KR101385200B1 - Disease diagnosis kit including species-specific primer, and detection and disease diagnosis method for Cylindrocarpon destructans - Google Patents

Disease diagnosis kit including species-specific primer, and detection and disease diagnosis method for Cylindrocarpon destructans Download PDF

Info

Publication number
KR101385200B1
KR101385200B1 KR1020130095735A KR20130095735A KR101385200B1 KR 101385200 B1 KR101385200 B1 KR 101385200B1 KR 1020130095735 A KR1020130095735 A KR 1020130095735A KR 20130095735 A KR20130095735 A KR 20130095735A KR 101385200 B1 KR101385200 B1 KR 101385200B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
root rot
ginseng root
ginseng
soil
pcr
Prior art date
Application number
KR1020130095735A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20130098257A (en
Inventor
송정영
서문원
임진하
선 익 김
최유리
양슬기
이지현
심현재
신용돌
강민영
석재환
Original Assignee
농업회사법인 주식회사 지바이오믹스
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 농업회사법인 주식회사 지바이오믹스 filed Critical 농업회사법인 주식회사 지바이오믹스
Priority to KR1020130095735A priority Critical patent/KR101385200B1/en
Publication of KR20130098257A publication Critical patent/KR20130098257A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101385200B1 publication Critical patent/KR101385200B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/11DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6844Nucleic acid amplification reactions

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

본 발명은 인삼뿌리썩음병균(Cylindrocarpon destructans) 검출, 및 병원성 진단 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 인삼 뿌리썩음병균 검출 및 병원성을 진단하기 위한 프라이머 세트, 상기 프라이머 세트를 포함하는 인삼뿌리썩음병균의 검출 및 병원성 진단 용 키트 및 상기 프라이머 세트를 이용하여 인삼뿌리썩음병균의 검출, 계수 및 병원성을 진단하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 인삼뿌리썩음병균 진단에 필요한 시간과 비용을 절감하고 감염여부 판단의 정확성을 높일 수 있어 뿌리썩음병으로 인한 위험부담과 경제적 손실을 줄이는데 유용하게 사용할 수 있다. The present invention relates to ginseng root rot bacteria ( Cylindrocarpon destructans ) detection, and pathogenic diagnostic method, and more specifically, ginseng root rot bacteria including a primer set for detecting and diagnosing pathogenic bacteria, The present invention relates to a kit for detecting and diagnosing pathogenicity and a method for diagnosing, counting and pathogenicity of ginseng root rot bacteria. The present invention can be used to reduce the time and cost required to diagnose ginseng root rot bacteria and to increase the accuracy of the determination of infection, thereby reducing the risk and economic loss caused by root rot disease.

Description

종특이적 프라이머를 포함하는 병진단 키트와 이를 이용한 인삼뿌리썩음병균의 검출 및 병진단 기술{Disease diagnosis kit including species-specific primer, and detection and disease diagnosis method for Cylindrocarpon destructans}Disease diagnosis kit including species-specific primer, and detection and disease diagnosis method for Cylindrocarpon destructans

본 발명은 인삼뿌리썩음병균(Cylindrocarpon destructans) 검출 및/또는 병원성 진단 방법에 관한 것으로서 보다 구체적으로는 인삼 뿌리썩음병균 검출 및/또는 병원성을 진단하기 위한 프라이머 세트, 상기 프라이머 세트를 포함하는 인삼뿌리썩음병균의 검출 및 병원성 진단 용 키트 및 상기 프라이머 세트를 이용하여 인삼뿌리썩음병균의 검출, 계수 및 병원성을 진단하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for detecting and/or diagnosing pathogenicity of ginseng root rot ( Cylindrocarpon destructans ), and more specifically, a primer set for detecting and/or diagnosing pathogenicity of ginseng root rot, ginseng root rot including the primer set It relates to a kit for detecting and diagnosing pathogenic bacteria, and a method for detecting, counting, and diagnosing pathogenicity of ginseng root rot using the primer set.

인삼은 식물학적으로 오가과(araliace)의 인삼속(人蔘屬)에 속하며 학명은 파낙스 진생(Panax ginseng C.A Meyer)으로서 그 뿌리를 약용으로 하는 초본식물(草本植物)이다. Ginseng botanically belongs to the ginseng genus of the family Araliace, and its scientific name is Panax ginseng C.A Meyer, a herbaceous plant whose roots are used for medicinal purposes.

고려인삼(Panax ginseng C.A. Meyer)은 과거부터 우리나라를 비롯하여 중국, 일본 등에서 주로 건강증진을 위한 목적으로 널리 사용하여 왔다. 인삼의 유효성분들은 인삼의 종류, 뿌리 부위, 수확 년생, 수확 시기, 제조방법에 따라 현저한 차이가 있는 것으로 알려져 있는데, 인삼의 연근별로는 일반적으로 저년근에는 당 함량이 많고 고년근에서는 사포닌 함량이 많은 것으로 알려져 있다. Korean ginseng (Panax ginseng C.A. Meyer) has been widely used in Korea, China, and Japan, mainly for health promotion purposes. The active ingredients of ginseng are known to have remarkable differences depending on the type of ginseng, the root part, the year of harvest, the time of harvest, and the manufacturing method. It is known to be.

인삼은 운동능력, 스트레스반응효과, 인지능력, 심리안정 등 피로회복 능력을 보유한 물질임이 Bahrke 등(2000)의 인삼연구문헌에서 밝혀져 있으며, 신체의 감염물질과 같은 이물질에 대항하는 비특이적인 방어작용을 활성화시키는 물질로서 면역력 강화 효과를 나타냄을 과학적으로 입증 받았다. Ginseng is a substance that has the ability to recover from fatigue such as exercise ability, stress response effect, cognitive ability, and psychological stability, and it has been found in the ginseng research literature of Bahrke et al. (2000), and has a non-specific defense action against foreign substances such as infectious substances in the body. As an activating substance, it has been scientifically proven to have an immunity-strengthening effect.

인삼은 다년생의 반 음지성 숙근초(宿根草)로서 잎의 광합성 광보상점이 최저 0.5klux 정도에 불과한, 생육에 비교적 낮은 광도의 빛만을 필요로 하는 반음지성식물이기 때문에 빛이 가장 중요한 생육제한요소이다. 또한 인삼은 높은 온도에서 생육이 저해되는 저온성 식물로서, 고온 및 고광도에 약하기 때문에 온도도 중요한 생육제한요소이며, 고려인삼의 생육 최적온도는 18-21의 범위로 추정된다. 인삼은 상기 생육제한 요소 이외에 내병성이 약하고 효과적인 방제법이 적어 재배하기 어려운 식물로 평가된다. Ginseng is a perennial semi-shaded sukkeuncho (宿根草), with a photosynthetic light compensation point of only 0.5klux of leaves, and it is a semi-morbid plant that only needs light of relatively low luminosity for growth, so light is the most important growth limiting factor. In addition, ginseng is a low-temperature plant whose growth is inhibited at high temperatures, and since it is vulnerable to high temperatures and high brightness, temperature is an important growth limiting factor, and the optimal growth temperature of Korean ginseng is estimated to be in the range of 18-21. Ginseng is evaluated as a plant that is difficult to cultivate because it has weak disease resistance and few effective control methods in addition to the above growth limiting factors.

인삼의 식물체는 땅 밑에 뿌리와 뇌두, 땅 위에는 줄기, 잎, 꽃(열매)으로 이루어져 있으며, 다년생이므로 매년 봄이 되면 땅속의 뿌리에서 새싹이 나오고 줄기는 매년 가을이 되면 고사되며, 그때 뇌두(腦頭)에 1년마다 착생한 흔적을 남긴다. 뿌리의 발육과 형태는 년생에 따라 차이가 있고 수확은 4~6년생 때 이루어진다. 인삼은 4~6년 동안 동일 포장에서 장기간 재배를 하여야 하고, 인삼을 수확한 후 다른 작물을 재배하지 않고 1-2년 간 경작 예정지 관리 후 다시 인삼을 경작하는 연작방식 때문에 각종 병해에 의한 피해가 매우 크고 연작장해의 발생가능성이 높다. The plant of ginseng is composed of roots and brain heads under the ground, stems, leaves, and flowers (fruits) on the ground. Since it is a perennial plant, sprouts emerge from the roots in the ground every spring, and the stems die every autumn. It leaves a trace of growth every year on the 頭). The growth and shape of the roots are different depending on the year of birth, and the harvest is done at the age of 4-6 years. Ginseng must be cultivated for a long time in the same field for 4 to 6 years, and after harvesting ginseng, no other crops are cultivated. It is very large and there is a high possibility of occurrence of continuous cropping disorder.

연작장해는 파이토프소라 칵토롬 (Phytophthora cactorum), 인삼뿌리썩음병균 (Cylindrocarpon destructans), 푸사리움 솔라니 (Fusarium solani), 어위니아 카로토보라(Erwinia carotovora), 슈도모나스 플루오르슨스(Pseudomonas fluorescens) 등의 병원균들이 단독으로 또는 복합적으로 작용하기 때문에 발생하는 것으로 알려져 있다.Serial disturbances include Phytophthora cactorum , Cylindrocarpon destructans , Fusarium solani , Erwinia carotovora , and Pseudomonas fluorescens fluorescens fluores. It is known to occur because pathogens act alone or in combination.

최근 농업기술원 연구결과에 따르면 4년근 이상 인삼의 결주 원인은 지역과 병해 종류 및 발생정도의 차이는 있지만 뿌리썩음병 35%, 잿빛곰팡이병 32%, 줄기반점병 등이 15%를 차지하고 있으며, 인삼뿌리썩음병은 토양에서 월동함에 따라 뿌리에 직접 병을 일으키기 때문에 인삼 식재 후 방제가 어렵고, 병에 의한 결주율 피해가 초작지 4년근 21.8%, 6년근 50%이상이며, 재작지 4년근에는 30-80%에 이르는 등 인삼생산에 있어 최대의 적으로 평가되고 있다.According to a recent study by the Institute of Agricultural Technology, the cause of absence from ginseng over 4 years old is root rot disease 35%, gray mold disease 32%, stem spot disease, etc., accounting for 15%, although the cause of the absence of ginseng over 4 years old is different in the type and degree of disease. Since wintering in the soil directly causes disease on the roots, it is difficult to control after planting ginseng, and the absenteeism rate damage due to disease is 21.8% for 4 years old and more than 50% for 6 years old, and 30-80% for 4 years old. It is evaluated as the largest enemy in the production of ginseng.

인삼뿌리썩음병의 초기 증상은 잎가장자리가 붉게 변하거나 잎이 안쪽으로 오므라드는 증상을 보이다가 고사하며, 이와 같은 증상을 나타내는 뿌리는 끝 또는 중간 부분에 적갈색 또는 흑갈색 병반을 형성하며 모상근이 적갈색으로 변색되어 부패한다. 또한 인삼뿌리썩음병은 묘삼에서부터 6년생까지 모든 연생에서 발생하며 고년생으로 갈수록 발생이 많아지는 등, 국내 인삼 재배 농가에서 가장 큰 문제로 손꼽히고 있다.The initial symptom of ginseng root rot is that the leaf edges turn red or the leaves are constricted inward, and then die. Roots with such symptoms form a reddish brown or blackish brown lesion at the tip or middle, and the hairy roots turn reddish brown. Become corrupt. In addition, ginseng root rot is one of the biggest problems in domestic ginseng cultivation farms, as it occurs in all annuals from young ginseng to 6-year-olds.

