KR101334853B1 - Primer set for detection of xanthomonas campestris pv. nigromaculans and diagnostic kit using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 우엉세균점무늬병균 검출용 병원형(Pathovar) 특이 PCR 프라이머 세트 및 이를 이용한 진단용 키트에 관헌 것으로, 보다 상세하게는 우엉세균점무늬병균의 23S rRNA 유전자 일부 서열에 특이적으로 결합하는 것을 특징으로 하는 프라이머 XNIGf(전방향, 서열번호 1)과 XNIGr(역방향, 서열번호 2) 세트 또는 이들과 상보적인 염기서열로 이루어진 프라이머 세트, 상기 2 세트 중 어느 하나를 포함하는 우엉세균점무늬병균 검출용 키트 및 이를 이용한 우엉세균점무늬병균 검출 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a set of pathovar specific PCR primers for detecting burdock bacterium pathogens and a diagnostic kit using the same, and more specifically, specifically binds to 23S rRNA gene partial sequences of burdock bacterium pathogens. Primer XNIGf (forward, SEQ ID NO: 1) and XNIGr (reverse, SEQ ID NO: 2) a primer set consisting of a base sequence or complementary to them, kit for detecting burdock bacterium bacterial pathogen comprising any one of the above two and The present invention relates to a method for detecting burdock microorganisms using the same.
식물 병원세균의 유전자 진단방법으로는 Dot-blot, 중합효소 연쇄반응(PCR) 등의 방법이 이용된다. 특히 PCR은 Dot-blot 방법보다 시간, 노력, 인력 등이 경제적이기 때문에 최근 널리 사용되고 있는 방법이다. PCR(중합효소 연쇄반응, polymerase chain reaction) 진단 방법은 10~20bp로 구성된 특정 DNA 단편(프라이머)을 세균의 게놈유전자(genomic DNA)에 접촉(annealing)한 후 내열성 DNA 중합효소(Taq polymerase)를 첨가하고 합성반응을 반복적으로 행하게 되면, 프라이머가 결합된 영역이 급속히 증폭하게 되며, 그 PCR 증폭산물을 아가로스 젤(agarose gel) 또는 아크릴아마이드 젤(acrylamide gel)에 전기영동하고 에티디움 브로마이드(ethidium bromide) 및 은 염색(silver stain)으로 DNA를 염색한 후 나타나는 DNA 밴드의 유무 혹은 형태의 차이와 같은 세균종의 DNA 다형성을 검출 진단하는 방법이다. 현재, 이러한 PCR에 의한 세균의 진단법은 인체나 동물의 세균성 질병을 진단에 주로 이용되나, 최근에는 식물 병원균을 진단할 수 있도록 PCR 진단법이 개발되어 병의 진단과 함께 수출입 농산물의 검역에 이용되고 있다. 또한, PCR 진단 방법은 다른 방법에 비해 소요되는 시간이 짧고, 진단에 소요되는 비용이 저렴하며 또한, 많은 샘플을 동시에 검정할 수 있어 경제적이다. 이에 최근에는 잔토모나스(Xanthomonas) 검출방법 중에서 유전물질인 핵산을 증폭하는 PCR 진단 방법이 가장 선호되고 있다. Dot-blot, polymerase chain reaction (PCR), etc. are used as a method for diagnosing plant pathogens. In particular, PCR is a widely used method because it is economical in terms of time, effort, and manpower than the dot-blot method. PCR (polymerase chain reaction) diagnostic method is to anneal a specific DNA fragment (primer) consisting of 10 ~ 20bp to the genomic DNA of the bacteria and then heat-resistant DNA polymerase (Taq polymerase) After repeated addition and repeated synthesis, the primer-bound region rapidly amplifies, and the PCR amplification product is electrophoresed on an agarose gel or acrylamide gel and ethidium bromide It is a method for detecting and diagnosing DNA polymorphisms of bacterial species such as the presence or absence of DNA bands and staining after DNA staining with bromide and silver stain. At present, the PCR method is mainly used for diagnosing bacterial diseases of humans or animals, but recently, PCR diagnostic methods have been developed to diagnose plant pathogens and are used for quarantine of imported and imported agricultural products. . In addition, the PCR diagnostic method is shorter in time than other methods, is inexpensive to diagnose, and is economical because many samples can be simultaneously tested. Recently, a PCR diagnostic method for amplifying a nucleic acid, which is a genetic material, is most preferred among Xanthomonas detection methods.
