 모세관 전기영동, 방사성 측정, 형광 측정 또는 인광 측정을 통해 수행될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 증폭 산물을 검출하는 방법 중의 하나로서, 모세관 전기영동을 수행할 수 있다. 모세관 전기영동은 예를 들면, ABi Sequencer를 이용할 수 있다. 또한, 겔 전기영동을 수행할 수 있으며, 겔 전기영동은 증폭 산물의 크기에 따라 아가로스 겔 전기영동 또는 아크릴아미드 겔 전기영동을 이용할 수 있다. 또한, 형광 측정 방법은 프라이머의 5'-말단에 Cy-5 또는 Cy-3를 표지하여 PCR을 수행하면 표적 서열이 검출가능한 형광 표지 물질로 표지되며, 이렇게 표지된 형광은 형광 측정기를 이용하여 측정할 수 있다. 또한, 방사성 측정 방법은 PCR 수행시 32P 또는 35S 등과 같은 방사성 동위원소를 PCR 반응액에 첨가하여 증폭 산물을 표지한 후, 방사성 측정기구, 예를 들면, 가이거 계수기(Geiger counter) 또는 액체섬광계수기(liquid scintillation counter)를 이용하여 방사성을 측정할 수 있다.The method of the present invention includes detecting the amplification product. Detection of the amplification product may be performed through DNA chip, gel electrophoresis, capillary electrophoresis, radioactivity measurement, fluorescence measurement or phosphorescence measurement, but is not limited thereto. As one of the methods for detecting amplification products, capillary electrophoresis can be performed. Capillary electrophoresis can use, for example, an ABi Sequencer. In addition, gel electrophoresis may be performed, and gel electrophoresis may use agarose gel electrophoresis or acrylamide gel electrophoresis depending on the size of the amplification product. In addition, in the fluorescence measurement method, PCR is performed by labeling Cy-5 or Cy-3 at the 5'-end of a primer, and a target sequence is labeled with a detectable fluorescent labeling substance, and the labeled fluorescence is measured using a fluorimeter. can do. In addition, radioactivity measuring method is to add a radioactive isotope such as 32 P or 35 S to the PCR reaction solution to label the amplification product when performing PCR, and then radioactive measuring apparatus, for example, Geiger counter or liquid flash The radioactivity can be measured using a liquid scintillation counter.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. However, the following examples are illustrative of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.
실시예Example
실시예 1: SqMV 진단용 프라이머의 설계 및 조합Example 1 Design and Combination of SqMV Diagnostic Primers
SqMV는 핵산은 약 6.8kb와 4.5kb의 한가닥 RNA로 구성된 직경 약 30nm의 구형 바이러스이다. 분류학적으로 코모비리데(Comoviridae) 코모바이러스(comovirus) 속(genus)에 속한다. SqMV는 즙액전염, 갑충류에 의한 충매전염, 그리고 배를 통한 종자전염이 이루어진다. 자연상태에서 대부분의 기주는 박과 식물과 관련이 있다. 진단용 프라이머의 설계는 바이러스의 이동과 외피단백질이 코드된 RNA 2를 대상으로 이루어졌다.SqMV is a spherical virus of about 30 nm in diameter consisting of about 6.8 kb and 4.5 kb of stranded RNA. It is taxonomically belonging to the genus Comoiridae comovirus. SqMV consists of succulent transmission, beetle spread by beetle, and seed transmission through the stomach. In nature most hosts are associated with gourds and plants. The design of the diagnostic primers consisted of
SqMV 공통 염기서열 탐색은 지금까지 알려진 3가지 SqMV 분리주의 염기서열(표 1)을 다중 비교하여 이루어졌다. 이렇게 선발된 공통 염기서열은 SqMV와 분류학적으로 유사한 코모비리데(Comoviridae) 2종의 바이러스 염기서열(표 2)과 비교하여 종 특이적인 서열을 탐색하였다. 이러한 종 특이적 염기서열들 중에서 프라이머 조건을 충족시키는 진단용 프라이머 10가지를 설계하였다(표 3). 설계한 프라이머의 위치는 도 1과 같다. 이들 프라이머를 이용하여 10개의 프라이머 조합을 만들었으며, RT-PCR 예상산물은 표 4와 같다.SqMV consensus sequencing was performed by multiple comparisons of base sequences (Table 1) of three SqMV isolates known to date. This common sequence was searched for species-specific sequences compared to the two viral bases of Comoviridae (Table 2) that are taxonomically similar to SqMV. Of these species specific nucleotide sequences, 10 diagnostic primers satisfying primer conditions were designed (Table 3). The designed primer is shown in FIG. 1. Ten primer combinations were made using these primers, and RT-PCR products are shown in Table 4.