국내 인삼뿌리썩음병의 주된 원인균인 인삼뿌리썩음병균은 실린드로카폰 데스트럭탄스(Cylindrocarpon destructans)로서, 연작 장해의 전형적인 흑색의 병반조직으로부터 분리되고 병원성이 확인된 이래로, 균의 생리적 특성과 배양에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.Ginseng root rot, the main causative agent of ginseng root rot in Korea, is Cylindrocarpon destructans . Research is actively underway.

인삼뿌리썩음병균의 방제를 위하여 토양 훈증제를 사용하는 방법 및 화학농약을 이용한 방제가 알려져 있으나, 이상의 방제법으로는 뚜렷한 효과를 거두기 어렵고 인삼뿌리썩음병 등과 같은 토양 전염성 병원균들은 토양 중에 후막포자를 형성하여 열악한 조건에서도 장기간 생존할 수 있기에 완벽한 방제가 매우 어렵다. 또한 훈증방법은 인삼경작 중에 뿌리썩음증이 발생하여 뿌리가 부패하는 경우에는 적용이 불가능하고, 유해 미생물 및 유용 미생물까지 원천적으로 제거하여 토양생태계의 파괴에 대한 위험성이 있으며, 화학농약의 경우 아직까지 방제가가 낮으며, 일부경작지에서는 무분별하게 화학농약을 남용하여 재배 인삼은 물론 주변 수질과 토양까지 심각하게 오염시킬 가능성도 있기 때문에 인삼의 뿌리썩음병을 해결하기는 쉽지 않다. 최근 저독성, 친환경적인 생물농약의 개발이 시도되고 있으나, 상용화를 위한 노력이 필요한 실정이다. For the control of ginseng root rot, a method of using a soil fumigant and a control using chemical pesticides are known, but it is difficult to achieve a distinct effect with the above control method, and soil infectious pathogens such as ginseng root rot form thick film spores in the soil and are poor. Perfect control is very difficult because it can survive for a long time even under conditions. In addition, the fumigation method is not applicable when the root rot occurs due to root rot during ginseng cultivation, and there is a risk of destruction of the soil ecosystem by fundamentally removing harmful microorganisms and useful microorganisms. It is not easy to solve the root rot disease of ginseng because the control is low, and there is a possibility of seriously contaminating not only the cultivated ginseng but also the surrounding water and soil by indiscriminately abuse of chemical pesticides in some arable lands. Recently, the development of low-toxic, eco-friendly biopesticides has been attempted, but efforts for commercialization are required.

또한 인삼뿌리썩음병은 병진전이 더디게 나타나 초기 병진단이 어렵고 식물체가 시드는 증상이 나타나도 이미 병이 뿌리에 만연되어 방제하기에는 늦은 경우가 대부분이다. 따라서 인삼재배농가는 인삼뿌리썩음병균에 의한 병피해를 막기 위해 초작지 및 병발생 가능성이 낮은 재작지를 선호한다. 하지만 주요 인삼산지에서는 재배 면적의 증가에 따른 초작지가 점차 고갈되어감에 따라 인삼뿌리썩음병에 대해 발생가능성이 낮은 초작지 및 재작지의 판별수단의 개발이 점차 요구되어지고 있는 실정이다.In addition, ginseng root rot disease is difficult to diagnose in the early stage due to slow translational progression, and even if the symptoms of plant wither appear, the disease is already prevalent in the roots and it is too late to control. Therefore, ginseng cultivation farmers prefer cropland and cropland with low possibility of disease in order to prevent damage from ginseng root rot. However, in major ginseng production areas, as grassland is gradually depleted due to an increase in cultivation area, the development of a means of discriminating grassland and cropland that has a low probability of ginseng root rot is increasingly required.

기존의 토양내 인삼뿌리썩음병균의 존재유무 파악은 주로 후벽포자 형태로 토양 내에 존재하는 상기 병원균에 대해 선택배지를 이용하여 생장을 유도한 후 형태적 특징 및 병원성 검정을 통한 종동정 방법으로 수행되어져 왔는데 이를 위하여 많은 시간과 인력이 소요되었다. The existing identification of the presence of ginseng root rot bacteria in the soil is mainly performed in the form of posterior wall spores by inducing the growth of the pathogens present in the soil by using a selective medium, and then by a method of species identification through morphological characteristics and pathogenicity tests. I came, but it took a lot of time and manpower.

또한 토양내에 존재하는 실린드로카폰 더스트럭턴스의 후벽포자는 발아율이 현저히 낮아 병원균의 검출이나 정확한 밀도측정이 곤란하고, 감염여부 판단의 정확도가 떨어진다는 문제점이 있었다.In addition, there was a problem that the germination rate of the posterior spores of Cylindrocarpon destructance in the soil was significantly low, making it difficult to detect pathogens or accurately measure the density, and the accuracy of determining whether or not infection was poor.

특히 국내 인삼에 발생하는 인삼뿌리썩음병균은 인삼 이외의 많은 기주에서도 발견되어지며 인삼에 대한 병원성 강약에 따른 그룹들이 존재하는데 토양으로부터 병원균을 분리한 후 이들에 대한 병원성 조사결과로 재배예정지에 대한 병 발생 위험예측을 하기엔 많은 시간과 인력이 요구된다. 상기의 문제점을 해결할 수 있는 병원균의 검출 및 종동정을 위하여 토양 또는 식물체에 존재하는 병원성 특성에 따른 인삼뿌리썩음병균 균주들에 대한 DNA를 각각 특이적으로 증폭할 수 있는 검출민감도가 높은 종 특이적 마커와 활용기법의 개발이 요구되어 왔다. In particular, ginseng root rot germs occurring in domestic ginseng are also found in many hosts other than ginseng, and there are groups according to the pathogenic strength and weakness of ginseng. It takes a lot of time and manpower to predict the risk of occurrence. Species-specific with high detection sensitivity that can specifically amplify DNA for each strain of ginseng root rot according to pathogenic characteristics present in soil or plants for detection and species identification of pathogens that can solve the above problems. Development of markers and application techniques has been required.

이에 본 발명자들은 토양으로부터 병원균의 정확하고 신속한 PCR 종 동정 및 검출을 위해서 토양 및 배지 상에 유도된 병원균 DNA를 효과적으로 수거하여 인삼뿌리썩음병균 DNA에 선택적으로 결합할 수 있는 프라이머 및 상기 프라이머를 이용한 인삼뿌리썩음병균 검출, 계수 및 병원성을 진단하는 방법을 제공함으로써 본 발명을 완성하였다.
Therefore, the inventors of the present invention are primers that can selectively bind to ginseng root rot germ DNA by effectively collecting pathogen DNA induced on soil and medium for accurate and rapid PCR species identification and detection of pathogens from soil, and ginseng using the primers. The present invention was completed by providing a method for detecting, counting, and diagnosing pathogenicity.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 보다 신속하고 정확하게 인삼뿌리썩음병균(Cylindrocarpon destructans)을 검출하고 병원성을 진단하는 방법을 제공하는 것이다. The problem to be solved by the present invention is to provide a method for more quickly and accurately detecting ginseng root rot bacteria (Cylindrocarpon destructans) and diagnosing pathogenicity.

또한, 본 발명의 또 다른 과제는 상기 인삼뿌리썩음병균의 검출 및 병원성 진단을 수행하는데 적합한 프라이머 세트 및 상기 프라이머 세트를 포함하는 키트를 제공하는 것이다.
In addition, another object of the present invention is to provide a primer set suitable for detecting and diagnosing pathogenicity of the ginseng root rot and a kit including the primer set.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 토양에 존재하는 상기 병원성 특성에 따른 인삼뿌리썩음병균만을 선택적으로 결합할 수 있는 서열번호 1 및 서열번호 2로 기재되는 프라이머 세트 및/또는 서열번호 3 및 서열번호 4로 기재되는 프라이머 세트로 구성된 군으로부터 선택되는 인삼뿌리썩음병균 검출 및/또는 병원성 진단용 프라이머 세트를 제공한다. In order to achieve the object of the present invention, the present invention is a primer set described in SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2 and/or SEQ ID NO: 3 that can selectively bind only ginseng root rot bacteria according to the pathogenic properties present in the soil. And it provides a primer set for detecting and/or diagnosing pathogenicity of ginseng root rot selected from the group consisting of a primer set represented by SEQ ID NO: 4.

또한, 본 발명은 상기 프라이머 세트를 포함하는 인삼뿌리썩음병균의 검출 및/또는 병원성 진단 용 키트를 제공한다. In addition, the present invention provides a kit for detecting and/or diagnosing pathogenicity of ginseng root rot including the primer set.

또한 본 발명은 상기 프라이머 세트를 이용하여 인삼뿌리썩음병균의 검출, 계수 및/또는 병원성을 진단하는 방법을 제공한다. In addition, the present invention provides a method for detecting, counting and/or diagnosing pathogenicity of ginseng root rot using the primer set.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 인삼뿌리썩음병균과 종 특이적으로 반응하는 프라이머 세트 및/또는 강병원성의 병원균에 종 특이적으로 반응하는 프라이머 세트를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 프리이머 세트는 (1) 실린드로카폰 속(Cylindrocarpon)의 500 bp 내지 600 bp 크기의 IGS(intergenic spacer), PC(pyruvate carboxylase) 유전자 영역 중에서 인삼뿌리썩음병균 (Cylindrocarpon destructans)의 28S rDNA와 18S rDNA의 IGS(intergenic spacer), PC(pyruvate carboxylase) 유전자를 종 특이적으로 증폭시키는 것을 특징으로 한다. The present invention is characterized by comprising a primer set that reacts species-specifically with ginseng root rot and/or a primer set that reacts species-specifically to strong pathogenic pathogens. The primer set of the present invention is (1) 28S rDNA of ginseng root rot (Cylindrocarpon destructans ) among the IGS (intergenic spacer) and PC (pyruvate carboxylase) gene regions of 500 bp to 600 bp in Cylindrocarpon genus. And 18S rDNA of IGS (intergenic spacer) and PC (pyruvate carboxylase) genes are characterized by species-specific amplification.

서열번호 1 및 서열번호 2로 기재되는 프라이머 세트는 인삼뿌리썩음병균 검출용으로 활용할 수 있으며, 서열번호 3 및 서열번호 4로 기재되는 프라이머 세트는 강병원성의 인삼뿌리썩음병균에 특이적으로 결합함으로써 인삼뿌리썩음병균의 병원성 진단용으로 기능 할 수 있다.The primer sets described in SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2 can be used for detection of ginseng root rot, and the primer sets described in SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 4 are specifically bound to the ginseng root rot of strong pathogenic ginseng. It can function for diagnosis of pathogenicity of root rot.