세균점무늬병균(Xanthomonas campestris)이 잎, 줄기, 과실 등에 침입하면 조그마한 담갈색 또는 갈색반점이 생긴다. 잎의 경우에는 잎맥에 한하여 모난 병반이 생기는 경우도 있다. 심할 때에는 병반이 융합하여 잎이 시든다. 본 발명에서 진단하고자하는 우엉세균점무늬병균(Xanthomonas campestris pv . nigromaculans) 은 우엉에 침입하여 세균성점무늬병을 일으키는 바, 경제적인 피해가 많다. Xanthomonas campestris invade leaves, stems, and fruit, resulting in tiny light brown or brown spots. In the case of leaves, angular lesions may occur only in the leaf veins. In severe cases, the lesions fuse and the leaves wither. Burdock jeommunuibyeong bacterial strains to be diagnosed by the present invention (Xanthomonas campestris pv. Nigromaculans) will cause the bar to break the bacterial jeommunuibyeong burdock, many economic damage.
우엉(Arctium lappa L.)은 국화과에 속하는 2년생 초본식물로서, 높이는 대략 1.5m 이고, 줄기는 자주색을 띠며 곧게 자란다. 뿌리잎은 뭉쳐나며 잎자루가 길고 줄기잎은 어긋나며 심장모양으로 가장자리에 얕은 거치가 있다. 잎의 앞면은 진한 녹색이고 뒷면은 솜털이 있어 흰색으로 보인다. 뿌리에는 이눌린과 약간의 팔미트산이 들어있다. 이뇨제와 발한제로 쓰이기도 하고, 인후통과 독충의 해독제로 이용하기도 한다.Burdock ( Arcium) lappa L. ) is a biennial herbaceous plant belonging to Asteraceae, its height is about 1.5m, and its stem is purple and grows straight. Root leaves agglomerate, petiole long, stem leaves displaced, and heart-shaped with shallow basal edges. The front side of the leaf is dark green and the back side is fluffy and white. The root contains inulin and some palmitic acid. It is also used as a diuretic and antiperspirant, or as an antidote for sore throats and poisons.
기존의 잔토모나스 속 미생물 중, 벼흰잎마름병원균(Xanthomonas oryzae pv. oryzae), 세균성점무늬병원균(Xanthomonas campestris pv. vesicatoria), 십자화과 흑부병원균(Xanthomonas campestris pv. campestris), 감귤류 궤양병 병원균(Xanthomonas axonopodis pv. citri) 및 콩불마름병원균(Xanthomonas axonopodis pv. glycines) 등 다양한 미생물의 검출에 사용되는 개별적인 PCR 프라이머에 대한 연구는 이루어졌으나, 우엉세균점무늬병균(Xanthomonas campestris pv. nigromaculans)에 대하여는 아직까지 연구된 바 없다.
Among the existing Xanthomonas microorganisms, rice leaf blight pathogen ( Xanthomonas oryzae pv. oryzae ), bacterial spot pattern pathogen ( Xanthomonas campestris pv. vesicatoria ), Cruciferous Black Pathogen ( Xanthomonas) campestris pv. campestris ), citrus ulcer pathogen ( Xanthomonas axonopodis pv. citri and Xanthomonas axonopodis pv. Study on the individual PCR primers used for the detection of various microorganisms, such as glycines) has been made, burdock bacteria jeommunuibyeong bacteria (Xanthomonas campestris pv. nigromaculans ) has not been studied yet.
이에 본 발명의 발명자들은 유전자 수준에서 병원형(pathovar)을 식별하는 방법을 이용하여 우엉세균점무늬병균을 진단하고자, 우엉세균점무늬병균과 Xanthomonas 속 세균들의 23SrRNA 유전자를 비교하여 우엉세균점무늬병균에만 있는 특이 서열을 발현였고, 이 특이서열을 증폭시킬 수 있는 프라이머 세트를 설계하였다.
Therefore, the inventors of the present invention compare the 23SrRNA genes of the burdock bacterium pathogen and Xanthomonas bacteria to diagnose the burdock bacillus pathogen using a method of identifying a pathovar at the gene level. The sequences were expressed and primer sets designed to amplify this specific sequence were designed.
따라서 본 발명의 목적은 서열번호 1 및 서열번호 2로 표시되는 우엉세균점무늬병균(Xanthomonas campestris pv. nigromaculans) 검출용 PCR 프라이머 세트를 제공하는 것이다.Therefore, an object of the present invention is to provide a PCR primer set for detecting burdock bacillus bacteria ( Xanthomonas campestris pv. Nigromaculans ) represented by SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2.
본 발명의 다른 목적은 서열번호 3 및 서열번호 4로 표시되는 우엉세균점무늬병균(Xanthomonas campestris pv. nigromaculans) 검출용 PCR 프라이머 세트를 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a PCR primer set for detecting burdock bacillus bacteria ( Xanthomonas campestris pv. Nigromaculans ) represented by SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 4.
본 발명의 다른 목적은 서열번호 1 및 서열번호 2 또는 서열번호 3 및 서열번호 4로 표시되는 프라이머 세트를 포함하는 우엉세균점무늬병균(Xanthomonas campestris pv. nigromaculans) 진단용 키트를 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is a burdock bacterium comprising a primer set represented by SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 4 ( Xanthomonas campestris pv. nigromaculans ) to provide a diagnostic kit.