표 1. 공통 염기서열 분석에 사용한 SqMV 분리주 염기서열Table 1. SqMV isolate sequences used for consensus sequencing
표 2. 종 특이적 염기서열 분석에 이용한 Comoviridae 바이러스 염기서열Table 2. Comoviridae virus sequences used for species-specific sequencing
표 3. SqMV 종 공통 염기서열로부터 설계된 진단용 프라이머Table 3. Diagnostic Primers Designed from SqMV Species Common Sequences
a 위치는 Genbank accession no. AB054689를 기준으로 작성되었음. a Location is Genbank accession no. Created on the basis of AB054689.
표 4. SqMV 진단용 프라이머 조합과 RT-PCR 예상 산물Table 4. SqMV Diagnostic Primer Combinations and RT-PCR Expected Products
실시예 2: SqMV 진단용 프라이머 은행 구축 및 최적 프라이머 조합의 선발Example 2: SqMV Diagnostic Primer Bank Construction and Selection of Optimal Primer Combinations
설계한 SqMV 프라이머들은 10가지로 조합하여(표 4), SqMV 및 여러 가지 관련 바이러스와의 RT-PCR 검정을 통하여 진단에 가장 효과적인 프라이머 조합을 선발하였다. 최적 진단용 프라이머 조합의 선발은 3가지 단계로 이루어졌다. 첫 번째는 SqMV 감염식물체와의 RT-PCR을 통한 선발이며, 두 번째는 분류학적 유사성이 있는 코모비리데 바이러스와의 비특이적 반응 분석이며, 세 번째는 SqMV의 자연기주인 박과 식물에 감염되는 바이러스와의 RT-PCR 분석을 통한 선발이다.The designed SqMV primers were selected in 10 combinations (Table 4) to select the most effective primer combinations for diagnosis through RT-PCR assays with SqMV and various related viruses. Selection of the optimal diagnostic primer combination consisted of three steps. The first is the selection by RT-PCR with SqMV infected plants, the second is the analysis of nonspecific reactions with comoviride virus with taxonomic similarity, and the third is the virus that infects the plants and gourds of SqMV. Selection through RT-PCR analysis.
본 발명에서 사용한 전체 RNA 분리 및 RT-PCR 방법은 다음과 같다. Total RNA isolation and RT-PCR methods used in the present invention are as follows.
전체 RNA 분리: 상업적으로 시판되는 total RNA 분리 키트(페놀을 이용한 방법(Promega), TRIzol(Invitrogen Co.), easy-spin TM Total RNA Kit(iNtRON Co.)를 이용하여 분리하였다. Total RNA Separation : The total RNA isolation kit (Prophenol), TRIzol (Invitrogen Co.), and easy-spin ™ Total RNA Kit (iNtRON Co.) were commercially available.
RT-PCR: 역전사(Reverse transcription) 반응은 분리한 전체 RNA 0.5 ㎕, 12.5 pmole 다운스트림 프라이머(downstream primer), 5배 역전사 완충액(250 mM Tris-HCl, 150 mM KCl, 40 mM MgCl2, 5 mM DTT, pH 8.5) 1 ㎕, 10 mM dNTP 0.5 ㎕, 10 U RNase inhibitor, 그리고 2 U AMV 역전사효소를 첨가한 반응액 5 ㎕를 42℃에서 1 시간 항온 처리하여 실시한 다음 94℃에서 10 분간 변성시켰다. 중합효소연쇄반응(Polymerase chain reaction)은 역전사반응액 5 ㎕에 12.5 pmole 업스트림프라이머(upstream primer), 1.25 U Taq DNA polymerase, 10배 중합효소연쇄반응 완충액(100 mM Tris-HCl, 500 mM KCl, 15 mM MgCl2, pH 8.3) 2 ㎕를 첨가하고 증류수를 첨가하여 반응액을 25 ㎕로 만들었다. 이 반응액을 95℃ 45 초, 55℃ 60 초, 72℃ 60 초로 40 회 증폭시켰으며 마지막에는 72℃에서 7 분간 처리하였다. RT-PCR 산물은 0.5X TBE 완충액과 1.5 % 아가로즈 겔을 사용하여 전기영동한 후 에티디움 브로마이드로 염색하여 확인하였다. RT-PCR : Reverse transcription reaction consists of 0.5 μl total RNA isolated, 12.5 pmole downstream primer, 5-fold reverse transcription buffer (250 mM Tris-HCl, 150 mM KCl, 40 mM MgCl 2 , 5 mM). DTT, pH 8.5) 5 μl of the reaction solution containing 1 μl, 10 mM dNTP 0.5 μl, 10 U RNase inhibitor, and 2 U AMV reverse transcriptase were incubated at 42 ° C. for 1 hour, and then denatured at 94 ° C. for 10 minutes. . The polymerase chain reaction was carried out in 5 μl of reverse transcriptase and 12.5 pmole upstream primer, 1.25 U Taq DNA polymerase, 10-fold polymerase chain reaction buffer (100 mM Tris-HCl, 500 mM KCl, 15). 2 μl of mM MgCl 2 , pH 8.3) was added and distilled water was added to make 25 μl of the reaction solution. The reaction solution was amplified 40 times at 95 ° C 45 seconds, 55 ° C 60 seconds, 72 ° C 60 seconds and finally treated at 72 ° C for 7 minutes. RT-PCR products were identified by electrophoresis using 0.5X TBE buffer and 1.5% agarose gel followed by staining with ethidium bromide.