본 발명의 병원성은 이병주율 및 유묘이병도(이병도에 따라 1에서 5로 표시, 1: 20%, 2; 40%, 3: 60%, 4: 80%, 5: 100% 이병)를 기준으로 확인된 것으로, 이병도 5 미만은 약병원성, 이병도 5는 강병원성 균주로 분리될 수 있다.The pathogenicity of the present invention was confirmed based on the morbidity rate and the seedling morbidity (depending on the morbidity, 1 to 5, 1: 20%, 2; 40%, 3: 60%, 4: 80%, 5: 100% morbidity) As a result, less than 5 is weakly pathogenic, and 5 can be isolated as a strong pathogenic strain.

본 발명의 인삼뿌리썩음병균(Cylindrocarpon destructans)에 종 특이적으로 반응하는 CDPCF12/CDPCR121(서열번호 1/서열번호 2) 와 인삼뿌리썩음병균 균주들 중 강병원성 균주들에만 반응하는 CDIGS47NF2/CDIGS47NR1(서열번호 3/서열번호 4) 프라이머 세트를 이용하여 인삼뿌리썩음병균에 대한 종 특이성을 조사하기 위하여 공시균주들로서, 알터나리아속, 아스퍼질러스속, 보트리티스속, 클라도스포리움속, 콜레토트리쿰속, 디디멜라속, 페니실리움속, 포마속, 피리큘라리아속, 피씨움속, 라이족토니아속, 스크레오티니아속, 스크레오티움, 스템필리움속, 트리코더마속, 파이토프쏘라속 27종 균주들을 대상으로 PCR을 수행한 결과, 인삼뿌리썩음병균 균주에 대하여 종 특이적으로 증폭되는 것을 확인할 수 있었다(도 2 내지 5 및 표 4).Species CDPCF12 / CDPCR121 which specifically react with (SEQ ID NO: 1 / SEQ ID NO: 2) and CDIGS47NF2 / CDIGS47NR1 to respond only to one of the ginseng root rot fungal strain steel pathogenic strain (SEQ ginseng root rot fungus (Cylindrocarpon destructans) of the present invention No. 3/SEQ ID No. 4) In order to investigate the species specificity of ginseng root rot using a primer set, as publicly known strains, Alternaria genus, Aspergillus genus, Botrytis genus, Cladosporium genus, Coleto tree Kum, Didimella, Penicillium, Poma, Pyricularia, Pseum, Rhizoktonia, Screotinia, Screotium, Stemphylium, Trichoderma, Phytopsora, 27 species As a result of performing PCR on the strains, it was confirmed that species-specific amplification was performed with respect to the ginseng root rot strain (Figs. 2 to 5 and Table 4).

또한 상기 CDPCF12/CDPCR121(서열번호 1/서열번호 2)과 CDIGS47NF2/CDIGS47NR1(서열번호 3/서열번호 4) 프라이머 세트를 이용하여 병원성이 다른 인삼뿌리썩음병균 균주에 대해 특이적인 증폭을 수행하여 균주의 병원성에 따라 증폭 양상이 다른 것을 확인하였다(도 2 내지 5 및 표 5). In addition, the CDPCF12/CDPCR121 (SEQ ID NO: 1/SEQ ID NO: 2) and CDIGS47NF2/CDIGS47NR1 (SEQ ID NO: 3/SEQ ID NO: 4) primer sets were used to perform specific amplification for ginseng root rot strains with different pathogenicity. It was confirmed that the amplification pattern was different depending on the pathogenicity (FIGS. 2 to 5 and Table 5).

본 발명은 상기 서열번호 1 및 서열번호 2로 기재되는 프라이머 세트 및/또는 서열번호 3 및 서열번호 4로 기재되는 프라이머 세트를 포함하는, 인삼뿌리썩음병균 검출 및 병원성 진단용 키트를 제공한다.The present invention provides a kit for detecting and diagnosing pathogenicity of ginseng root rot comprising a primer set represented by SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2 and/or a primer set represented by SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 4.

인삼뿌리썩음병균 검출 및 병원성 진단용 키트는 인삼뿌리썩음병균(Cylindrocarpon destructans) 균주를 종 특이적으로 증폭하는 서열번호 1/서열번호 2로 기재되는 프라이머 세트(CDPCF12/CDPCR121) 및/또는 서열번호 3/서열번호 4로 기재되는 프라이머 세트(CDIGS47NF2/CDIGS47NR1)의 인삼뿌리썩음병 진단용 프라이머 세트를 포함함으로써 토양 내에 존재하는 낮은 밀도의 인삼뿌리썩음병균의 DNA를 신속하고 정확하게 증폭할 수 있어, 인삼의 뿌리썩음병의 진단 및 효율적인 방제대책의 수립을 가능하게 할 것이다.The kit for detecting and diagnosing pathogenic ginseng root rot is a primer set (CDPCF12/CDPCR121) and/or SEQ ID NO: 3/ for species-specific amplification of the ginseng root rot (Cylindrocarpon destructans) strain. By including the primer set for diagnosing ginseng root rot of the primer set shown in SEQ ID NO: 4 (CDIGS47NF2/CDIGS47NR1), it is possible to amplify the DNA of the ginseng root rot of low density present in the soil quickly and accurately. It will enable diagnosis and establishment of effective control measures.

본 발명은 인삼뿌리썩음병균(Cylindrocarpon destructans) 검출용 및/또는 병원성 진단용 프라이머 세트의 존재 하에, 인삼뿌리썩음병균을 검출하고자 하는 샘플로부터 분리한 DNA에 대해 PCR(Polymerase Chain Reaction)을 수행하고; (2) 상기 PCR에 의한 유전자 증폭을 분석하여 인삼에 발생하는 뿌리썩음병 유무를 결정하는 단계를 포함하며 강병원성의 병원균을 검출할 수 있는 인삼의 뿌리썩음병 진단방법을 제공한다. The present invention performs PCR (Polymerase Chain Reaction) on DNA isolated from a sample to detect ginseng root rot in the presence of a primer set for detecting and/or diagnosing pathogenicity of ginseng root rot ( Cylindrocarpon destructans); (2) It provides a method for diagnosing root rot of ginseng capable of detecting strong pathogenic pathogens, including the step of determining the presence or absence of root rot occurring in ginseng by analyzing the gene amplification by the PCR.

DNA 증폭하는 방법으로 사용되는 PCR은 conventional PCR, Real-time PCR 등 당업자가 본 발명의 프라이머 세트를 활용할 수 있는 PCR을 의미할 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에서는 conventional PCR, Real-time PCR을 사용하였다. PCR used as a method of amplifying DNA may refer to a PCR that a person skilled in the art can utilize, such as conventional PCR, real-time PCR, and the primer set of the present invention. In an embodiment of the present invention, conventional PCR and real-time PCR are used. Was used.

본 발명에 있어서, 상기 PCR에 의한 유전자 증폭은 80 내지 150 bp 크기의 유전자 단편인 것을 특징으로 하며, 상기 유전자 증폭은 인삼뿌리썩음병균과 종 특이적으로 반응하는 프라이머 세트에 의한 것을 특징으로 한다.In the present invention, the gene amplification by PCR is characterized in that the gene fragment is 80 to 150 bp in size, and the gene amplification is characterized by a primer set that reacts species-specifically with ginseng root rot.

상기 샘플로부터 DNA를 분리하는 단계는 작물 또는 토양에서 직접 분리하거나, 인삼뿌리썩음병 선택배지에 접종 후 생성된 콜로니로부터 수득하는 것을 특징으로 한다.The step of separating the DNA from the sample is characterized in that it is obtained from colonies generated after inoculation in a selection medium for ginseng root rot or directly isolated from crops or soil.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 DNA를 분리하는 단계는 작물 또는 토양으로부터 인삼뿌리썩음병 선택배지를 이용한 토양내 존재하는 생활성의 포자가 선택적으로 배지 상에 발아하여 생성된 콜로니를 NaOH DNA 분리법을 이용하여 DNA 수거후 PCR 기법으로 검출하는 방법 및/또는 MOBIO KIT을 응용한 토양 DNA 분리방법으로 인삼뿌리썩음병균 토양내 포자의 DNA를 수거하여 PCR을 이용한 신속 정확한 검출 및 정량화를 위한 기법을 포함한다. According to an embodiment of the present invention, in the step of separating the DNA, the colonies generated by selectively germinating on the medium using a selective medium for ginseng root rot from crops or soil are separated by NaOH DNA. It includes a technique for rapid and accurate detection and quantification using PCR by collecting DNA from spores in the soil of ginseng root rot by using PCR method after DNA collection and/or a soil DNA separation method applying MOBIO KIT. .

본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 상기 인삼뿌리썩음병균을 진단하는 방법으로 선택배지를 이용한 방법은 다음과 같다. 인삼뿌리썩음병균이 의심되는 지역의 근권 토양을 채취하고 토양을 말린 후 1g을 취해 1차로 멸균수 1㎖에 혼합한 후 이로부터 100㎕를 취해 2차로 1㎖의 토양현탁액을 만들었다. 이어 이들 2차 토양현탁액 모두를 각각 100㎕씩 3장의 PCNBA 배지에 도말하여 배양하였다. 생성된 콜로니는 1차로 그 콜로니의 형태를 관찰하여 토양 내 생활성 포자의 밀도를 측정한 후 2차로 생성된 콜로니로부터 NaOH DNA 분리법을 이용하여 콜로니의 DNA를 수거 후 PCR을 이용하여 인삼뿌리썩음병균의 가부를 확인하는 단계를 포함한다. 본 발명의 또 다른 예시적인 일 실시예에 의하면, 토양으로부터 MOBIO KIT의 분리방법을 응용한 column 절차 추가 방법으로 DNA를 분리하여 PCR 기법으로 인삼뿌리썩음병균을 검출 및 정량화하는 방법을 포함한다. 선택배지를 이용한 방법은 생활성의 포자의 검출 및 대략적인 검출이 가능하며 토양 DNA 분리를 이용한 방법은 토양 내에 존재하는 전체의 포자의 정량이 가능하며 또한 신속하며 정확하게 확인할 수 있다.A method using a selective medium as a method for diagnosing the ginseng root rot according to an exemplary embodiment of the present invention is as follows. Ginseng root rot was collected and the soil was dried, 1 g of the soil was first mixed with 1 ml of sterilized water, and 100 μl was taken from the soil to make a second 1 ml of soil suspension. Subsequently, all of these secondary soil suspensions were plated and cultured on 3 PCNBA mediums each with 100 µl each. The resulting colonies are firstly observed to measure the density of bioactive spores in the soil by observing the colony's morphology, and after collecting the colony's DNA from the secondly generated colony using the NaOH DNA separation method, ginseng root rot using PCR It includes the step of confirming whether or not. According to another exemplary embodiment of the present invention, it includes a method of detecting and quantifying ginseng root rot bacteria by PCR by separating DNA by a method of adding a column procedure applying a method of separating MOBIO KIT from soil. The method using the selective medium enables the detection and approximate detection of bioactive spores, and the method using soil DNA separation enables the quantification of all spores present in the soil and can be quickly and accurately identified.