본 발명의 다른 목적은 (a) 시료로부터 DNA를 분리하는 단계; (b) 상기 (a)단계에서 분리된 DNA를 상기 서열번호 1 및 서열번호 2 또는 서열번호 3 및 서열번호 4로 표시되는 프라이머 쌍을 이용하여 PCR로 증폭하는 단계; 및 (c) 상기 (b)단계의 증폭된 PCR 산물을 전기영동으로 확인하는 단계를 포함하는 우엉세균점무늬병균(Xanthomonas campestris pv. nigromaculans) 검출 방법을 제공하는 것이다.
It is another object of the present invention to provide a method for detecting DNA comprising: (a) separating DNA from a sample; (b) amplifying the DNA isolated in the step (a) by PCR using the primer pairs shown in SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 4; And (c) the burdock bacterium pathogen comprising the step of confirming the amplified PCR product of step (b) by electrophoresis ( Xanthomonas campestris pv . nigromaculans ) detection method.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 서열번호 1 및 서열번호 2로 표시되는 우엉세균점무늬병균(Xanthomonas campestris pv. nigromaculans) 검출용 PCR 프라이머 세트를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a PCR primer set for detecting burdock bacillus bacterium ( Xanthomonas campestris pv. Nigromaculans ) represented by SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 서열번호 3 및 서열번호 4로 표시되는 우엉세균점무늬병균(Xanthomonas campestris pv. nigromaculans) 검출용 PCR 프라이머 세트를 제공한다.In order to achieve another object of the present invention, the present invention provides a PCR primer set for detecting burdock bacillus bacteria ( Xanthomonas campestris pv. Nigromaculans ) represented by SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 4.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상기 서열번호 1 및 서열번호 2 또는 서열번호 3 및 서열번호 4로 표시되는 프라이머 세트를 포함하는 우엉세균점무늬병균(Xanthomonas campestris pv. nigromaculans) 진단용 키트를 제공한다.To achieve another object of the present invention, the present invention provides a kit for diagnosing burdock bacterium ( Xanthomonas campestris pv. Nigromaculans ) comprising a primer set represented by SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 4 To provide.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 (a) 시료로부터 DNA를 분리하는 단계; (b) 상기 (a)단계에서 분리된 DNA를 서열번호 1 및 서열번호 2 또는 서열번호 3 및 서열번호 4의 프라이머 쌍을 이용하여 PCR로 증폭하는 단계; 및 (c) 상기 (b)단계의 증폭된 PCR 산물을 전기영동으로 확인하는 단계를 포함하는 우엉세균점무늬병균(Xanthomonas campestris pv. nigromaculans) 검출 방법을 제공한다.
In order to accomplish still another object of the present invention, the present invention provides a method for detecting a DNA fragment, comprising: (a) separating DNA from a sample; (b) amplifying the DNA isolated in step (a) by PCR using primer pairs of SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 4; And (c) detecting the amplified PCR product of step (b) by electrophoresis ( Xanthomonas campestris pv. Nigromaculans ) comprising the step of confirming by electrophoresis.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명에서 용어 ‘프라이머’는 상보적인 서열과 염기쌍을 형성할 수 있고, 상보적인 가닥 복사를 위한 시작 지점으로 기능하는 짧은 핵산 서열을 의미한다. 본 발명의 명세서에서 용어 "전방향(forward) 프라이머" 및 "역방향(reverse) 프라이머"는 PCR에 의해 증폭되는 유전자의 일정 부위의 3' 말단 및 5' 말단에 각각 결합하는 프라이머를 의미한다.
The term 'primer' in the present invention means a short nucleic acid sequence capable of forming a base pair with a complementary sequence and serving as a starting point for complementary strand duplication. In the present specification, the terms "forward primer" and "reverse primer" refer to primers that bind to the 3 'and 5' ends of a certain region of a gene amplified by PCR, respectively.
본 발명은 서열번호 1 및 서열번호 2로 표시되는 우엉세균점무늬병균(Xanthomonas campestris pv. nigromaculans) 검출용 PCR 프라이머 세트에 관한 것이다.The present invention is the burdock bacillus pathogens represented by SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2 ( Xanthomonas campestris pv. nigromaculans ) is directed to a set of PCR primers for detection.