SqMV 감염식물체와의 RT-PCR 검정에서 10가지 프라이머 조합 모두에서 SqMV 특이적 반응을 확인할 수 있었다(도 2). 이들 중에서 반응강도가 뛰어나고 특별한 비특이적 반응을 보이지 않으며, RT-PCR 산물의 크기가 900bp 이하인 6가지(조합 1, 3, 4, 5, 9, 10) 프라이머 조합을 선발하였다.RT-PCR assays with SqMV infected plants confirmed SqMV specific responses in all 10 primer combinations (FIG. 2). Among them, 6 primer combinations (
위에서 선발된 6가지 프라이머 조합은 분류학적으로 유사한 바이러스인 코모비리데 6가지 바이러스와의 비특이적 반응 분석을 통하여 4가지(조합 3, 4, 9, 10) 프라이머 조합을 선발하였다(도 3). 비특이적 반응 분석에는 Comoviridae에 속하는 Cowpea severe mosaic virus (CPSMV), Cherry leaf roll virus (CLRV), Broad bean wilt virus 2 (BBWV2), Grapevine fanleaf virus (GFLV), Tobacco ringspot virus (TRSV), Raspberry ringspot virus (RpRSV), Tomato ringspot virus (ToRSV), Tomato black ring virus (TBSV)를 이용하였다. The six primer combinations selected above were selected from four (
분류학적 유사바이러스와의 분석에서 선발된 4가지 조합은 박과 식물과 관련된 13가지 바이러스와의 RT-PCR 분석 결과 두 조합(조합 3, 조합 4) 프라이머 조합을 최종적으로 선발하였다(도 4). 기주 관련 바이러스와의 비특이적 반응 분석에 이용된 13가지 바이러스는 다음과 같다: Arabis mosaic virus (ArMV), Cherry leaf roll virus (CLRV), Cowpea mild mottle virus (CPMMV), Cucumber mosaic virus (CMV), Cucumber green mottle mosaic virus (CGMMV), Grapevine fanleaf virus (GFLV), Kyuri green mottle mosaic virus (KGMMV), Melon necrotic spot virus (MNSV), Prune dwarf virus (PDV), Tobacco rattle virus (TRV), Tomato black ring virus (TBRV), Broad bean wilt virus 2 (BBWV2), Tomato spotted wilt virus (TSWV).The four combinations selected in the analysis with taxonomic similar virus finally selected the two combinations (
이러한 결과들을 바탕으로 하여 종자 또는 식물체로부터 SqMV를 진단할 경우, 우선적으로 최적 진단용 프라이머로 선발된 프라이머 조합 3과 4을 이용하여 RT-PCR를 수행한다. 이 진단 결과가 미흡할 경우 SqMV 진단용 프라이머 은행의 다른 프라이머의 조합을 이용하여 검증이 가능할 것이다.When SqMV is diagnosed from seeds or plants based on these results, RT-PCR is first performed using
실시예 3: SqMV의 진단 및 검증의 예Example 3: Example of Diagnosis and Verification of SqMV
검사현장에서 SqMV 진단용 최적 프라이머로 조합 3 또는 조합 4를 이용하여 1차적인 진단을 실시한다. 1차 RT-PCR 검사 결과의 검정이 필요할 경우, 즉 RT-PCR 산물이 SqMV로부터 유래된 결과인지 확인하기 위하여 이 프라이머 조합에 대한 검정용 프라이머(nested primer)를 이용하여 PCR 검사를 실시한다. 이때 RT-PCR 반응 결과가 SqMV 유래에서 비롯되었다면 검정용 PCR에서 양성반응을 나타낸다(도 5). 부가적으로 이러한 본 발명의 SqMV 프라이머 은행으로부터 유래된 PCR 산물을 쉽게 확인할 수 있도록 프라이머가 설계된 전체 영역을 포함하는 양성대조구를 제조하였다. 이 양성대조구는 PCR 검사시 양성대조구로 이용가능하며, 또한 확인인 필요한 PCR 산물의 염기서열을 쉽게 비교할 수 있도록 양성대조구 플라스미드의 삽입된 영역의 염기서열을 결정하여 제공하였다(도 6).The primary diagnosis is performed using