또한, 상기 CDPCF12/CDPCR121(서열번호 1/서열번호 2)과 CDIGS47NF2/CDIGS47NR1(서열번호 3/서열번호 4) 프라이머 세트를 이용하여 인삼뿌리썩음병균에 대한 검출 민감도를 확인하기 위하여 PCR을 수행한 결과, 증폭되는 DNA 증폭산물은 109bp의 크기의 산물로서, SYBR green 을 이용한 real-time PCR의 경우 CDPCF12/CDPCR121(서열번호 1/서열번호 2)세트는 대략 1pg의 검출한도를 가지는 것을 확인할 수 있었다(도6, 7). 117bp의 증폭산물을 생성시키는 CDIGS47NF2/CDIGS47NR1(서열번호 3/서열번호 4)의 경우는 대략 10fg의 검출한도를 가지는 것을 확인할 수 있었다(도8, 9). In addition, PCR was performed to confirm the detection sensitivity of ginseng root rot using the CDPCF12/CDPCR121 (SEQ ID NO: 1/SEQ ID NO: 2) and CDIGS47NF2/CDIGS47NR1 (SEQ ID NO: 3/SEQ ID NO: 4) primer sets. , The DNA amplification product to be amplified is a product having a size of 109 bp, and in the case of real-time PCR using SYBR green, it was confirmed that the set of CDPCF12/CDPCR121 (SEQ ID NO: 1/SEQ ID NO: 2) has a detection limit of approximately 1 pg ( 6, 7). In the case of CDIGS47NF2/CDIGS47NR1 (SEQ ID NO: 3/SEQ ID NO: 4), which generates a 117 bp amplification product, it was confirmed that it has a detection limit of approximately 10 fg (Figs. 8 and 9).

또한 본 발명은 인삼뿌리썩음병균을 계수하고자 하는 샘플을 성장배지와 접촉시키는 제 1 단계;In addition, the present invention provides a first step of contacting a sample for counting ginseng root rot with a growth medium;

제 1단계의 생성물을 인큐베이션하는 제 2단계; 및A second step of incubating the product of the first step; And

상기 인삼뿌리썩음병균을 정량하는 제 3단계를 포함하고, 상기 제 3 단계는 본 발명의 프라이머 세트를 이용하는 것을 특징으로 하는 인삼뿌리썩음병균을 계수하는 방법을 포함한다.
Including a third step of quantifying the ginseng root rot bacteria, the third step includes a method of counting ginseng root rot, characterized in that using the primer set of the present invention.

본 발명에 의한 인삼뿌리썩음병균(Cylindrocarpon destructans) 검출, 계수 및 병원성 진단 방법, 상기 인삼뿌리썩음병균 검출 및 병원성을 진단하기 위한 프라이머 세트 및 상기 프라이머 세트를 포함하는 인삼뿌리썩음병균의 검출 및 병원성 진단 용 키트는 인삼뿌리썩음병균 진단에 필요한 시간과 비용을 절감하고 감염여부 판단의 정확성을 높일 수 있어 뿌리썩음병으로 인한 위험부담과 경제적 손실을 줄일 수 있다. Detection and pathogenic diagnosis of ginseng root rot fungus comprising a primer set, and the primer set for diagnosing a ginseng root according to the present invention rot fungus (Cylindrocarpon destructans) detects, measures, and pathogenic diagnostic method, wherein the ginseng root rot bacteria detection and pathogenic The kit can reduce the time and cost required for diagnosing ginseng root rot, and increase the accuracy of the determination of infection, thereby reducing the risk and economic loss caused by root rot.

본 발명은 새로 개발된 토양 내 다량의 DNA 분리방법과 더불어 검출 민감도가 높은 인삼뿌리썩음병균 종 특이적인 프라이머를 이용하는 conventional 및 real-time PCR 검출 기법은 실제 인삼뿌리썩음병의 진단 및 병 발생 예찰에 매우 유용하게 활용되어 질 것으로 판단된다.
In addition to the newly developed method for separating a large amount of DNA in soil, conventional and real-time PCR detection techniques using primers specific to ginseng root rot species with high detection sensitivity are very useful for diagnosing and predicting the occurrence of ginseng root rot. It is believed to be useful.

도 1은 실외접종시 인삼뿌리썩음병균에 의해 2년근 인삼유묘에 나타난 병징을 나타낸다.
왼쪽 ; 강병원성균(CY8001), 오른쪽; 약병원성균(CY8014).
도 2는 인삼뿌리썩음병균(Cylindrocarpon destructans) 종특이적 검출 프라이머 CDPCF12 /CDPCR121의 conventional PCR 종특이적 반응을 나타낸다. lane1: 인삼뿌리썩음병균(Cylindrocarpon destructans) CY8001, lane 2-13: 알터나리아속, 아스퍼질러스속, 보트리티스속, 클라도스포리움속, 콜레토트리쿰속, 디디멜라속, 페니실리움속, 포마속, 피리큘라리아속, 피씨움속, 라이족토니아속, 스크레오티니아속 균들, NC: negative control.
도 3은 프라이머 CDPCF12/CDPCR121의 인삼뿌리썩음병균 종특이적 real-time PCR 증폭곡선 반응을 나타낸다.
도 4는 프라이머 CDIGS47NF2 /CDIGS47NR1의 강병원성 인삼뿌리썩음병균에 대한 conventional PCR 특이적 반응을 나타낸다. Lane 1-8: 알터나리아속, 아스퍼질러스속, 보트리티스속, 클라도스포리움속, 콜레토트리쿰속, 디디멜라속, 페니실리움속, 포마속균들, lane 9: 약병원성 인삼뿌리썩음병균(Cylindrocarpon destructans) CY8008, lane 10: 강병원성 인삼뿌리썩음병균 CY8001.
도 5는 프라이머 CDIGS47NF2 /CDIGS47NR1의 강병원성 인삼뿌리썩음병균 real-time PCR 특이적 증폭 곡선 반응을 나타낸다.
도 6은 CDPCF12/CDPCR121의 인삼뿌리썩음병균 DNA에 대한 real-time PCR 반응 민감도를 보여준다. 인삼뿌리썩음병균의 게놈 DNA를 ul 당 1ng, 100pg, 10pg, 1pg, 100fg, 10fg, 1fg의 7단계로 연속적으로 희석한 다음 PCR을 진행한 결과 4단계까지 반응곡선을 나타낸다.
도 7은 CDPCF12/CDPCR121의 SYBR Green을 이용한 PCR standard curve를 나타낸다.
도 8은 CDIGS47NF2/CDIGS47NR1의 인삼뿌리썩음병균 DNA에 대한 real-time PCR 반응 민감도를 나타낸다. 인삼뿌리썩음병균의 게놈 DNA를 ul 당 1ng, 100pg, 10pg, 1pg, 100fg, 10fg, 1fg의 7단계로 연속적으로 희석한 다음 PCR을 진행한 결과 6단계까지 반응민감도를 나타낸다.
도 9는 CDIGS47NF2/CDIGS47NR1의 SYBR Green을 이용한 PCR standard curve를 보여준다.
도 10은 CDIGS47NF2/CDIGS47NR1의 인삼뿌리썩음병균 토양내 포자에 대한 real-time PCR 검출 민감도를 나타낸다.
도 11은 CDIGS47NF2/CDIGS47NR1의 인삼뿌리썩음병균 토양내 포자에 대한 real-time PCR standard curve를 보여준다.
도 12는 CDPCF12/CDPCR121의 인삼뿌리썩음병균 토양내 포자에 대한 real-time PCR 검출 민감도를 나타낸다.
도 13은 CDPCF12/CDPCR121의 인삼뿌리썩음병균 토양 내 포자에 대한 real-time PCR standard curve를 나타낸다.
도 14는 CDPCF12/CDPCR121와 CDIGS47NF2/CDIGS47NR1의 프라이머 세트와 real time PCR 기법을 이용해 종동정 및 병원성 강약유무를 판별한 것이다.
Figure 1 shows the symptoms appearing in ginseng seedlings of 2-year-old roots by ginseng root rot when inoculated outdoors.
left ; Kang Pathogen (CY8001), right; Drug pathogenic bacteria (CY8014).
Figure 2 shows the conventional PCR species-specific reaction of the ginseng root rot ( Cylindrocarpon destructans ) species-specific detection primer CDPCF12 /CDPCR121. lane1: Cylindrocarpon destructans CY8001, lane 2-13: Alternaria, Aspergillus, Botrytis, Cladosporium, Coletotricum, Didimella, Penicillium, Forma genus, Pyricularia genus, Pseum genus, Rhizoktonia genus, Screotinia genus bacteria, NC: negative control.
3 shows the reaction of the primers CDPCF12/CDPCR121 on a ginseng root rot strain specific real-time PCR amplification curve.
4 shows conventional PCR specific reactions of primers CDIGS47NF2 / CDIGS47NR1 against strongly pathogenic ginseng root rot. Lane 1-8: Alternaria, Aspergillus, Botrytis, Cladosporium, Coletotricum, Didimella, Penicillium, Forma, lane 9: Drug pathogenic ginseng root rot Cylindrocarpon destructans CY8008, lane 10: Strong pathogenic ginseng root rot CY8001.
Figure 5 shows the reaction of the strong pathogenic ginseng root rot bacteria real-time PCR specific amplification curve of the primers CDIGS47NF2 / CDIGS47NR1.
6 shows the sensitivity of a real-time PCR reaction of CDPCF12/CDPCR121 to DNA of ginseng root rot. The genomic DNA of ginseng root rot was serially diluted in 7 steps of 1 ng, 100 pg, 10 pg, 1 pg, 100 fg, 10 fg, 1 fg per ul, and then PCR was performed to show the reaction curve up to step 4.
7 shows a PCR standard curve using SYBR Green of CDPCF12/CDPCR121.
8 shows the sensitivity of a real-time PCR reaction of CDIGS47NF2/CDIGS47NR1 to DNA of ginseng root rot. The genomic DNA of ginseng root rot was serially diluted in 7 steps of 1 ng, 100 pg, 10 pg, 1 pg, 100 fg, 10 fg, 1 fg per ul, and then PCR was performed to show the reaction sensitivity up to step 6 .
9 shows a PCR standard curve using SYBR Green of CDIGS47NF2/CDIGS47NR1.
10 shows the sensitivity of real-time PCR detection of CDIGS47NF2/CDIGS47NR1 against spores in the soil of ginseng root rot.
11 shows a real-time PCR standard curve for spores in the soil of ginseng root rot of CDIGS47NF2/CDIGS47NR1.
12 shows the sensitivity of real-time PCR detection of CDPCF12/CDPCR121 against spores in the soil of ginseng root rot.
13 shows a real-time PCR standard curve for spores in the soil of ginseng root rot of CDPCF12/CDPCR121.
14 shows the presence or absence of dependent identification and pathogenic strength using a primer set of CDPCF12/CDPCR121 and CDIGS47NF2/CDIGS47NR1 and a real time PCR technique.

본 발명은 인삼뿌리썩음병균(Cylindrocarpon destructans) 검출, 계수 및 병원성 진단 방법, 상기 인삼뿌리썩음병균 검출 및/또는 병원성을 진단하기 위한 프라이머 세트 및 상기 프라이머 세트를 포함하는 인삼뿌리썩음병균의 검출 및/또는 병원성 진단용 키트를 제공한다. The present invention is a method for detecting, counting, and diagnosing pathogenicity of ginseng root rot (Cylindrocarpon destructans ), a primer set for detecting and/or diagnosing pathogenicity, and/or detection of ginseng root rot including the primer set. Alternatively, a kit for diagnosis of pathogenicity is provided.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예 및 실험예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예 및 실험예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상 및 하기 실시예를 참조하여 다양한 변형이 얻어질 수 있음은 당업자에게 당연할 것이다.
Hereinafter, preferred examples and experimental examples are presented to aid in understanding the present invention. However, the following examples and experimental examples are provided only to more easily understand the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the examples. It will be obvious to those skilled in the art that various modifications can be obtained with reference to the technical idea of the present invention and the following examples.