미생물 유전자에 특이적인 중합효소 연쇄반응 프라이머의 제작에는 rRNA, 하우스키핑(house keeping) 유전자 등 다양한 유전자들이 사용되고 있으며, 특히 rRNA 유전자 중 16S rRNA와 23S rRNA는 진화에 안정적이고 같은 종 혹은 종 하위 분류군내 유전적 변이가 드물기 때문에 병원세균 진단용 중합효소 연쇄반응 프라이머로 이상적이다. 본 발명에서 중합효소 연쇄반응(PCR) 프라이머 세트는 우엉세균점무늬병균 게놈의 유전자 서열 중에서 종(species) 보존적인 23S rRNA의 특이적 영역을 표적으로 하였기 때문에 우엉세균점무늬병균 이외의 미생물 유전자와는 특이적인 결합을 하지 않으며, 우엉세균점무늬병균만을 특이적으로 검출할 수 있는 것에 특징이 있다. A variety of genes such as rRNA and house keeping genes have been used in the production of polymerase chain reaction primers specific to microbial genes. Among them, 16S rRNA and 23S rRNA are stable to evolution and belong to the same species or subclass Because genetic variation is rare, it is ideal as a polymerase chain reaction primer for the diagnosis of hospital germs. In the present invention, the polymerase chain reaction (PCR) primer set targets a specific region of the species conserved 23S rRNA in the gene sequence of the burdock bacterium pathogen genome, and thus is specific to microbial genes other than the burdock bacterium pathogen. It is characterized by the fact that it is not specifically bound and can only specifically detect burdock germ spot disease.
본 발명의 우엉세균점무늬병균(Xanthomonas campestris pv. nigromaculans) 검출용 PCR 프라이머 세트는 잔토모나스(Xanthomonas) 속에 속하는 다른 미생물과 비교했을 때, 우엉세균점무늬병균에만 존재하는 특이적인 서열을 갖는 것을 특징으로 한다. 본 발명에서는 공지된 잔토모나스 속 균들의 23S rRNA 유전자와 우엉세균점무늬병균의 23S rRNA 유전자를 비교분석하여, 우엉세균점무늬병균에만 특이적인 프라이머 세트(XNIGf <전방향, 서열번호 1> & XHIGr <역방향, 서열번호 2>)를 제작하였다(실시예 1 참조). 상기 프라이머 세트가 우엉세균점무늬병균에만 특이성을 갖는 지 검증하기 위하여, 우엉세균점무늬병균을 포함한 잔토모나스(Xanthomonas) 속 26종에 속하는 90 strains들의 gDNA를 분리하여, 상기 프라이머 세트와 함께 PCR 반응시킨 후, 전기영동을 한 결과([도 1]에 기재)를 보면, 우엉세균점무늬병균의 DNA를 검출하였다.Burdock bacterial spot pattern germ of the present invention ( Xanthomonas campestris pv. nigromaculans ) PCR primer set is characterized in that it has a specific sequence present only in burdock bacterial pathogen, compared to other microorganisms belonging to the genus Xanthomonas . In the present invention, by comparing the 23S rRNA gene of the known genus Xanthomonas and the 23S rRNA gene of Burdock bacterial spot pattern bacteria, primer sets specific for Burdock bacterial spot disease (XNIGf <forward, SEQ ID NO: 1>& XHIGr <reverse direction , SEQ ID NO: 2>) was prepared (see Example 1). In order to verify that the primer set has specificity only for the burdock bacterium, the gDNA of 90 strains belonging to 26 species of genus Xanthomonas , including the burdock bacterium, was isolated and PCR-reacted with the primer set. When electrophoresis was performed (described in [Fig. 1]), the DNA of burdock bacterial spot pattern germ was detected.
또한, 본 발명은 상기 서열번호 1 및 서열번호 2에 상보적인 서열을 갖는 서열번호 3 및 서열번호 4로 표시되는 우엉세균점무늬병균 검출용 PCR 프라이머 세트를 제공한다. 상기 본 발명의 프라이머 세트들은 우엉세균점무늬병균의 특이적 검출에 영향을 주지 않는 범위 내에서 변형(예: 부가, 결실, 치환)될 수 있다.
In another aspect, the present invention provides a PCR primer set for detecting burdock bacillus pathogens represented by SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 4 having a sequence complementary to SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2. The primer sets of the present invention may be modified (eg, added, deleted, substituted) within a range that does not affect specific detection of burdock bacterial spot pattern bacteria.
본 발명은 상기 서열번호 1 및 서열번호 2 또는 서열번호 3 및 서열번호 4로 표시되는 프라이머 세트를 포함하는 우엉세균점무늬병균 진단용 키트를 제공한다.The present invention provides a kit for diagnosing burdock bacillus pathogen, comprising a primer set represented by SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 4.