본 발명의 진단법을 실시할 경우 박과 작물 종자 또는 식물체로부터 SqMV 감염여부를 정밀하게 진단할 수 있다. 또한 식물 바이러스에 대한 RT-PCR 진단키트의 산업화가 가능하다. 본 발명을 실시함으로써 국내 박과 작물에서 SqMV의 피해를 최소화할 수 있을 것이며, 국경 검역현장에서 손쉽게 활용할 수 있어 외국으로부터 SqMV에 감염된 박과 식물 종자의 유입을 효과적으로 차단할 수 있을 것이다.When the diagnostic method of the present invention is carried out, it is possible to precisely diagnose SqMV infection from gourds and crop seeds or plants. It is also possible to industrialize RT-PCR diagnostic kits for plant viruses. By implementing the present invention will be able to minimize the damage of SqMV in domestic gourds and crops, it can be easily used at the border quarantine site can effectively block the influx of SqMV-infected gourds and plant seeds from foreign countries.
도 1은 SqMV 프라이머 위치를 나타낸다. 위치는 Genbank accession no. AB054689를 기준으로 작성되었다.1 shows the SqMV primer positions. The location is Genbank accession no. Written based on AB054689.
도 2는 10가지 프라이머 조합의 SqMV와의 특이성을 검정한 것이다. RT-PCR 주형으로 SqMV에 감염된 호박 잎 조직으로부터 추출된 전체 RNA를 사용하였으며, 1~10 프라이머 조합은 표 4를 참조한다.Figure 2 assays the specificity of SqMV of the 10 primer combinations. RT-PCR template was used as the total RNA extracted from SqMV infected pumpkin leaf tissue, see Table 4 for 1-10 primer combinations.
도 3은 선발된 SqMV 프라이머 조합과 Comoviridae 바이러스와의 RT-PCR 분석 결과이다. 1, 10: SqMV; 2, 11: CPSMV; 3, 12: BBWV2; 4, 13: TRSV; 5, 14: ToRSV; 6, 15: CLRV; 7, 16: GFLV; 8, 17: RpRSV: 8, 18; TBRV.Figure 3 shows the RT-PCR analysis of the selected SqMV primer combination and Comoviridae virus. 1, 10: SqMV; 2, 11: CPSMV; 3, 12: BBWV2; 4, 13: TRSV; 5, 14: ToRSV; 6, 15: CLRV; 7, 16: GFLV; 8, 17: RpRSV: 8, 18; TBRV.
도 4는 선발된 SqMV 진단용 프라이머 조합과 기주 관련 바이러스의 RT-PCR 분석 결과이다. 1:SqMV, 2:ArMV, 3:CLRV, 4:CPMMV, 5:CMV, 6:CGMMV, 7:GFLV, 8:KGMMV, 9:MNSV, 10:PDV, 11:TRV, 12:TBRV, 13:BBWV2, 14:TSWV.4 is a result of RT-PCR analysis of the selected SqMV diagnostic primer combination and host-associated virus. 1: SqMV, 2: ArMV, 3: CLRV, 4: CPMMV, 5: CMV, 6: CGMMV, 7: GFLV, 8: KGMMV, 9: MNSV, 10: PDV, 11: TRV, 12: TBRV, 13: BBWV2, 14: TSWV.
도 5는 SqMV 진단용 최적 프라이머 조합 및 검정용 프라이머 조합의 (RT)PCR 분석 결과이다.5 shows the results of (RT) PCR analysis of SqMV diagnostic optimal primer combinations and assay primer combinations.