<실시예 1> 균주 및 DNA 준비<Example 1> Strains and DNA preparation

1-1. 사용균주 1-1. Strain used

종 특이적 프라이머의 선발을 위해 사용된 인삼뿌리썩음병균(Cylindrocarpon destructans)와 기타 균주의 DNA들은 충남대학교 농생물학과 식물병리학 연구실에 보존중인 균주들과 한국농업미생물자원센터로 분양받은 공시균주를 사용하였다.
The DNAs of ginseng root rot (Cylindrocarpon destructans) and other strains used for the selection of species-specific primers were preserved in the Plant Pathology Laboratory of the Department of Agricultural Biology, Chungnam National University, and the publicly available strains sold to the Korea Agricultural Microbiological Resource Center were used. .

1-2. 병원성 조사 1-2. Pathogenicity investigation

병든 조직에서 분리하여 인삼뿌리썩음병균으로 동정된 균주들의 병원성 및 그 차이를 조사하기 위하여 2년근 묘삼을 준비하였으며 접종원은 균주를 PDA 배지에 접종 후 20℃에서 14일간 배양하여 사용하였다. 배양된 균사조직을 멸균수 40㎖와 함께 마쇄하여 균사균질액을 만든 다음, 개별 공시균주당 10개의 묘삼을 침지시킨 후 충남 진산에 위치한 예정지 관리된 포장에 이식하여 12개월 후 이병주율 및 유묘이병도(이병도에 따라 1에서 5로 표시, 1: 20%, 2; 40%, 3: 60%, 4: 80%, 5: 100% 이병)를 기준으로 병원성을 확인하였다(도 1). 이병지수=이병주수 X (10개 유묘이병도 총합/10)/10. 모든 강병원성 균주들은 토양 내 묘삼뿌리를 완전히 파괴시켰다. 지수별 병원성은 강병원성:5, 중병원성: 3이상 5이하, 약병원성: 3이하로 구분되어졌다.
Two-year-old seedlings were prepared to investigate the pathogenicity and differences of the strains isolated from diseased tissues and identified as ginseng root rot. As the inoculum, the strain was inoculated in PDA medium and cultured at 20°C for 14 days. Cultured mycelial tissue was ground with 40 ml of sterilized water to create a mycelial homogenous solution, and then 10 seedlings were immersed per each identified strain, and then transplanted into a package managed in a planned site located in Jinsan, Chungcheongnam-do. Pathogenicity was confirmed based on (denoted as 1 to 5 depending on the disease degree, 1: 20%, 2; 40%, 3: 60%, 4: 80%, 5: 100% morbidity) (FIG. 1). Lee Byung index = Lee Byung Joo X (Total of 10 seedlings / 10)/10. All strongly pathogenic strains completely destroyed the seedling roots in the soil. Pathogenicity by index was divided into strong pathogenicity: 5, severe pathogenicity: 3 or more and 5 or less, and weak pathogenicity: 3 or less.

1-3. DNA 분리1-3. DNA isolation

공시균주들을 순수분리한 후 genomic DNA를 분리하기 위해 potato dextrose broth (PDB) [potato 24g, dextrose 12g/1ℓ H2O] 배지에 접종하여 20℃에서 정치 배양하였다. 균사체를 수확하여 1.5㎖ e튜브에 나누고 동결 건조시켜 마쇄한 다음 400㎕의 extraction buffer [200mM Tris-HCl (pH 8.0), 200mM NaCl, 30mM EDTA, 0.5% SDS]와 Proteinase K (50㎕)를 첨가하여 잘 섞어주었다. 그리고 2×CTAB solution [2% CTAB, 100mM Tris-HCl (pH 8.0), 20mM EDTA, 1.4M NaCl, 1% PVP]을 첨가하여 섞어준 다음, 600㎕의 chloroform을 첨가하고 12,000rpm으로 15분 동안 원심 분리하였다. 원심분리에 의해 나누어진 상등액을 취하여 새 튜브에 담고 0.7 volume의 isopropanol을 첨가하여 10분 동안 실온에 두었다. 이것을 다시 12,000rpm으로 15분 동안 원심 분리하여 DNA를 침전시키고 pellet을 제외한 나머지를 제거한 다음 70% 에탄올로 세척하고 실온에서 에탄올이 완전히 제거될 때까지 건조시켰다. 건조된 pellet에 50㎕의 멸균증류수를 넣고 다음 실험 때까지 -20℃에 보관하였다. 이병식물체로부터 병원균을 검출하기위한 DNA 분리는 식물체를 1.5 ㎖튜브에 나누고 동결 건조시켜 마쇄한 다음 위의 절차에 따라 수행하였다.
After pure separation of the specimens, in order to separate genomic DNA, potato dextrose broth (PDB) [potato 24g, dextrose 12g/1ℓ H2O] was inoculated in a medium and cultured at 20°C. The mycelium was harvested, divided into 1.5 ml e-tubes, lyophilized, ground, and then 400 µl of extraction buffer [200mM Tris-HCl (pH 8.0), 200mM NaCl, 30mM EDTA, 0.5% SDS] and Proteinase K (50µl) were added. And mixed well. Then, 2×CTAB solution [2% CTAB, 100mM Tris-HCl (pH 8.0), 20mM EDTA, 1.4M NaCl, 1% PVP] was added and mixed, and 600µl of chloroform was added, followed by 12,000rpm for 15 minutes. Centrifuged. The supernatant was separated by centrifugation and placed in a new tube, and 0.7 volume of isopropanol was added and left at room temperature for 10 minutes. This was centrifuged again at 12,000 rpm for 15 minutes to precipitate DNA, remove the remaining pellets, washed with 70% ethanol, and dried at room temperature until the ethanol was completely removed. 50 µl of sterile distilled water was added to the dried pellet and stored at -20°C until the next experiment. DNA separation for detecting pathogens from infected plants was performed according to the above procedure after dividing the plants into 1.5 ml tubes, lyophilizing them and grinding them.

1-4. 토양 DNA 분리1-4. Soil DNA isolation

토양 DNA 분리는 공지된 분리 방법 및 시판중인 키트를 사용할 수 있으며, 본 실시예에서는 지제부 10cm 내의 근권 토양을 0.2g을 취해 0.4㎖의 멸균수를 첨가한 후, 40℃에서 10분간 불순물을 녹이고 이를 원심 분리하여 제거하기를 3회 반복한 다음 동결건조를 한다. 이어서 Mo-Bio사 제품(PowerSoil DNA isolation kit, 미국)의 방식에 따라 DNA 분리를 수행한 후 최종적으로 스핀컬럼 처리를 1회 추가하여 정제한 후 다음 실험 때까지 -20℃에 보관하였다.
Soil DNA separation can be performed using a known separation method and a commercially available kit. In this example, 0.2 g of rhizome soil within 10 cm of the paper part was added and 0.4 ml of sterilized water was added, and then impurities were dissolved at 40° C. for 10 minutes. Repeat centrifugation and removal 3 times, and then freeze-drying. Subsequently, DNA separation was performed according to the method of Mo-Bio (PowerSoil DNA isolation kit, USA), and finally, spin column treatment was added once and purified, and then stored at -20°C until the next experiment.

<실시예 2> 인삼뿌리썩음병균 검출용 프라이머의 설계<Example 2> Design of primer for detecting ginseng root rot

PC 유전자(Pyrubate carboxylase) 영역으로부터 인삼뿌리썩음병균 종 특이적 프라이머의 선발을 위해 유사종인 실린드로카폰 알범과 실린드로카폰 해테로네마 균주들의 동일 유전자 영역의 DNA 염기서열에 대해 EMBL-EBI(http://www.ebi.ac.uk)에서 clastralW 프로그램을 이용해 분석되어졌으며, Oligonucleotide Properties Calculator (http://www.basic.northwestern.edu)를 이용하여 모든 인삼뿌리썩음병균을 검출할 수 있는 종 특이적 프라이머 세트로 CDPCF12/CDPCR121를 설계하였다(표1). 또한 강병원성 균주들의 검출을 위한 프라이머 선발을 위해 이미 병원성 조사를 마친 인삼에 대해 강한 병원성과 약한 병원성을 나타냈던 균주들을 선발하여 IGS(rebosomal DNA의 intergenic spacer) 영역의 일부 염기를 위와 동일한 방법으로 비교분석하여 인삼뿌리썩음병균 종내 강병원성 균주에만 특이적인 프라이머 CDIGS47NF2/CDIGS47NR1를 설계했다(표1). 프라이머는 모두 프라이머 내부에 hairpin loops를 형성하지 않으면서 프라이머들 사이에서 dimer나 intenal loop가 형성되지 않으며 conventional PCR과 real-time PCR에서 모두 활용 가능한 80-150bp 사이의 크기로 설계하였다. For the selection of primers specific to the ginseng root rot fungus species from the PC gene (Pyrubate carboxylase) region, EMBL-EBI (http: //www.ebi.ac.uk) was analyzed using the clastralW program, and all ginseng root rot can be detected using the Oligonucleotide Properties Calculator (http://www.basic.northwestern.edu). CDPCF12/CDPCR121 was designed as an appropriate primer set (Table 1). In addition, in order to select primers for detection of strong pathogenic strains, strains that showed strong pathogenicity and weak pathogenicity to ginseng that have already been pathogenically investigated were selected, and some bases in the IGS (rebosomal DNA intergenic spacer) region were compared with the same method as above. By analysis, primers CDIGS47NF2/CDIGS47NR1 specific only to strongly pathogenic strains within the ginseng root rot strain were designed (Table 1). All primers did not form hairpin loops inside the primers, did not form dimers or intenal loops between the primers, and were designed to have a size between 80-150bp, which can be used in both conventional PCR and real-time PCR.