상기 본 발명의 키트에는 본 발명의 프라이머 세트를 이용하여 우엉세균점무늬병균을 검출하는데 필요한 실험(예: PCR) 및 결과 확인에 필요한 여러 가지 시약들, 예컨대, PCR 조성물, 제한효소, 아가로스, 혼성화 및 전기영동에 필요한 완충용액 등이 추가로 포함될 수 있다. 보다 상세하게는 상기 PCR 조성물은 역전사 반응에 의해서 합성된 상보적 DNA와 본 발명에서 제공되는 PCR 프라이머쌍 이외에 적당량의 DNA 중합효소(예, Thermus aquaticus (Taq), Thermus thermophilus (Tth), Thermus filiformis, Thermis flavus, Thermococcus literalis 또는 Pyrococcus furiosus (Pfu)로부터 얻은 열 안정성 DNA 중합효소), dNTP, PCR 완충용액 및 물(dH2O)을 포함한다. 상기 PCR 완충용액은 트리스-HCl(Tris-HCl), MgCl2, KCl 등을 포함한다. 이 때 MgCl2 농도는 증폭의 특이성과 수량에 크게 영향을 준다. 일반적으로 Mg2 +가 과량인 경우는 비특이적인 PCR 증폭산물이 증가하고, Mg2+가 부족한 경우 PCR 산물의 산출율이 감소한다. 상기 PCR 완충용액에는 이에 제한되지는 않으나 적당량의 트리톤 X-100(Triton X-100), 디메틸설폭사이드 (dimethylsufoxide (DMSO)), Tween 20, nonidet P40, PEG 6000, 포름아미이드 및 소혈청 알부민(bovine serum albumine (BSA))이 추가로 포함될 수 있다. The kit of the present invention includes a variety of reagents, such as PCR compositions, restriction enzymes, agarose, and hybridization, for experiments (eg, PCR) and for confirming the results necessary for detecting the burdock bacillus pathogen using the primer set of the present invention. And a buffer solution required for electrophoresis may be further included. More specifically, the PCR composition may be prepared by mixing a complementary DNA synthesized by a reverse transcription reaction with a PCR primer pair provided in the present invention in an appropriate amount of a DNA polymerase (e.g., Thermus aquaticus (Taq), Thermus thermophilus (Tth), Thermus filiformis , Thermis flavus , Thermococcus literalis or Pyrococcus heat stable DNA polymerase obtained from furiosus (Pfu), dNTP, PCR buffer and water (dH 2 O). The PCR buffer comprises Tris -HCl (Tris-HCl),
또한 상기 키트에는 상기 PCR 반응을 용이하게 수행할 수 있기 위하여 DNA 중합효소 및 상기 조성의 PCR 반응 완충 용액이 추가로 포함될 수 있으며, PCR 산물의 증폭 여부를 확인할 수 있는 전기영동 수행에 필요한 구성성분이 본 발명의 키트에 추가로 포함될 수 있다.
In addition, the kit may further include a DNA polymerase and a PCR reaction buffer solution having the above composition in order to facilitate the PCR reaction, and a kit for performing electrophoresis, May be further included in the kit of the present invention.
본 발명은 (a) 시료로부터 DNA를 분리하는 단계; (b) 상기 (a)단계에서 분리된 DNA를 서열번호 1 및 서열번호 2 또는 서열번호 3 및 서열번호 4의 프라이머 쌍을 이용하여 PCR로 증폭하는 단계; 및 (c) 상기 (b)단계의 증폭된 PCR 산물을 전기영동으로 확인하는 단계를 포함하는 우엉세균점무늬병균 검출방법을 제공한다.(A) separating DNA from a sample; (b) amplifying the DNA isolated in step (a) by PCR using primer pairs of SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 4; And (c) it provides a method for detecting burdock microorganism pattern germ comprising the step of confirming the amplified PCR product of step (b) by electrophoresis.
중합효소 연쇄반응(PCR)은 생체 내에 존재하는 적은 양의 DNA를 분리하여 주형으로 사용하고 표적 DNA 서열의 양 끝단에 상보적인 올리고뉴클레오티드로 이루어진 프라이머 쌍을 이용하여 표적 DNA 단편만을 짧은 시간 안에 수십만 배 이상 증폭시키는 방법이다. 이와 같은 PCR을 이용하여 식물에 감염된 미생물을 신속하고 정확하게 검출할 수 있다. 본 발명에서는 우엉세균점무늬병균을 검출하기 위하여, 상기 PCR을 포함하는 검출 방법을 이용하였다.Polymerase chain reaction (PCR) is a technique in which a small amount of DNA present in a living body is separated and used as a template, and a pair of primers consisting of oligonucleotides complementary to both ends of the target DNA sequence is used. . By using such PCR, microorganisms infected by plants can be detected quickly and accurately. In the present invention, the detection method including the PCR was used to detect the burdock bacilli.
이를 단계별로 살펴보면, 상기 (a) 단계에서 DNA의 분리는 상기 우엉세균점무늬병균(Xanthomonas campestris pv. nigromaculans)으로부터 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법에 따라 수행될 수 있으며, 상업적으로 판매되는 DNA 추출 키트를 이용하여 수행할 수 있다.Looking at this step by step, the separation of DNA in the step (a) is the burdock bacterium pathogen ( Xanthomonas campestris pv. nigromaculans ) according to methods commonly used in the art, and may be performed using a commercially available DNA extraction kit.
(b) 단계에서는 상기 (a) 단계에서 분리된 DNA를 주형으로 하고 본 발명의 프라이머 쌍을 이용하여 우엉세균점무늬병균의 23S rRNA의 유전자를 증폭해낼 수 있다. 본 단계는 ⅰ) 변성(denaturation) 단계, ⅱ) 프라이머의 대상 핵산결합(annealing) 단계 및 ⅲ) 신장(elongation) 단계를 포함하는 사이클이 수회 반복되어 행해진다. 본 발명에서 용어 "사이클"은 표적 핵산의 1 카피 (copy)를 생성하는 과정을 의미한다. 상기 변성, 프라이머의 대상 핵산결합단계 및 신장 단계에서의 온도 및 시간 조건은 당업자가 적합한 조건을 선택할 수 있으며 특정의 범위로 한정되지 않으나, 바람직하게는 (i) 90 내지 98℃에서 55 내지 65초간의 변성(denaturation) 과정, (ii) 55 내지 70℃에서 55 내지 60초간의 어닐링(annealing) 및 (ⅲ) 65 내지 75℃에서 170 내지 190초 신장(elongation)과정으로 이루어지는 1 사이클을 30회 반복 수행하는 단계 및 (ⅳ) 65 내지 75℃에서 5 내지 10분 동안의 추가 신장 단계를 포함할 수 있다. 각 단계의 시간과 싸이클 수는 당업계에 일반적으로 행해지는 조건에 따라 정해질 수 있다. In step (b), the DNA isolated in step (a) is used as a template, and the primer pair of the present invention can be used to amplify the 23S rRNA gene of burdock bacillus bacterium. This step is performed by repeating cycles including i) denaturation step, ii) target nucleic acid annealing step of the primer, and iii) elongation step. The term "cycle " in the present invention means a process of generating one copy of a target nucleic acid. The denaturation, temperature and time conditions in the target nucleic acid binding step and extension step of the primer can be selected by a person skilled in the art suitable conditions and are not limited to a specific range, but preferably (i) 55 to 65 seconds at 90 to 98 ℃ 30 cycles of one cycle consisting of denaturation process of (ii) annealing for 55 to 60 seconds at 55 to 70 ° C. and elongation of 170 to 190 seconds at 65 to 75 ° C. Performing and (iii) further stretching for 5 to 10 minutes at 65 to 75 ° C. The time and number of cycles in each step can be determined according to the conditions commonly practiced in the art.
(c) 단계는 당업계에서 널리 공지된 방법에 따라 PCR 산물을 DNA크기별로 분리할 수 있다. 바람직하게는 아가로스 겔(agarose gel) 또는 폴리아크릴아미드겔(polyacrylamide gel) 전기영동 또는 형광분석장치에 의해 확인할 수 있다. 이 때, 형광분석장치를 이용하기 위해서는 당업계에 공지된 형광 다이(dye)를 붙인 프라이머 쌍을 이용하여 상기 (b)단계에서 PCR을 수행하여야 한다. PCR증폭 결과는 바람직하게는 아가로스 겔 전기영동에 의해 확인할 수 있다. 전기영동 후 에디듐 브로마이드(ethidium bromide) 염색으로 전기영동 결과를 분석할 수 있다. 일반적인 역전사 반응, PCR 수행 및 그 결과 분석 방법에 대해서는 당업계에 잘 알려져 있는 방법을 사용한다.
The step (c) can separate the PCR products by DNA size according to methods well known in the art. Preferably by agarose gel or polyacrylamide gel electrophoresis or fluorescence analysis apparatus. In this case, in order to use the fluorescence analysis apparatus, the PCR should be performed in the step (b) using a pair of primers having a fluorescent dye well known in the art. The PCR amplification result can preferably be confirmed by agarose gel electrophoresis. After electrophoresis, electrophoresis results can be analyzed by ethidium bromide staining. For the general reverse transcription reaction, PCR and analysis of the results, methods well known in the art are used.
본 발명은 우엉세균점무늬병균(Xanthomonas campestris pv. nigromaculans) 검출용 PCR 프라이머 세트에 관한 것으로 보다 상세하게는 서열번호 1 및 서열번호 2 또는 서열번호 3 및 서열번호 4로 표시되는 PCR 프라이머 세트, 상기 프라이머 세트 중 어느 하나를 포함하는 우엉세균점무늬병균 진단용 키트 및 이를 이용한 우엉세균점무늬병균 검출방법에 관한 것이다. 본 발명의 프라이머 세트는 우엉세균점무늬병균을 특이적으로 검출할 수 있는 서열을 가지므로, 우엉세균점무늬병균의 진단 및 검출에 효과적이다.
The present invention relates to a PCR primer set for detecting a burdock bacterium ( Xanthomonas campestris pv.nigromaculans ), more specifically, a PCR primer set represented by SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 4, the primer The present invention relates to a kit for diagnosing a burdock bacterial spot pattern bacterium comprising any one of the sets, and a method for detecting a burdock bacterial spot pattern bacterium using the same. Since the primer set of the present invention has a sequence capable of specifically detecting the burdock bacterium pathogen, it is effective for the diagnosis and detection of the burdock bacterium pathogen.
도 1은 본 발명의 PCR 프라이머 세트의 우엉세균점무늬병균에 대한 특이성을 나타내는 전기영동 결과이다.(레인 설명 : M-size marker(1kb), 1~90: [표 2]의 번호를 나타내는 것으로, 그에 상응하는 균들에 대한 전기영동 결과이다.)Figure 1 is an electrophoresis result showing the specificity for the burdock bacterium bacterium pathogen of the PCR primer set of the present invention. (Lane description: M -size marker (1kb), 1 ~ 90 : shows the numbers in [Table 2], This is the result of electrophoresis on the corresponding bacteria.)
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
However, the following examples are illustrative of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.
<< 실시예Example 1> 1>
우엉세균점무늬병균Burdock bacteria
((
X. X.
campestriscampestris
pvpv
..
nigromaculansnigromaculans
) 검출용 ) For detection
프라이머primer
쌍의 설계 Pair design
<1-1> 특이적 염기서열의 정보 탐색<1-1> Search for information of specific base sequence
우엉세균점무늬병균(Xanthomonas campestris pv. nigromaculans)의 특이적인 염기가 존재하는 핵산을 선발하기 위하여 PCR 프라이머 개발에 많이 사용되는 rRNA 및 하우스키핑 유전자 중, 우엉세균점무늬병균 게놈 서열 중 진화에 안정적이고 같은 종 혹은 하위 분류군 중 변이가 드물어 종 보존적이고 병원 세균 진단용 PCR 프라이머에 이상적인 23S rRNA 영역을 표적으로 하였다. 본 발명에서는 유전자은행(GenBank)에 등록되어 전체 염기서열이 분석된 잔토모나스(Xanthomonas) 속 식물병원세균들의 23S rRNA 유전자를 BioEdit 프로그램 (Version7.0.9.0)에 설치되어 있는 ClustalW 다중 정렬 프로그램을 이용하여 우엉세균점무늬병균의 23S rRNA 유전자와 비교 분석하였다. Burdock Bacterium Streptococcus ( Xanthomonas) campestris pv. Among the rRNA and housekeeping genes that are frequently used in PCR primer development to select nucleic acids with specific bases of nigromaculans ), they are stable in evolution among burdock bacterial pathogen genome sequences, and the mutations in the same species or subclass are rare. And targeted 23S rRNA regions that are ideal for PCR bacterial diagnostic primers. In the present invention, 23S rRNA genes of phytopathogenic bacteria of Xanthomonas , which are registered in the GenBank and analyzed for the entire nucleotide sequence, are used in the ClustalW multiple alignment program installed in the BioEdit program (Version7.0.9.0). The comparison was made with the 23S rRNA gene of Burdock bacilli.
그 결과, 우엉세균점무늬병균의 23S rRNA의 염기 서열 중, 일부 서열이 상기 미생물에만 특이적으로 존재함을 확인하였다.
As a result, it was confirmed that some of the sequences of the 23S rRNA of the burdock bacillus pathogen were specifically present only in the microorganism.
<1-2> 특이 서열 증폭을 위한 <1-2> For specific sequence amplification 프라이머primer 쌍의 제작 Making pairs
상기 실시예 <1-1>에서 특이성이 확인된 23S rRNA 유전자를 이용하여 하기 [표 1]과 같이 우엉세균점무늬병균에 특이적인 중합효소연쇄반응의 전방향 및 역방향 프라이머 쌍을 제조하였다. Using the 23S rRNA gene confirmed specificity in Example <1-1> to prepare the forward and reverse primer pairs of the polymerase chain reaction specific to the burdock bacillus pathogens as shown in Table 1 below.
<< 실시예Example 2> 2>
제조된 Manufactured
프라이머primer
쌍의 특이성 조사 Investigate specificity of pairs
상기 실시예 1의 프라이머 세트의 우엉세균점무늬병균(Xanthomonas campestris pv. nigromaculans)에 대한 특이성을 조사하고자, PCR 반응을 실시하였다. 하기 [표 2]에 나열한 잔토모나스(Xanthomonas) 속 26종에 속하는 90 strains들의 전체 DNA들을 DNeasy Blood & Tissue Kit (Qiagen, Cat.No. 69504)을 이용하여 분리하였다.Burdock bacterial spot pattern germ of the primer set of Example 1 ( Xanthomonas campestris pv. nigromaculans ), to investigate the specificity of the PCR reaction. Whole DNAs of 90 strains belonging to 26 species of Xanthomonas species listed in [Table 2] were isolated using DNeasy Blood & Tissue Kit (Qiagen, Cat. No. 69504).
PCR 반응액은 총 50㎕가 되도록 10mM Tris-HCl pH 8.0, 50mM KCl, 1.5mM MgCl2, 200uM dNTP, 10 pmole primer XNIGf, 10 pmole primer XNIGr, 2U Taq DNA polymerase를 넣고, 증류수로 그 양을 맞췄다. 이 반응액을 95℃ 1분-68℃ 1분-72℃ 3분으로 30회 증폭시킨 후, 72℃ 7분간 처리하였다. 상기 PCR 산물은 agarose gel로 전기영동 한 결과를 [도 1]에 기재하였다.10 mM Tris-HCl pH 8.0, 50mM KCl, 1.5mM MgCl2, 200uM dNTP, 10pmole primer XNIGf, 10pmole primer XNIGr, 2U Taq DNA polymerase were added to the PCR reaction solution, and the amount was adjusted to distilled water. The reaction solution was amplified 30 times at 95 ° C for 1 minute-68 ° C for 1 minute-72 ° C for 3 minutes, and then treated at 72 ° C for 7 minutes. The PCR product is shown in [Fig. 1] the result of electrophoresis with agarose gel.
[도 1]에서 보듯이, 실시예 1에서 제작한 프라이머 세트는 우엉세균점무늬병균(Xanthomonas campestris pv. nigromaculans)의 DNA를 검출한다. 이는 실시예 1의 프라이머 세트가 우엉세균점무늬병균을 특이적으로 증폭한다는 결과이다.As shown in FIG. 1, the primer set prepared in Example 1 was burdock bacterium patterned germ ( Xanthomonas campestris pv. nigromaculans ) DNA is detected. This is the result that the primer set of Example 1 specifically amplifies the burdock bacterium pathogen.
본 발명은 우엉세균점무늬병균(Xanthomonas campestris pv. nigromaculans) 검출용 PCR 프라이머 세트에 관한 것으로 보다 상세하게는 서열번호 1 및 서열번호 2 또는 서열번호 3 및 서열번호 4로 표시되는 PCR 프라이머 세트, 상기 프라이머 세트 중 어느 하나를 포함하는 우엉세균점무늬병균 진단용 키트 및 이를 이용한 우엉세균점무늬병균 검출방법에 관한 것이다. 본 발명의 프라이머 세트는 우엉세균점무늬병균을 특이적으로 검출할 수 있는 서열을 가지므로, 우엉세균점무늬병균의 진단 및 검출에 사용할 수 있어, 산업상 이용가능성이 높다.The present invention is burdock bacillus spot disease ( Xanthomonas campestris pv. nigromaculans ) relates to a PCR primer set for detecting the PCR primer set represented by SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 4, for the diagnosis of burdock germ spot disease comprising any one of the primer set It relates to a kit and a method for detecting burdock bacterial spot pattern germs using the same. Since the primer set of the present invention has a sequence capable of specifically detecting a burdock bacterium pathogen, it can be used for diagnosis and detection of burdock bacterium pathogen, and its industrial applicability is high.
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Claims (4)
Burdock bacillus bacteria having a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2 ( Xanthomonas campestris pv. nigromaculans ) primer set for detection.
Burdock bacillus bacterium having a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 4 ( Xanthomonas campestris pv. nigromaculans ) primer set for detection.
Burdock bacillus bacterium comprising the primer set of claim 1 or 2 ( Xanthomonas campestris pv. nigromaculans ) kit for detection.
(b) 상기 (a)단계에서 분리된 DNA를 제1항 또는 제2항의 프라이머 세트를 이용하여 PCR로 증폭하는 단계; 및
(c) 상기 (b)단계의 증폭된 PCR 산물을 전기영동으로 확인하는 단계를 포함하는 우엉세균점무늬병균(Xanthomonas campestris pv. nigromaculans) 검출 방법.(a) separating DNA from a sample;
(b) amplifying the DNA isolated in step (a) by PCR using the primer set of claim 1 or 2; And
(c) burdock bacillus pathogens comprising the step of confirming the amplified PCR product of step (b) by electrophoresis ( Xanthomonas campestris pv. nigromaculans ) detection method.
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CN110819729A (en) * | 2019-10-31 | 2020-02-21 | 江苏省农业科学院 | PCR primer for detecting wild rape pathogenic variety of xanthomonas campestris and application thereof |
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- 2012-05-30 KR KR1020120057398A patent/KR101334853B1/en active IP Right Grant
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European Journal of Plant Pathology, Vol. 109, pp. 165-172 (2003) * |
International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, Vol. 52, pp. 355-361 (2002) * |
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CN110819729A (en) * | 2019-10-31 | 2020-02-21 | 江苏省农业科学院 | PCR primer for detecting wild rape pathogenic variety of xanthomonas campestris and application thereof |
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