M : size markerM: size marker
1 : 최적 진단용 프라이머 조합 4 (680bp)1: Optimal diagnostic primer combination 4 (680bp)
2 : 조합 4에 대한 검정용 프라이머 조합 (SqM-C45/N30) (567bp)2: Primer combination for assay for combination 4 (SqM-C45 / N30) (567 bp)
3 : 최적 진단용 프라이머 조합 3 (852bp)3: Optimal diagnostic primer combination 3 (852bp)
4 : 조합 3에 대한 검정용 프라이머 조합 (SqM-C40/N20) (680bp)4: Primer combination for assay (SqM-C40 / N20) for combination 3 (680bp)
도 6은 pGEM-T 벡터에 삽입된 SqMV 양성대조구(1,780bp)를 나타낸다.Figure 6 shows SqMV positive control (1780 bp) inserted into the pGEM-T vector.
<110> REPUBLIC OF KOREA(MANAGEMENT : RURAL DEVELOPMENT ADMINISTRATION) <120> Primer combination for diagnosing Squash mosaic virus and uses thereof <130> PN08260 <160> 11 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> SqM-N10 primer <400> 1 atttggtggg agattattca 20 <210> 2 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> SqM-N20 primer <400> 2 ccgaaaaagc tgtggtcaat ca 22 <210> 3 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> SqM-N30 primer <400> 3 taaaatgtat gagcgaagta agag 24 <210> 4 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> SqM-N40 primer <400> 4 gatggttcgt acgcccttag a 21 <210> 5 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> SqM-C10 primer <400> 5 ctaaagcgaa ctgggaaaga a 21 <210> 6 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> SqM-C20 primer <400> 6 ccagccactt caaagtcttc cata 24 <210> 7 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> SqM-C30 primer <400> 7 tttgcatctc ttcctttgtc 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cttagattgc tttacctctc ctgatagtaa catttgtggt 540 ggtatgttgc tggttgatac agcacattta aacccggata atgcaataag aagtgttttt 600 gtcgcgccat ttattggtgg tcgccctatt cgagttttgt tgtttccaga cactttggtg 660 gaaattgccc caaacatgaa ttctcgattt aaattgctat gtactactag caatggcgac 720 gttgcaccag attttaattt agcgatggtc aaagtcaatg ttgcaggttg tgctgttagt 780 ttgaccaaga catacactcc tacagcctac cttgagcaag agctaattaa agaaaagggg 840 gccattgttc aatatttgaa caggcacact ttttctatgc atcggaataa tcagatgaca 900 aaggaagaga tgcaaaagca gtgcctttct tttagactgg aaagtgctct cactttgcag 960 aaaaacatcc tttgcacgcc accttttgta agtcaaccaa ttttgtttac agattggtgg 1020 agatgccaaa gaaggtagta atggtagttt gactgttaat gagagtcagt gtcctcacat 1080 tctcttccac acatgttttg cataagcata acaacagtgg cgataatgaa gtagaattct 1140 cggagattgg tgtggtcgta ccaggtgctg gtagaaccaa ggcttatggt caaaatgaac 1200 tagatcttgc gcaactttcc ttggatgata ctagttctct tcgtggatct gtgttgcaaa 1260 ccaaattagc cacatcccgt gtcattttaa gtaaaacaat ggtcgggaat actatcctta 1320 gggaagattt gctcgccacc ttcttgcagg atagcaatga gagggccgcg atagatttaa 1380 tccgcaccca tgttataaga ggcaaaatac gctgtgttgc ttctatcaat gttccagaga 1440 atacaggttg tgctttggct atttgcttca atagtggcat aacaggagct gctgacacgg 1500 acatatacac cacgagttct caggacgcta tagtgtggaa tcctgcttgt gagaaggctg 1560 ttgagttgtc atttaacccc aatccctgca gtgatgcctg gaactttgtg tttttgcagc 1620 agacaaaggc acatttcgca gttcagtgtg tgactggatg gactacaacg ccacttacag 1680 acttggctct agtgcttaca tggcatatcg atagaaactt gtgcgtgcct gaaactttga 1740 cgattagttc tgcacacgct tctttcccag ttcgctttag 1780 <110> REPUBLIC OF KOREA (MANAGEMENT: RURAL DEVELOPMENT ADMINISTRATION) <120> Primer combination for diagnosing Squash mosaic virus and uses the <130> PN08260 <160> 11 <170> Kopatentin 1.71 <210> 1 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> SqM-N10 primer <400> 1 atttggtggg agattattca 20 <210> 2 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> SqM-N20 primer <400> 2 ccgaaaaagc tgtggtcaat ca 22 <210> 3 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 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