본 발명에 사용된 프라이머의 염기서열Base sequence of the primer used in the present invention 서열번호Sequence number 프라이머 이름Primer name DNA 염기서열 (5'-3')DNA sequence (5'-3') 1One CDPCF12CDPCF12 CCC TGA ACG ATG TTG ACC AGCCC TGA ACG ATG TTG ACC AG 22 CDPCR121CDPCR121 CTT CTT GGG GTT GAG CAT GTCTT CTT GGG GTT GAG CAT GT 33 CDIGS47NF2CDIGS47NF2 CGT CCT ACC CTA CAC CAC AATCGT CCT ACC CTA CAC CAC AAT 44 CDIGS47NR1CDIGS47NR1 GCT TAG CCC ACT GTA AAT ACCGCT TAG CCC ACT GTA AAT ACC

<실시예 3> 종 특이적 프라이머를 이용한 PCR 검출 및 병원성 진단<Example 3> PCR detection and pathogenicity diagnosis using species-specific primers

개발된 프라이머 세트는 모두 동일 조건에서 PCR을 수행하였다. 94℃에서 5분간 초기 변성시킨 후, 94℃에서 10초, 60℃에서 10초, 72℃에서 30초를 1회 반복(cycle)으로 최종 50회를 반복하였으며 이어서 melting curve를 확인하기위해 95℃에서 10초 반응 후 0.5℃ 간격으로 65℃까지 5초 동안 PCR 반응시켰다. conventional PCR(MJ Research Inc, PTC-100, USA)과 real-time PCR(Bio-Rad, C1000, USA)의 반응 조성물 조건은 표 2, 3과 같다.All of the developed primer sets were subjected to PCR under the same conditions. After initial denaturation at 94°C for 5 minutes, the final 50 times were repeated with 1 cycle of 10 seconds at 94°C, 10 seconds at 60°C, and 30 seconds at 72°C, followed by 95°C to confirm the melting curve. After 10 seconds reaction at 0.5 ℃ was subjected to PCR reaction for 5 seconds to 65 ℃ intervals. The reaction composition conditions of conventional PCR (MJ Research Inc, PTC-100, USA) and real-time PCR (Bio-Rad, C1000, USA) are shown in Tables 2 and 3.

Conventional PCR 반응조성물Conventional PCR reaction composition 구성요소Component 사용량usage 10X Taq buffer10X Taq buffer 2㎕2 μl 10mM dNTP mix10mM dNTP mix 0.4㎕0.4µl Forward primer (10pmol/㎕)Forward primer (10pmol/µl) 1㎕1 μl Reverse primer (10pmol/㎕)Reverse primer (10pmol/µl) 1㎕1 μl Taq(5U/)(Toyobo, Blend Taq-plus, Japan)Taq(5U/)(Toyobo, Blend Taq-plus, Japan) 0.1㎕0.1 μl Temp. DNA(2ng)Temp. DNA (2ng) 1㎕1 μl Total volumeTotal volume 20㎕20µl

Real-time PCR 반응조성물Real-time PCR reaction composition 구성요소Component 사용량usage SYBR premixture(Bio-Rad, iQ SYBR Green Supermix, USA)SYBR premixture (Bio-Rad, iQ SYBR Green Supermix, USA) 10㎕10µl Forward primer (10pmol/㎕)Forward primer (10pmol/µl) 1㎕1 μl Reverse primer (10pmol/㎕)Reverse primer (10pmol/µl) 1㎕1 μl Temp. DNATemp. DNA 1㎕1 μl Total volumeTotal volume 20㎕20µl

개발된 프라이머의 종 특이성을 조사하고자 인삼뿌리썩음병에서 분리한 인삼뿌리썩음병균 균주들과 다른 식물병원균주들에 대해서 CDPCF12/CDPCR121, CDIGS47NF2/CDIGS47NR1 프라이머 세트를 이용해 conventional 및 real-time PCR 반응을 실시하였다. In order to investigate the species specificity of the developed primers, conventional and real-time PCR reactions were performed using CDPCF12/CDPCR121, CDIGS47NF2/CDIGS47NR1 primer sets for ginseng root rot strains and other plant pathogens isolated from ginseng root rot. .

인삼뿌리썩음병균(Cylindrocarpon destructans) 종특이적 검출 프라이머 CDPCF12 /CDPCR121의 conventional PCR 종특이적 반응을 실험한 결과, 인삼뿌리썩음병균(Cylindrocarpon destructans) CY8001(lane1)에만 특이적으로 반응하고, 알터나리아속, 아스퍼질러스속, 보트리티스속, 클라도스포리움속, 콜레토트리쿰속, 디디멜라속, 페니실리움속, 포마속, 피리큘라리아속, 피씨움속, 라이족토니아속, 스크레오티니아속 균들(lane 2 내지 13)에는 반응하지 않음을 알 수 있었다.(도 2)Ginseng root rot fungus (Cylindrocarpon destructans) species specific detection primer CDPCF12 / CDPCR121 of conventional PCR species results of experiments for specific reaction, ginseng root rot fungus (Cylindrocarpon destructans) CY8001 (lane1) only specific to the reaction, Alter Canary subgenus , Aspergillus, Botrytis, Cladosporium, Coletotricum, Didimella, Penicillium, Poma, Pyricularia, Pseum, Rhyzoctonia, Screotinia It was found that it did not react to the bacteria (lanes 2 to 13). (FIG. 2)

프라이머 CDPCF12/CDPCR121의 real-time PCR 증폭 결과, 알터나리아속, 아스퍼질러스속, 보트리티스속, 클라도스포리움속, 콜레토트리쿰속, 디디멜라속, 페니실리움속, 포마속, 피리큘라리아속, 피씨움속, 라이족토니아속, 스크레오티니아속 균들과는 반응을 나타내지 않지만 인삼뿌리썩음병균 DNA가 존재하는 튜브에 대해서는 ct 값이 26정도인 증폭 곡선을 나타냄을 알 수 있다.(도 3) Real-time PCR amplification results of primers CDPCF12/CDPCR121, Alternaria, Aspergillus, Botrytis, Cladosporium, Coletotricum, Didimella, Penicillium, Forma, Pyricle Although it does not react with bacteria of the genus Laria, Pseum, genus Rhizoctonia, and genus Screotinia, it can be seen that the amplification curve with a ct value of about 26 is shown for the tube in which the ginseng root rot germ DNA is present (Fig. 3). )

프라이머 CDIGS47NF2 /CDIGS47NR1의 강병원성 인삼뿌리썩음병균에 대한 conventional PCR 특이적 반응을 실험한 결과, 강병원성 인삼뿌리썩음병균 CY8001(lane 10)에만 특이적으로 반응하며, 알터나리아속, 아스퍼질러스속, 보트리티스속, 클라도스포리움속, 콜레토트리쿰속, 디디멜라속, 페니실리움속, 포마속균들(Lane 1-8)에는 반응하지 않고, 또한 약병원성을 나타내는 인삼뿌리썩음병균(Cylindrocarpon destructans) CY8008(lane 9)에도 반응하지 않음을 확인할 수 있었다.(도 4) As a result of testing the conventional PCR specific reaction of the primers CDIGS47NF2 / CDIGS47NR1 against strongly pathogenic ginseng root rot bacteria, it reacts specifically only to strongly pathogenic ginseng root rot bacteria CY8001 (lane 10), and it reacts specifically to Alternaria genus, Aspergillus genus, Bo. Tritis, Cladosporium, Choletotricum, Didimella, Penicillium, and Forma (Lane 1-8) do not respond to, and show weak pathogenicity, ginseng root rot ( Cylindrocarpon destructans). ) It was confirmed that it did not react even to CY8008 (lane 9). (FIG. 4)

프라이머 CDIGS47NF2 /CDIGS47NR1의 real-time PCR 증폭 결과, 알터나리아속, 아스퍼질러스속, 보트리티스속, 클라도스포리움속, 콜레토트리쿰속, 디디멜라속, 페니실리움속, 포마속 균들과 약병원성 인삼뿌리썩음병균(Cylindrocarpon destructans) CY8008균과는 반응을 나타내지 않지만 강병원성 인삼뿌리썩음병균 CY8001 DNA가 존재하는 튜브에 대해서는 ct 값이 20정도인 증폭 곡선을 확인할 수 있었다.(도5)Real-time PCR amplification results of primers CDIGS47NF2 / CDIGS47NR1, Alternaria, Aspergillus, Botrytis, Cladosporium, Choletotricum, Didimella, Penicillium, Forma Although it does not react with pathogenic ginseng root rot (Cylindrocarpon destructans) CY8008 bacteria, for tubes with strong pathogenic ginseng root rot bacteria CY8001 DNA, an amplification curve with a ct value of about 20 could be confirmed (Fig. 5).

본 발명의 CDPCF12/CDPCR121, CDIGS47NF2/CDIGS47NR1의 프라이머 세트는 인삼뿌리썩음병균 균주에 대하여 종 특이적으로 증폭되는 것을 실험 결과 확인할 수 있었다.(도 2 내지 도 5) As a result of the experiment, it was confirmed that the primer sets of CDPCF12/CDPCR121 and CDIGS47NF2/CDIGS47NR1 of the present invention were amplified species-specific with respect to the ginseng root rot strain (FIGS. 2 to 5).

또한 인삼뿌리썩음병균의 프라이머 세트를 활용한 PCR 반응 특이성 실험을 여러 균주에 대하여 확인하였으며, 결과를 표 4에 나타내었다. In addition, PCR reaction specificity experiment using the primer set of ginseng root rot was confirmed for several strains, and the results are shown in Table 4.

프라이머 CDPCF12/CDPCR121과 CDIGS47NF2/CDIGS47NR1의 인삼뿌리썩음병균에 대한 PCR 반응 특이성 PCR reaction specificity of primers CDPCF12/CDPCR121 and CDIGS47NF2/CDIGS47NR1 against ginseng root rot 사용균주Strain used CDPCF12
/CDPCR121
CDPCF12
/CDPCR121
CDIGS47NF2
/CDIGS47NR1
CDIGS47NF2
/CDIGS47NR1
Cylindrocarpon destructans CY8001 Cylindrocarpon destructans CY8001 ++ ++ C. destructans CY8014 C. destructans CY8014 ++ -- Fusarium culmorumFusarium culmorum -- -- F. equisetiF. equiseti -- -- F. eumartiiF. eumartii -- -- F. graminearumF. graminearum -- -- F. lateritiumF. lateritium -- -- F. moniliformeF. moniliforme -- -- F. oxysporum f. sp. fragariae F. oxysporum f. sp. fragariae -- -- F. oxysporum f. sp. gladioli F. oxysporum f. sp. gladioli -- -- F. oxysporum f. sp. lycopersici F. oxysporum f. sp. lycopersici -- -- F. oxysporum f. sp. niveun F. oxysporum f. sp. niveun -- -- F. oxysporum f. sp. sesami F. oxysporum f. sp. sesami -- -- F. proliferatumF. proliferatum -- -- F. roseumF. roseum -- -- F. semitectumF. semitectum -- -- F. solani from glycine F. solani from glycine -- -- F. solani from panax F. solani from panax -- -- F. tricinctumF. tricinctum -- -- F. udumF. udum -- -- F. anthophilumF. anthophilum -- -- Alternaria alternata Alternaria alternata -- -- A. panax A. panax -- -- Armillaria calvescensArmillaria calvescens -- -- Aspergillus nigerAspergillus niger -- -- Bipolaris oryzaeBipolaris oryzae -- -- Botrytis cinereaBotrytis cinerea -- -- Cladosporium cucumerinumCladosporium cucumerinum -- -- Colletotrichum acutatumColletotrichum acutatum -- -- Diaporthe ambiguaDiaporthe ambigua -- -- Didymella bryoniaeDidymella bryoniae -- -- Glomerella cingulataGlomerella cingulata -- -- Penicillium digitatumPenicillium digitatum -- -- Phoma cucurbitacearumPhoma cucurbitacearum -- -- Phytophthora cactorumPhytophthora cactorum -- -- Pyricularia griseaPyricularia grisea -- -- Pythium ultimumPythium ultimum -- -- Rhizoctonia solani (RG2) Rhizoctonia solani (RG2) -- -- Rhizopus oryzaeRhizopus oryzae -- -- Scleotinia sclerotiorumScleotinia sclerotiorum -- -- Stemphylium versicariumStemphylium versicarium -- -- Trichoderma hazianum Trichoderma hazianum -- --

본 발명의 CDPCF12/CDPCR121 프라이머 세트를 이용하여 인삼뿌리썩음병 이병식물체로부터 얻어진 DNA로부터 신속하고 정확한 인삼뿌리썩음병균의 종동정을 수행할 수 있었으며(도 2 내지 도 5), CDIGS47NF2/CDIGS47NR1의 프라이머 세트로는 종동정이 된 균주들에 대한 병원성 특성을 하기 표 5에 나타내었다. Using the CDPCF12/CDPCR121 primer set of the present invention, it was possible to perform rapid and accurate seed identification of ginseng root rot from DNA obtained from ginseng root rot disease (Figs. 2 to 5), and with a primer set of CDIGS47NF2/CDIGS47NR1. Is shown in Table 5 below for the pathogenic properties of strains that have been identified.

인삼뿌리썩음병균에 대한 종특이적 프라이머 세트 CDPCF12/CDPCR12와 CDIGS47NF2/CDIGSR1의 병원성 특성에 따른 PCR 반응 특성PCR reaction characteristics according to pathogenic characteristics of species-specific primer sets CDPCF12/CDPCR12 and CDIGS47NF2/CDIGSR1 against ginseng root rot 공시균주Disclosure strain 이병지수Lee Byung-soo PCR 검사 결과PCR test result CDIGS47NF2/CDIGSR1CDIGS47NF2/CDIGSR1 CDPCF12/CDPCR121CDPCF12/CDPCR121 CY-8001CY-8001 5.05.0 ++ ++ CY-8002CY-8002 5.05.0 ++ ++ CY-8003CY-8003 5.05.0 ++ ++ CY-8004CY-8004 4.24.2 -- ++ CY-8005CY-8005 5.05.0 ++ ++ CY-8006CY-8006 5.05.0 ++ ++ CY-8007CY-8007 5.05.0 ++ ++ CY-8008CY-8008 2.62.6 -- ++ CY-8009CY-8009 2.12.1 -- ++ CY-8010CY-8010 5.05.0 ++ ++ CY-8011CY-8011 5.05.0 ++ ++ CY-8012CY-8012 5.05.0 ++ ++ CY-8013CY-8013 4.04.0 -- ++ CY-8014CY-8014 2.72.7 -- ++ CY-8015CY-8015 2.02.0 -- ++ CY-8016CY-8016 5.05.0 ++ ++ CY-8017CY-8017 3.63.6 -- ++ CY-8018CY-8018 5.05.0 ++ ++ CY-8019CY-8019 5.05.0 ++ ++ CY-8020CY-8020 4.34.3 -- ++ CY-8024CY-8024 2.42.4 -- ++ CY-8025CY-8025 5.05.0 ++ ++ CY-8026CY-8026 5.05.0 ++ ++ CY-8027CY-8027 5.05.0 ++ ++ CY-8028CY-8028 3.63.6 -- ++ CY-8029CY-8029 4.04.0 -- ++ CY-8030CY-8030 5.05.0 ++ ++ CY-8031CY-8031 5.05.0 ++ ++ CY-8032CY-8032 5.05.0 ++ ++ CY-8033CY-8033 5.05.0 ++ ++ CY-8034CY-8034 3.73.7 -- ++ CY-8035CY-8035 4.24.2 -- ++ CY-8036CY-8036 5.05.0 ++ ++ CY-8037CY-8037 5.05.0 ++ ++ CY-8038CY-8038 5.05.0 ++ ++ CY-8039CY-8039 5.05.0 ++ ++ CY-8040CY-8040 0.60.6 -- ++

+; positive, -; negative, 5이하; 약병원성, 5; 강병원성.
+; positive, -; negative, 5 or less; Weak pathogenicity, 5; Kang pathogenicity.

<실시예 4> 인삼뿌리썩음병균 샘플의 검출 한계 농도<Example 4> Detection limit concentration of ginseng root rot sample

상기 CDPCF12/CDPCR121와 CDIGS47NF2/CDIGS47NR1의 프라이머 세트를 이용하여 인삼뿌리썩음병균을 검출할 수 있는 최소농도, 즉 프라이머 세트의 민감성 정도를 확인하였다. 이들 종 특이적 프라이머 세트의 검출 민감도를 확인하기 위해 인삼뿌리썩음병균의 게놈 DNA를 ul 당 1ng, 100pg, 10pg, 1pg, 100fg, 10fg, 1fg의 7단계로 연속적으로 희석한 다음 여기에 각각의 프라이머 세트를 사용하여 실시예 3의 PCR 반응 조건과 동일한 조건에서 PCR을 진행하였다.Using the primer sets of CDPCF12/CDPCR121 and CDIGS47NF2/CDIGS47NR1, the minimum concentration capable of detecting ginseng root rot, that is, the sensitivity of the primer set was confirmed. To confirm the detection sensitivity of these species-specific primer sets, the genomic DNA of ginseng root rot was serially diluted in 7 steps per ul: 1 ng, 100 pg, 10 pg, 1 pg, 100 fg, 10 fg, 1 fg, and then each primer was Using the set, PCR was performed under the same conditions as the PCR reaction conditions of Example 3.

그 결과, real-time PCR에서 인삼뿌리썩음병균에 대한 종특이적 CDPCF12/CDPCR121 프라이머 세트의 검출 민감도는 1ng, 100pg, 10pg, 1pg, 100fg, 10fg, 1fg의 7단계의 희석 샘플 중 4번째 희석 단계인 DNA 농도까지 반응이 나타나 대략 1pg임을 알 수 있었으며(도 6). CDPCF12/CDPCR121의 SYBR Green을 이용한 PCR standard curve를 도 7에 나타내었다. As a result, the detection sensitivity of the species-specific CDPCF12/CDPCR121 primer set against ginseng root rot in real-time PCR was Of the 7-step dilution samples of 1 ng, 100 pg, 10 pg, 1 pg, 100 fg, 10 fg, and 1 fg, the reaction occurred up to the DNA concentration, which is the fourth dilution step, indicating approximately 1 pg (Fig. 6). A PCR standard curve using SYBR Green of CDPCF12/CDPCR121 is shown in FIG. 7.

또한 이들 병원균들 중 강병원성만 검출할 수 있는 CDIGS47NF2/CDIGS47NR1 프라이머 세트의 검출 민감도는 1ng, 100pg, 10pg, 1pg, 100fg, 10fg, 1fg의 7단계의 희석 샘플 중 대략 6번째 DNA 희석농도인 10fg까지 증폭산물이 나타나는 것을 확인할 수 있었으며(도 8), SYBR Green을 이용한 PCR standard curve를 도 9에 나타내었다.
In addition, the detection sensitivity of the CDIGS47NF2/CDIGS47NR1 primer set, which can detect only strong pathogenicity among these pathogens, is up to 10fg, which is the 6th DNA dilution concentration among 7-step dilution samples of 1ng, 100pg, 10pg, 1pg, 100fg, 10fg, and 1fg. It was confirmed that the amplification product appeared (FIG. 8), and a PCR standard curve using SYBR Green is shown in FIG. 9.

<실시예 5> Real-time PCR 기법을 이용한 토양내 병원균 검출민감도 정량화 <Example 5> Quantification of sensitivity of detection of pathogens in soil using real-time PCR technique

토양내 검출 가능한 인삼뿌리썩음병균 포자의 최소 밀도를 파악하고자 토양 g당 104개의 포자 현탁액로부터 10배씩 희석하여 104, 103, 102, 101, 100의 포자 농도가 되도록 섞어 오염토를 만든 후 각각의 토양 200mg으로부터 DNA를 분리 후 CDPCF12/CDPCR121와 CDIGS47NF2/CDIGS47NR1 프라이머 세트들에 대한 real-time PCR을 수행하였다. Real-time PCR 결과, 10개 포자가 섞인 토양샘플에까지 반응을 보였으며, CDIGS47NF2/CDIGS47NR1의 검출 가능한 최저포자의 밀도는 g당 대략 1-10개로 나타났다(도 10). CDIGS47NF2/CDIGS47NR1의 인삼뿌리썩음병균 토양내 포자에 대한 real-time PCR standard curve는 도 11에 나타내었다. To determine the minimum density of detectable ginseng root rot spores in the soil, dilute 10 times from the suspension of 10 4 spores per gram of soil and mix to achieve a spore concentration of 10 4 , 10 3 , 10 2 , 10 1 , 10 0 contaminated soil. After making, DNA was isolated from 200 mg of each soil, and real-time PCR was performed for the CDPCF12/CDPCR121 and CDIGS47NF2/CDIGS47NR1 primer sets. As a result of real-time PCR, a reaction was shown to a soil sample mixed with 10 spores. The density of detectable lowest spores of CDIGS47NF2/CDIGS47NR1 was approximately 1-10 per gram (Fig. 10). A real-time PCR standard curve for spores in the soil of ginseng root rot of CDIGS47NF2/CDIGS47NR1 is shown in FIG. 11.

CDPCF12/CDPCR121의 인삼뿌리썩음병균 토양내 포자에 대한 real-time PCR 검출 민감도에 대한 실험결과, 100개 포자 농도가 포함된 토양샘플에까지 반응이 나타났으며, CDPCF12/CDPCR121의 검출 가능한 최저포자의 밀도는 g당 대략 100개로 나타났다(도 12). CDPCF12/CDPCR121의 인삼뿌리썩음병균 토양 내 포자에 대한 real-time PCR standard curve는 도 13에 나타내었다.
As a result of the experiment on the sensitivity of real-time PCR detection of CDPCF12/CDPCR121 against spores in the ginseng root rot germ soil, reactions were found to soil samples containing 100 spore concentrations. The density of detectable lowest spores of CDPCF12/CDPCR121 was approximately 100 per gram (Fig. 12). A real-time PCR standard curve for spores in the soil of ginseng root rot of CDPCF12/CDPCR121 is shown in FIG. 13.

<실시예 6> 토양에 존재하는 인삼뿌리썩음병균의 PCR 종동정 및 정량화 활용기법<Example 6> PCR seeding identification and quantification technique of ginseng root rot present in soil

이병토양에 존재하는 병원균의 밀도를 파악하기 위해 토양을 말린 후 1차로 1g을 취해 멸균수 1㎖에 혼합한 후 이로부터 2차로 100㎕를 취해 1㎖의 토양현탁액을 만들었다. 이어 이들 2차 토양현탁액을 각각 100㎕씩 3장의 PCNBA 배지에 도말하여 15℃에서 배양하였다(표 6). To determine the density of pathogens present in the diseased soil, the soil was dried and 1g was firstly mixed with 1 ml of sterilized water, and then 100µl was secondly taken to make 1ml of soil suspension. Then, 100 µl of each of these secondary soil suspensions were plated on 3 PCNBA media and cultured at 15°C (Table 6).

이병식물체 및 토양으로부터 인삼뿌리썩음병균생육 유도를 위한 선택배지Selection medium for inducing the growth of ginseng root rot bacteria from diseased plants and soil 구성성분Ingredients 사용량usage bacto peptonebacto peptone 5g5g agaragar 20g20g MgSO4MgSO4 250mg250mg KH2PO4KH2PO4 500mg500mg PCNBPCNB 200mg200mg penicillin Gpenicillin G 50mg50mg 85% lactic acid85% lactic acid 1.3mL1.3mL ethanolethanol 20mL20mL Na desoxycholateNa desoxycholate 130mg130mg waterwater 1L1L

배지 상에 유도된 균총으로부터 표 7의 NaOH 분리방법에 따라 DNA가 분리되어졌으며, PCR 종동정에 활용되었다. DNA was separated according to the NaOH separation method of Table 7 from the colony induced on the medium, and was used for PCR seed identification.

NaOH를 이용한 분리 방법 Separation method using NaOH 순서order 내 용Contents 1One 1.5㎖ tube에 glass bead 30mg - 50mg (0.25mm와 0.09 - 0.15mm 1:1 mix)을 넣는다.Put 30mg-50mg of glass beads (0.25mm and 0.09-0.15mm 1:1 mix) in a 1.5ml tube. 22 0.5N NaOH 95㎕를 tube에 넣고 균사가 포함된 배지 조각을 30mg - 50mg 넣는다.Put 95µl of 0.5N NaOH into the tube, and add 30mg-50mg of the medium containing the hyphae. 33 Pellet pestle을 이용하여 균사가 포함된 배지 조각을 충분히 마쇄한다.Pellet pestle is used to sufficiently grind the medium containing mycelium. 44 Finemixer를 이용하여 강하게 10분 정도 vortexing 한다.Vortex vigorously for about 10 minutes using a finemixer. 55 13000rpm, 1min centrifuge를 수행한다.Perform 13000rpm, 1min centrifuge. 66 상등액 5㎕를 취하여 새 tube에 100mM Tris-HCl(pH 8.0) 45㎕에 넣는다.Take 5µl of the supernatant and add 45µl of 100mM Tris-HCl (pH 8.0) to a new tube. 77 Total volume 20㎕ PCR 반응액에 2㎕ 사용한다.A total volume of 20 µl is used for 2µl PCR reaction solution.

CDPCF12/CDPCR121를 이용하여 확인된 2차 현탁액의 모든 배지상에 나타난 병원균의 균총수를 총배지수로 나누고 100을 곱해 1g 중 존재하는 병원균의 총수를 추정해 병원균의 밀도를 확인하였다. 3개의 배지 중 1개의 배지상에 형성된 균총으로부터 1시간 이내에 DNA가 얻어졌으며 CDPCF12/CDPCR121와 CDIGS47NF2/CDIGS47NR1의 프라이머 세트를 이용해 종동정 및 병원성 강약유무와 관련된 토양내 병원균의 밀도가 추정되었다(도 14). 또한 1개의 선택배지 상에서 형성된 6개의 균총에 대해 CDPCF12/CDPCR121를 이용해 PCR을 실시한 결과 1, 2번 균총이 양성 반응을 나타내 종동정이 가능했으며, 이들에 대해 다시 CDIGS47NF2/CDIGS47NR1의 프라이머 세트를 이용해 real time PCR 반응을 실시한결과 1번 균총에서만 PCR 양성반응이 나타났지만 토양내 강병원성 균주들도 포함되어 있음을 알 수 있었다. 따라서 위와 같은 방법으로 2차 토양 희석액으로부터 3개의 배지상 유도된 모든 균총으로부터 CDPCF12/CDPCR121를 이용한 PCR 검사를 통해 8개의 인삼뿌리썩음병균을 동정 할 수 있었다. 또한 토양 g당 2.33x100개의 살아있는 병원균 세포수가 존재함을 추정할 수 있었으며 CDIGS47NF2/CDIGS47NR1의 프라이머 세트를 이용해 그들 중 25%가 강병원임을 확인할 수 있었고 real-time과 conventional PCR 기법도 모두 활용할 수 있었다. 따라서 이 기법은 예정지 포장의 선정에 있어서 중요한 인삼뿌리썩음병균에 의한 인삼뿌리썩음병의 병발생 위험도 예측에 매우 유용하게 활용되어질 것으로 판단된다. The density of pathogens was confirmed by dividing the total number of pathogens appearing on all media of the secondary suspension identified using CDPCF12/CDPCR121 by the total media count and multiplying by 100 to estimate the total number of pathogens present in 1 g. DNA was obtained within 1 hour from the colonies formed on one of the three media, and the density of pathogens in the soil related to the presence or absence of species identification and pathogenic strength was estimated using primer sets of CDPCF12/CDPCR121 and CDIGS47NF2/CDIGS47NR1 (Fig. 14). ). In addition, as a result of PCR using CDPCF12/CDPCR121 for 6 colonies formed on one selective medium, colonies 1 and 2 exhibited positive reactions, so it was possible to identify them. As a result of performing a time PCR reaction, PCR-positive reaction was found only in colony 1, but it was found that strong pathogenic strains in the soil were also included. Therefore, through the PCR test using CDPCF12/CDPCR121, 8 ginseng root rot fungi could be identified from all the colonies derived from the secondary soil dilution in the same manner as above. In addition, it could be estimated that there were 2.33x100 live pathogen cells per gram of soil, and 25% of them were confirmed to be Kangwon by using the primer set of CDIGS47NF2/CDIGS47NR1, and both real-time and conventional PCR techniques could be used. Therefore, this technique is considered to be very useful in predicting the risk of disease occurrence of ginseng root rot caused by ginseng root rot, which is important in the selection of packaged sites.

서열목록 전자파일 첨부Attach electronic file of sequence list

Claims (6)

삭제delete 삭제delete 서열번호 3 및 서열번호 4로 표시되는 프라이머 세트를 포함하는 강병원성의 인삼뿌리썩음병균 검출 및 병원성 진단용 키트.
Strong pathogenic ginseng root rot detection and pathogenic diagnostic kit comprising a primer set represented by SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 4.
서열번호 3 및 서열번호 4로 표시되는 프라이머 세트를 이용하여 PCR 증폭하는 것을 특징으로 하는 강병원성의 인삼뿌리썩음병균의 검출 및 병원성 진단 방법. A method for the detection and pathogenic diagnosis of strongly pathogenic ginseng root rot bacteria characterized by PCR amplification using primer sets represented by SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 4. 삭제delete 삭제delete
KR1020130095735A 2013-08-13 2013-08-13 Disease diagnosis kit including species-specific primer, and detection and disease diagnosis method for Cylindrocarpon destructans KR101385200B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130095735A KR101385200B1 (en) 2013-08-13 2013-08-13 Disease diagnosis kit including species-specific primer, and detection and disease diagnosis method for Cylindrocarpon destructans

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130095735A KR101385200B1 (en) 2013-08-13 2013-08-13 Disease diagnosis kit including species-specific primer, and detection and disease diagnosis method for Cylindrocarpon destructans

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110057849A Division KR101385106B1 (en) 2011-06-15 2011-06-15 Disease diagnosis kit including species-specific primer, and detection and disease diagnosis method for Cylindrocarpon destructans

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130098257A KR20130098257A (en) 2013-09-04
KR101385200B1 true KR101385200B1 (en) 2014-04-21

Family

ID=49450224

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130095735A KR101385200B1 (en) 2013-08-13 2013-08-13 Disease diagnosis kit including species-specific primer, and detection and disease diagnosis method for Cylindrocarpon destructans

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101385200B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101959737B1 (en) * 2017-11-10 2019-03-20 대한민국 Maker and kit for detection of Ilyonectria mors-panacis and method for detecting of Ilyonectria mors-panacis
KR101959740B1 (en) * 2017-11-10 2019-03-20 대한민국 Maker and kit for detection of Ilyonectria mors-panacis and method for detecting of Ilyonectria mors-panacis

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NCBI, GenBank, Accession No. AY037554 (2009.04.24.) *
Phytopathology, Vol.93, pp.1533-1542 (2003.12.31.) *
식물병연구, Vol.11, pp.48-55 (2005.12.31.) *

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130098257A (en) 2013-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Willsey et al. Detection of interactions between the pea root rot pathogens Aphanomyces euteiches and Fusarium spp. using a multiplex qPCR assay
Le et al. Pythium soft rot of ginger: Detection and identification of the causal pathogens, and their control
US7772155B2 (en) Fungal isolates and biological control compositions for the control of weeds
Mandhare et al. Morphological, pathogenic and molecular characterization of Fusarium oxysporum f. sp. ciceri isolates from Maharashtra, India
Abreu et al. Molecular diagnosis of Papaya meleira virus (PMeV) from leaf samples of Carica papaya L. using conventional and real-time RT-PCR
Wang et al. Characterization of causal agents of a novel disease inducing brown-black spots on tender tea leaves in China
Kunta et al. Diverse DNA extraction methods and PCR primers for detection of Huanglongbing-associated bacteria from roots of ‘Valencia’sweet orange on sour orange rootstock
Luo et al. Detection and identification of Phoma macdonaldii in sunflower seeds imported from Argentina
KR101385200B1 (en) Disease diagnosis kit including species-specific primer, and detection and disease diagnosis method for Cylindrocarpon destructans
Romero et al. Development of molecular assays for detection of Stenocarpella maydis and Stenocarpella macrospora in corn
Bowman et al. Detection of Phytophthora nicotianae and P. palmivora in citrus roots using PCR-RFLP in comparison with other methods
KR101681645B1 (en) Primer set for detecting Fusarium oxysporum f. sp. raphani and method for detecting F. oxysporum f. sp. raphani using the same
Mohammed-Ameen et al. Morphogenetic identification, description and pathogenicity of novel pathogens on Iraqi wheat plant (Triticum aestivum) causing head blight and crown rot diseases
CN113881792B (en) PCR detection primer and kit for West nerviliae and application of PCR detection primer and kit
Al-Enezi et al. Phenotypic and molecular diagnosis of Fusarium oxysporum and Macrophomina phaseolina isolated from cucumis melon roots
CN102643903B (en) PCR (Polymerase Chain Reaction) detection primer for phytophthora capsici leonian, kit containing primer and application thereof
Petrović et al. Occurrence and distribution of viruses infecting the bean in Serbia
Li-ming et al. Impact of crop rotation on pathotype and genetic structure of Phythophthora sojae in fields
Gunaratna et al. Damping-off disease of big onion (Allium cepa L.) in Sri Lanka and evaluation of Trichoderma asperellum and Trichoderma virens for its control
Ramchandra et al. Morphological and molecular identification of Fusarium isolated from cumin wilt.
KR101385106B1 (en) Disease diagnosis kit including species-specific primer, and detection and disease diagnosis method for Cylindrocarpon destructans
Kutawa et al. Identification and characterization of pathogen responsible for causing southern corn leaf blight (SCLB) disease in Malaysia.
Pryce-Miller et al. Environmental detection of Penicillium marneffei and growth in soil microcosms in competition with Talaromyces stipitatus
El-Naggar PCR-based assay for detection of Harpophora maydis the causal agent of late wilt disease in maize plant parts
Sun et al. Stem rot on adzuki bean (Vigna angularis) caused by Rhizoctonia solani AG 4 HGI in China

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee