KR20030015163A - New biopesticide using gene from Erwinia pyrifoliae WT#3, novel pathogen that affects Asian pear trees - Google Patents

New biopesticide using gene from Erwinia pyrifoliae WT#3, novel pathogen that affects Asian pear trees Download PDF

Info

Publication number
KR20030015163A
KR20030015163A KR1020020048074A KR20020048074A KR20030015163A KR 20030015163 A KR20030015163 A KR 20030015163A KR 1020020048074 A KR1020020048074 A KR 1020020048074A KR 20020048074 A KR20020048074 A KR 20020048074A KR 20030015163 A KR20030015163 A KR 20030015163A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
protein
plant
gene
polypeptide
pathogen
Prior art date
Application number
KR1020020048074A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100389143B1 (en
Inventor
임춘근
허장현
박덕환
배후남
조준모
백수진
정천순
최신건
Original Assignee
주식회사 파이오니아
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 주식회사 파이오니아 filed Critical 주식회사 파이오니아
Publication of KR20030015163A publication Critical patent/KR20030015163A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100389143B1 publication Critical patent/KR100389143B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/195Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria
    • C07K14/24Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria from Enterobacteriaceae (F), e.g. Citrobacter, Serratia, Proteus, Providencia, Morganella, Yersinia
    • C07K14/27Erwinia (G)
    • 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
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20Bacteria; Culture media therefor
    • C12N1/205Bacterial isolates
    • 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
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20Bacteria; Culture media therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01NPRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N63/00Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing microorganisms, viruses, microbial fungi, animals or substances produced by, or obtained from, microorganisms, viruses, microbial fungi or animals, e.g. enzymes or fermentates
    • A01N63/50Isolated enzymes; Isolated proteins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12RINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/01Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
    • C12R2001/18Erwinia

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Fertilizers (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

PURPOSE: A biopesticide using gene derived from Erwinia pyrifoliae WT#3, pathogen that affects Asian pear trees is provided. The biopesticide has more improved plant disease resistance and plant growth facilitating effect than the prior biopesticide. CONSTITUTION: A gene, which codes a plant hypersensitivity reaction(HR) or resistance inducing polypeptide or protein and is derived from Erwinia pyrifoliae WT#3(KCCM 10283), comprises the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5. The plant hypersensitivity reaction(HR) or resistance inducing polypeptide or protein has the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6. A recombinant plasmid pKEP3 contains the gene of SEQ ID NO: 1. A transformant E. coli/pKEP3(KCCM 10282) is produced by transformation with the recombinant plasmid pKEP3. The plant hypersensitivity reaction(HR) inducing polypeptide or protein is mass produced by culturing the transformant E. coli/pKEP3(KCCM 10282); and extracting and purifying the plant hypersensitivity reaction(HR) inducing polypeptide or protein.

Description

신규한 식물병원세균 유래 유전자를 이용한 새로운 생화학농약{New biopesticide using gene from Erwinia pyrifoliae WT#3, novel pathogen that affects Asian pear trees}New biopesticide using gene from Erwinia pyrifoliae WT # 3, novel pathogen that affects Asian pear trees}

본 발명은 신규한 식물병원세균 유래 유전자를 이용한 새로운 생화학농약에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 국내에서만 존재하는 신규 가지검은마름병원균 WT#3(Erwinia pyrifoliaeWT#3)[KCCM 10283]을 분리 동정하고 기존의 화상병원균(Erwinia amylovoraATCC15580)에서 분리한 식물과민반응 단백질(HrpN) 보다 식물병 저항성 및 식물생장촉진 효과가 우수한 새로운 유도체를 발견함으로써 생물학적 식물병 방제제 및 식물생장 촉진제 등의 생화학농약 및 비료제 등으로 이용할 수 있는 신규한 가지검은마름병원균 WT#3(KCCM 10283)에 관한 것이다.The present invention relates to a new biochemical pesticide using a novel plant phytopathogen-derived gene, and more specifically, to isolate and identify a novel black eggplant pathogen WT # 3 ( Erwinia pyrifoliae WT # 3) [KCCM 10283] that exists only in Korea. Biochemical pesticides and fertilizers such as biological plant disease control agents and plant growth promoters have been discovered by discovering new derivatives with higher plant disease resistance and plant growth promoting effects than plant hypersensitivity protein (HrpN) isolated from the existing burn pathogen ( Erwinia amylovora ATCC15580). The novel eggplant black bacterium WT # 3 (KCCM 10283) which can be used for the manufacture etc. is related.

인류가 당면한 여러 문제 중에서 식량부족 현상은 세계가 그 문제의 심각성을 공히 인정하고 있는 측면이다. 그러나, 식량증대를 위해 재배하고 있는 작물은 병충해에 의해 그 생산량이 크게 감소하고 있어 매우 심각한 문제점으로 지적되고 있다. 현재 병충해를 방제하기 위한 방법으로는 살균제와 살충제를 직접 살포하여 병해충의 확산을 저지하거나 사멸시키는 화학적 방제가 가장 널리 이용되고 있다. 이러한 살균제나 살충제의 경우, 병해충을 직접 죽이므로 가식적인 효과가 빨리 나타나고 이용방법이 용이하나, 지속적인 과다 사용으로 인해 각종 병해충의 약제 저항성을 유도하고 있다. 더불어 효과가 뛰어난 약제의 경우, 독성이 강한데다 토양오염 및 수질오염 등의 환경파괴로 인하여 사회적 불안이 조성되고 있다. 따라서, 전 세계적으로 환경 친화적이고 병해충의 약제 저항성 유도의 염려가 없으면서도 방제에 효과적인 생물학적 방제제의 개발이 절실한 상태이다.Among the problems facing humanity, the food shortage is an aspect that the world recognizes the seriousness of the problem. However, crops grown for food growth have been pointed out as a serious problem because their yield is greatly reduced by pests. Currently, as a method for controlling pests, chemical control that directly prevents or kills the spread of pests by spraying fungicides and insecticides is most widely used. In the case of such fungicides or insecticides, the pests are directly killed, so that the edible effects appear quickly and are easy to use, but due to continuous overuse, drug resistance of various pests is induced. In addition, the drug with excellent effect is highly toxic and social anxiety is created due to environmental damage such as soil pollution and water pollution. Therefore, there is an urgent need for the development of biological control agents that are environmentally friendly and effective in controlling pests without fear of inducing drug resistance.

생물학적 방제제의 가장 일반적인 것은 미생물 그 자체를 식물에 살포하여 병 방제효과를 얻고자 하는 것이었으나, 이러한 방법은 그 효능면에서 인간이 원하는 수준에 도달하지 못하였다. 따라서, 최근에는 미생물 자체를 살포하기보다는 미생물이 생산하는 물질을 이용하여 식물의 자체 방어시스템을 자극하는 방법으로 병충해를 방제하는 방향으로 연구가 진행되고 있다. 다시 말해서 미생물 유래 물질을 식물체에 처리하여 식물체 자체의 면역기능을 활성화시킴으로 병해충의 발생 및 확산을 방지하고자 하는 것이다.The most common biological control agent was to obtain a disease control effect by spraying microorganisms on the plant itself, but this method did not reach the level desired by humans in terms of efficacy. Therefore, in recent years, research has been conducted toward controlling pests by stimulating a plant's own defense system using materials produced by microorganisms rather than spraying microorganisms themselves. In other words, by treating the plant with a microorganism-derived material to activate the immune function of the plant itself to prevent the occurrence and spread of pests.

식물병 저항성(plant disease resistance)은 우선적으로 식물 표피세포의 큐틴질, 왁스층 및 기공의 모양 등 구조적 장벽과 병원균이 식물 세포내로 침입하더라도 식물이 자체적으로 분비하는 사포닌(saponin)이나 렉틴(lectin)과 같은 다양한 화학물질이 침입한 병원균들의 확산을 저지하는 일차적 방어시스템에 의해 이루어진다[Agrios, G. N. 1997. Plant Pathology.4th ed. Academic Press, New York; Dong, X. 1998. SA. JA, ethylene, and disease resistance in plants. Curr. Opin. Plant. Biol.1:316-323; Feys, B. J. & Parker, J. E. 2000. Interplay of signaling pathways in plant disease resistance. Trends Genet. 16:339-455].Plant disease resistance primarily consists of saponins or lectins that are secreted by the plant even when structural barriers and pathogens invade the plant cells, such as the cuticle of the epidermal cells, the shape of the wax layer and the pores. The same variety of chemicals are made by primary defense systems that prevent the spread of invading pathogens [Agrios, GN 1997. Plant Pathology. 4th ed. Academic Press, New York; Dong, X. 1998. SA. JA, ethylene, and disease resistance in plants. Curr. Opin. Plant. Biol. 1: 316-323; Feys, B. J. & Parker, J. E. 2000. Interplay of signaling pathways in plant disease resistance. Trends Genet. 16: 339-455.

그러나, 보다 적극적인 식물병 저항성이란 식물체 자체의 면역기능을 활성화시키는 식물 저항성 물질에 의하여 감염부위 내 작은 지역으로 병원균의 확산이 국한되는 것을 말하는데, 이는 과민성 반응(hypersensitive response; HR)에 의해 유도된다[Richberg, M. H., Aviv, D. H. & Dangl, J. L. 1998. Dead cells do tell tales. Curr. Poin. PlantBiol. 1:480-485]. 식물의 과민성반응에 의한 식물병 저항성 방법은 첫 번째로 병원균 침입부위 주변 세포에 대한 조기경보 시스템이 발동하여 주변 세포들도 병원균에 대한 저항능력이 증가하게 되는 것으로 이러한 현상을 LAR(local acquired resistance)라고 한다. 반면, 두 번째 방법은 식물의 감염되지 않은 부분에서도 방어시스템이 활성화되어 이차감염에 대해 식물전체에서더 강한 방어시스템이 작동하게 되는 것이다. 이러한 방어시스템을 SAR(systemic acquired resistance)이라고 하는데, 이는 여러 주 혹은 그 이상 유지될 수 있으며 종종 관련되지 않은 다른 종류의 병원균에 대해서도 저항성을 갖게된다[Hunt, M. D., Neuenschwander, U. H., Delaney, T. P., Weymann, K. B., Friedrich, L. B., Lawton, K. A., Steiner, H. Y. and Ryals, J. A. 1996. Recent advances in systemic acquired resistance research-a review. Gene 179:89-95]. 이밖에 ISR(induced systemic resistance)과 해충에 대한 상처반응(wound response) 등 식물저항성의 다른 형태도 보고되기도 하였다[Pieterse, C. M., van Wees, S. C., van Pelt, J. A., Knoester, M., Laan, R., Gerrits, H., Weisbeek, P. J. and van Loon, L. C. 1998. A novel signaling pathway controlling induced systemic resistance inArabidopsis. Plant Cell 10:1571-1580; Ryan, C. A. and Pearce, G. 1998. SYSTEMIN: a polypeptide signal for plant defensive genes. Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 14:1-17].More aggressive plant disease resistance, however, refers to the spread of pathogens to small areas within the site of infection by plant-resistant substances that activate the immune function of the plant itself, which is induced by a hypersensitive response [HR]. Richberg, MH, Aviv, DH & Dangl, JL 1998. Dead cells do tell tales. Curr. Poin. Plant Biol. 1: 480-485]. Plant disease resistance method by plant hypersensitivity reaction is the first to activate the early warning system for the cells around the pathogen invasion path, the surrounding cells also increase the ability to resist pathogens. It is called. On the other hand, the second method is to activate the defense system even in the uninfected part of the plant, so that a stronger defense system works throughout the plant against secondary infection. This defense system is called systemic acquired resistance, which can be maintained for several weeks or more and is often resistant to other unrelated pathogens [Hunt, MD, Neuenschwander, UH, Delaney, TP, Weymann, KB, Friedrich, LB, Lawton, KA, Steiner, HY and Ryals, JA 1996. Recent advances in systemic acquired resistance research-a review. Gene 179: 89-95. In addition, other forms of plant resistance have been reported, including induced systemic resistance (IRS) and wound response to pests (Pieterse, CM, van Wees, SC, van Pelt, JA, Knoester, M., Laan, R., Gerrits, H., Weisbeek, PJ and van Loon, LC 1998. A novel signaling pathway controlling induced systemic resistance in Arabidopsis . Plant Cell 10: 1571-1580; Ryan, CA and Pearce, G. 1998. SYSTEMIN: a polypeptide signal for plant defensive genes. Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 14: 1-17.

이와 같은 식물병 저항성(plant disease resistance) 기작들은 모두 식물생체 방어시스템을 유도하는 유도물질(elicitor; inducer)에 의해 야기된다 [Kessmann, H., Staub, T., Hofmann, C., Maetzke, T., Herzog, J., Ward, E., Uknes, S. and Ryals, J. 1994. Induction of systemic acquired disease resistance in plants by chemicals. Annu. Rev. Phytopathol. 32:439-459]. SAR의 경우 페놀계의 신호전달 물질인 SA(salicylic acid), 병원균에서 분리된 엘리시틴(elicitin)과 하르핀(Harpin) 등이 대표적인 유도물질이라 할 수 있다[Ponchet, M., Panabieres, F., Milat, M. L., Mikes, V., Montillet, J. L., Suty, L., Triantaphylides, C., Tirilly, Y. and Blein, J. P. 1999. Are elicitins cryptograms in plant-oomycete communications. Cell Mol. Life Sci. 56:1020-1047]. 특히, 하르핀의 경우 화상병원균인Erwinia amylovora의 약 40kb의hrp유전자 집단에 위치한hrpN유전자에서 생성된 단백질(HrpN)로서 기주식물인 사과에 접종하였을 때 화상병을 일으키는 병원성요인으로 작용하나, 비기주식물에 처리하였을 때는 외부침입자로 인식되어 과민반응(HR)인 저항성기작을 작동시킨다. HrpN 단백질은 산성이며, 열(100 ℃)에 대해 안정적이고 44 kD[이는 acrylamide 젤 상에서 전기영동 후, 0.025%의 Coomassie Blue R-250으로 염색하여 Bio-Rad사의 Molecular Weight Standard(Catalog# 161-0305, Bio-Rad Laboratories, 2000 Alfred Nobel Drive Hercules, CA 94547, USA)와 비교하여 얻은 분자량]의 분자량을 가지며 글리신 함량이 많으나 시스테인은 없는 것으로 나타났다[Zhong-Min, W., Laby, R. J., Zumoff, C. H., Bauer, D. W., He, S. Y., Collmer, A. and Beer, S. V. 1992. Harpin, elicitor of the hypersensitive response produced by the plant pathogenErwinia amylovora. Science 257:85-88; 미국 특허 제 6,001,959호; 미국 특허 제 5,850,015호; 미국 특허 제 6,172,184,B1호; 미국 특허 제 6,174,717 B1호; 미국 특허 제 5,849,868호; 미국 특허 제 6,977,060호; 미국 특허 제 5,859,324호; 미국 특허 제 5,776,889호; 대한민국 특허 공개번호 제 1999-022577호; 대한민국 특허 공개번호 제 2000-075771호; 대한민국 특허 공개번호 제 2000-070495호; 대한민국 특허 공개번호 제 2000-057395호].These plant disease resistance mechanisms are all caused by inducers that induce plant defense systems [Kessmann, H., Staub, T., Hofmann, C., Maetzke, T ., Herzog, J., Ward, E., Uknes, S. and Ryals, J. 1994. Induction of systemic acquired disease resistance in plants by chemicals. Annu. Rev. Phytopathol. 32: 439-459. In the case of SAR, phenolic signaling material (SA), salicylic acid, and elicitin and harpin isolated from pathogens are representative inducers [Ponchet, M., Panabieres, F]. ., Milat, ML, Mikes, V., Montillet, JL, Suty, L., Triantaphylides, C., Tirilly, Y. and Blein, JP 1999. Are elicitins cryptograms in plant-oomycete communications. Cell Mol. Life Sci. 56: 1020-1047]. In particular, harpin is a protein (HrpN) produced from the hrpN gene located in the hrp gene group of about 40 kb of Erwinia amylovora , which acts as a pathogenic factor that causes burn disease when inoculated into host plants. When treated on plants, they are recognized as external invaders and trigger a hypersensitivity (HR) resistance mechanism. The HrpN protein is acidic, stable to heat (100 ° C.), and electrophoresed on 44 kD [which is electrophoresed on acrylamide gels, then stained with 0.025% Coomassie Blue R-250 to produce Molecular Weight Standard (Catalog # 161-0305). , Bio-Rad Laboratories, 2000 Alfred Nobel Drive Hercules, CA 94547, USA), and had a high molecular weight of glycine but no cysteine [Zhong-Min, W., Laby, RJ, Zumoff, CH, Bauer, DW, He, SY, Collmer, A. and Beer, SV 1992. Harpin, elicitor of the hypersensitive response produced by the plant pathogen Erwinia amylovora . Science 257: 85-88; US Patent No. 6,001,959; US Patent No. 5,850,015; US Patent No. 6,172,184, B1; US Patent No. 6,174,717 B1; US Patent No. 5,849,868; US Patent No. 6,977,060; US Patent No. 5,859,324; US Patent No. 5,776,889; Korean Patent Publication No. 1999-022577; Korean Patent Publication No. 2000-075771; Korean Patent Publication No. 2000-070495; Korean Patent Publication No. 2000-057395].

이들 식물생체 방어시스템을 유도하는 물질들은 현재 각종 제제의 형태로 시판되고 있다. 즉, SA에 의해서 SAR이 유도된다는 사실이 밝혀진 후, SA와 구조가 유사한 INA(2,6-dichloroisonicotinic acid)와 BTH(benzothiadiazole)도 SAR을 유도한다는 것이 발견되어 식물활성물질로 등록된 후, ActigardTM과 BION이라는 이름으로 관엽채소, 토마토, 담배의 병에 대한 식물보호제로 미국과 유럽 등지에서 판매되고 있다. 또한, 일본에서는 PBZ(probenazole)를 Oryzemate라는 이름으로 벼 도열병과 흰잎마름병의 방제약제로 사용하고 있다[Yoshioka, K., Nakashita, H., Klessig, D. F. and yamaguchi, I. 2001. Probenazole induces systemic acquired resistance inArabidopsiswith a novel type of action. Plant J. 25:149-157].Substances that induce these plant biologic defense systems are currently available in the form of various agents. In other words, after it is revealed that SAR is induced by SA, INA (2,6-dichloroisonicotinic acid) and BTH (benzothiadiazole), which are similar in structure to SA, are also found to induce SAR. TM and BION As a plant protection agent against diseases of houseplants, tomatoes and tobacco under the name, it is sold in the United States and Europe. Also, in Japan, PBZ (probenazole) is Oryzemate It is used as a control agent for rice blast and leaf blight [Yoshioka, K., Nakashita, H., Klessig, DF and yamaguchi, I. 2001. Probenazole induces systemic acquired resistance in Arabidopsis with a novel type of action. Plant J. 25: 149-157.

특히, 그램음성 세균인 화상병원균(Erwinia amylovora)에서 그 존재가 처음 밝혀진 하르핀의 경우, 화학물질이 아닌 단백질로서 식물에 직접 분무하였을 때 SAR을 유도하여 다양한 식물병 및 몇몇 종류의 곤충, 응애, 선충에 대한 방충제의 효능을 가지고 있으며, 광합성과 영양분 흡수를 촉진시켜 식물의 영양생장 및 생식생장을 증진시키는 식물생장촉진(PGP; plant growth prompting) 효과가 있는 것으로 보고되었다[Dong, H. S., Delaney, T. P., Bauer, D. W. and Beer, S. V. 1999. Harpin induces disease resistance inArabidopsisthrough the systemic acquired resistance pathway mediated by salicylic acid and theNIM1gene. Plant J. 20:207-215]. 또한, 하르핀(HrpN)단백질은 독성이 거의 없고, 단백질이어서 사용 후 빨리 분해되어 환경오염의 염려가 없는 것이 특징이며, 고온처리(100 ℃)하여도 파괴되지 않아 제형화에 장점을 가지고 있는 것으로 나타났다[Zhong-Min, W., Laby, R. J., Zumoff, C. H., Bauer, D. W., He, S. Y., Collmer, A. and Beer, S. V. 1992. Harpin, elicitor of the hypersensitive response produced by the plant pathogenErwinia amylovora. Science 257:85-88].In particular, in the case of Harpin, which was first identified in Gram-negative bacteria Erwinia amylovora , it is a non-chemical protein that induces SAR when sprayed directly on plants, causing various plant diseases and several insects, mites, It has the effect of insect repellent against nematodes, and has been reported to have a plant growth prompting (PGP) effect that promotes photosynthesis and nutrient absorption to promote nutrient and reproductive growth of plants [Dong, HS, Delaney, TP, Bauer, DW and Beer, SV 1999. Harpin induces disease resistance in Arabidopsis through the systemic acquired resistance pathway mediated by salicylic acid and the NIM1 gene. Plant J. 20: 207-215. In addition, harpin (HrpN) protein is almost non-toxic, and because it is a protein, it decomposes quickly after use, so there is no concern of environmental pollution, and it is not destroyed even at high temperature (100 ° C). [Zhong-Min, W., Laby, RJ, Zumoff, CH, Bauer, DW, He, SY, Collmer, A. and Beer, SV 1992. Harpin, elicitor of the hypersensitive response produced by the plant pathogen Erwinia amylovora . Science 257: 85-88.

따라서, 미국의 신생 벤처회사인 에덴 바이오사이언스(Eden Bioscience) 사에서는 화상병원균 유래 식물과민반응 유도 단백질인 HrpN단백질을 Messenger라는 이름으로 상품화하여 2000년부터 면화, 토마토, 담배, 고추, 오이, 딸기, 밀 등의 작물을 대상으로 미국에서 시판되고 있다. 즉, 진균제, 세균제, 바이러스제, 방충제, 그리고 식물생장촉진제로서의 생물농약으로 인정받고 있다[미국 특허 제 6,174,717 B1호; 미국 특허 제 5,849,868호; 미국 특허 제 6,977,060호; 미국특허 제 5,859,324호; 미국 특허 제 5,776,889호; 대한민국 특허 공개번호 제 1999-022577호; 대한민국 특허 공개번호 제 2000-075771호; 대한민국 특허 공개번호 제 2000-070495호; 대한민국 특허 공개번호 제 2000-057395호].Therefore, Eden Bioscience, a new US startup, is using Messenger for HrpN protein, a plant hypersensitivity-inducing protein derived from burn pathogens. Since 2000, it has been marketed in the United States for crops such as cotton, tomato, tobacco, pepper, cucumber, strawberry, and wheat. That is, it is recognized as a biopesticide as a fungicide, a bacterium, a virus, an insect repellent, and a plant growth promoter [US Pat. No. 6,174,717 B1; US Patent No. 5,849,868; US Patent No. 6,977,060; US Patent No. 5,859,324; US Patent No. 5,776,889; Korean Patent Publication No. 1999-022577; Korean Patent Publication No. 2000-075771; Korean Patent Publication No. 2000-070495; Korean Patent Publication No. 2000-057395].

이에, 본 발명자들은 국내에서 재배되고 있는 사과, 배 재배지의 가지에 마름증상을 나타내는 이병조직으로부터 병원균을 분리, 동정하여 연구한 결과, 공지된 화상병원균 및 독일에서 최근에 보고된 가지검은마름병원균과 형태적으로 다른 신규한 가지검은마름병원균 WT#3(KCCM 10283)임을 알아내고, 이 신균주로부터 식물과민반응을 코딩하고 있는 유전자 및 유도 단백질을 추출하여 식물병 저항성 및 식물생장 촉진 효과에 탁월함을 밝힘으로써 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the present inventors have isolated and identified pathogens from diseased tissues showing dryness on the branches of apples and pears cultivated in Korea. As a result, known burn pathogens and recently reported eggplant black blight pathogens in Germany We found that the morphologically different novel eggplant black bacterium WT # 3 (KCCM 10283) and extracted genes and inducible proteins encoding plant hypersensitivity from this strain were excellent for plant disease resistance and plant growth promoting effect. The present invention has been completed by revealing.

따라서, 본 발명은 신규 가지검은마름병원균 WT#3(KCCM 10283) 및 이를 이용한 생화학농약 및 비료제 등을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a novel black eggplant pathogen WT # 3 (KCCM 10283) and biochemical pesticides and fertilizers using the same.

도 1은 본 발명에 따른 가지검은마름병원균 WT#3(E. pyrifoliaeWT#3)[KCCM 10283]과 국내 가지마름병원균(E. pyrifoliaeEp16T) 및 화상병원균(E. amylovoraATCC 15580T) TEM 사진을 나타낸 것이다.1 is a black bung pathogen WT # 3 ( E. pyrifoliae WT # 3) [KCCM 10283] and domestic bough pathogens ( E. pyrifoliae Ep16 T ) and burn pathogens ( E. amylovora ATCC 15580 T ) TEM The picture is shown.

도 2는 가지검은마름병원균 WT#3과 화상병원균 ATCC15580의 온도에 따른 성장을 나타낸 것이다.2 is eggplant black blight pathogen It shows the growth according to the temperature of WT # 3 and burn pathogen ATCC15580.

도 3은 가지검은마름병원균 WT#3과 화상병원균 ATCC15580의 산도에 따른 성장을 나타낸 것이다.3 is eggplant black blight pathogen It shows the growth according to the acidity of WT # 3 and burn pathogen ATCC15580.

도 4는 바이오로그 시스템을 이용하여 본 발명에 따른 가지검은마름병원균 WT#3(KCCM 10283)을 분류한 것이다.Figure 4 is a biolog system using the branched black blight pathogen WT # 3 (KCCM 10283) according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 가지검은마름병원균 WT#3(KCCM 10283)의 16S rRNA 유전자를 분석하여 계통분류학적 위치를 나타낸 것이다.Figure 5 shows the phylogenetic location by analyzing the 16S rRNA gene of the branched black blight pathogen WT # 3 (KCCM 10283) according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 가지검은마름병원균 WT#3(KCCM 10283)의 ITS지역 중tRNAAla을 코딩하고 있는 지역을 분석한 결과를 나타낸 것이다.Figure 6 shows the results of analyzing the region encoding the tRNAAla of the ITS region of the eggplant black blight pathogen WT # 3 (KCCM 10283) according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 가지검은마름병원균 WT#3(KCCM 10283)의 ITS지역 중 tRNAGlu을 코딩하고 있는 지역을 분석한 결과를 나타낸 것이다.Figure 7 shows the results of analyzing the region encoding the tRNAGlu of the ITS region of the branched black blight pathogen WT # 3 (KCCM 10283) according to the present invention.

도 8은 가지검은마름병원균(WT#3, Ep1, Ep16)과 화상병원균(ATCC15580, LMG1877, LMG1946)의 플라스미드 프로필 분석 결과를 나타낸 것이다[Lanes 1: 1kb ladder, 2:E. pyrifoliaeEp1, 3:E. pyrifoliaeEp16T, 4:E. pyrifoliaeWT#3, 5:E. amylovoraATCC15580T, 6:E. amylovoraLMG1877, 7:E. amylovoraLMG1946].Figure 8 shows the results of plasmid profile analysis of black blight pathogens (WT # 3, Ep1, Ep16) and burn pathogens (ATCC15580, LMG1877, LMG1946) [Lanes 1: 1kb ladder, 2: E. pyrifoliae Ep1, 3: E. pyrifoliae Ep16 T , 4: E. pyrifoliae WT # 3, 5: E. amylovora ATCC15580 T , 6: E. amylovora LMG1877, 7: E. amylovora LMG1946].

도 9는 담배 엽에 가지검은마름병원균 WT#3(KCCM 10283)의 유전자 도서관(genomic DNA library) 클론들을 접종하여 24시간 후에 나타나는 과민반응(HR)을 나타낸 것이다[B- MES Buffer; C- 화상병원균 ATCC 15580 유래 식물과민반응 단백질(HrpN); 1- 클론1 유래 식물과민반응 유도 단백질; 2- 클론2 유래 식물과민반응 유도 단백질; 3- pCEP33 유래 식물과민반응 유도 단백질; 4- 클론4 유래 식물과민반응 유도 단백질; NC- pLAFR3 벡터 유래 단백질].Figure 9 shows the hypersensitivity reaction (HR) after 24 hours by inoculating the genomic DNA library clones of the branched black pathogen WT # 3 (KCCM 10283) on tobacco leaves [B-MES Buffer; Plant hypersensitivity protein (HrpN) derived from C-burn pathogen ATCC 15580; Plant hypersensitivity inducing proteins derived from 1-clone 1; 2-clonal-derived plant hypersensitivity inducing protein; 3-pCEP33 derived plant hypersensitivity inducing protein; 4-clonal-derived plant hypersensitivity inducing protein; NC-pLAFR3 vector derived protein].

도 10은 과민반응(HR)이 나타나는 클론(pCEP33)으로부터 식물과민반응 유도 유전자를 코딩하고 있는 지역의 유전자 지도를 나타낸 것이다.FIG. 10 shows a genetic map of the region encoding the plant hypersensitivity inducing gene from the clone (pCEP33) in which hypersensitivity (HR) appears.

도 11은 본 발명에 따른 가지검은마름병원균 WT#3(KCCM 10283)의 식물과민반응 유도 단백질을 코딩하는 유전자를 화상병원균 ATCC15580 유래 유도 유전자(hrpN)와 비교한 것이다[A : 가지검은마름병원균 WT#3 유래 식물과민반응 유도 유전자, B : 화상병원균 ATCC15580 유래 식물과민반응 유도 유전자(hrpN)].Figure 11 is a comparison of the gene encoding the plant hypersensitivity induction protein of the eggplant black blight pathogen WT # 3 (KCCM 10283) according to the present invention and the induction gene ( hrpN ) derived from the pathogen ACC15CC [A: black blight pathogen WT Plant hypersensitivity induction gene derived from # 3, B: plant hypersensitivity induction gene ( hrpN ) derived from burn pathogen ATCC15580].

도 12는 pKEP3에 클로닝된 가지검은마름병원균 WT#3 유래 식물과민반응 유도 유전자에서 발현된 식물과민반응 유도 단백질(이하 "파이오니아(Pioneer)"로 칭함)을 나타낸 것이다[M : protein size marker, 1: Pioneer-41.1 kD, 2: HrpN-39.7 kD, 3: pET15b 벡터].FIG. 12 shows a plant hypersensitivity inducing protein (hereinafter referred to as “Pioneer”) expressed in the plant hypersensitivity inducing gene derived from the black blight pathogen WT # 3 cloned into pKEP3 [M: protein size marker, 1 : Pioneer-41.1 kD, 2: HrpN-39.7 kD, 3: pET15b vector].

도 13은 본 발명에 따른 가지검은마름병원균 WT#3(KCCM 10283)유래 식물과민반응 유도 단백질(Pioneer)과 화상병원균 ATCC15580 유래 식물과민반응 유도 단백질(HrpN)을 비교한 것이다[A : Pioneer, B : HrpN].13 is a comparison of the plant hypersensitivity induction protein (Pioneer) derived from the branched black blight pathogen WT # 3 (KCCM 10283) and the plant hypersensitivity induction protein (HrpN) derived from the burn pathogen ATCC15580 according to the present invention [A: Pioneer, B : HrpN].

도 14는 담배 엽맥에 가지검은마름병원균 WT#3(KCCM 10283)유래 식물과민반응 유도 단백질(Pioneer)과 대조구로 화상병원균 ATCC15580 유래 식물과민반응 유도 단백질(HrpN)을 농도별로 접종하여 나타난 식물과민반응을 나타낸 것이다14 shows plant hypersensitivity reactions inoculated by plant concentration hypersensitivity-inducing protein (HrpN) derived from burn pathogen ATCC15580 as a control plant and plant control hypersensitivity-derived protein WT # 3 (KCCM 10283) derived from tobacco leaf veins Will represent

도 15는 어린 배 과실표면에 버퍼만 처리한 대조구와 본 발명에 따른 가지검은마름병원균 WT#3 유래 식물과민반응 유도 단백질(Pioneer)을 처리한 후 병징을 나타낸 사진이다.15 is a control group treated only with a buffer on the surface of young pear fruit and eggplant black blight pathogens according to the present invention WT # 3-derived plant hypersensitivity induction protein (Pioneer) after treatment, showing the symptoms.

본 발명은 식물세포에 접촉 또는 처리하였을 때, 식물세포가 병원균에 과민반응 또는 내성을 유도하는 가지검은마름병원균(Erwinia pyrifoliae)에서 유래한 비 감염성 형태의 폴리펩타이드 또는 단백질 및 이를 코드하는 유전자를 그 특징으로 한다.The present invention relates to a non-infectious form of a polypeptide or protein derived from an Erwinia pyrifoliae bacterium in which plant cells induce hypersensitivity or resistance to a pathogen, and genes encoding the same. It features.

또한, 본 발명은 가지검은마름병원균 WT#3(Erwinia pyrifoliaeWT#3)[KCCM 10283]에서 유래한 비 감염성 형태의 폴리펩타이드 또는 단백질을 코드하는 유전자를 함유한 형질전환체를 또 다른 특징으로 한다.In another aspect, the present invention is characterized by a transformant containing a gene encoding a non-infectious form of a polypeptide or a protein derived from Erwinia pyrifoliae WT # 3 [KCCM 10283]. .

또한, 본 발명은 상기 폴리펩타이드 또는 단백질 및 담체를 함유하는 것을 특징으로 하는 생화학농약 조성물을 또 다른 특징으로 한다.In another aspect, the present invention is characterized by a biochemical pesticide composition, characterized in that it contains the polypeptide or protein and a carrier.

또한, 상기 조성물은 식물병 방제제, 식물생장 촉진제, 종자처리제, 해충기피제, 비료제 등으로 사용하는 것을 포함한다.In addition, the composition includes the use as a plant disease control agent, plant growth promoter, seed treatment agent, pest repellent, fertilizers and the like.

또한, 본 발명은 가지검은마름병원균 WT#3(Erwinia pyrifoliaeWT#3)[KCCM10283]의 배양체로부터 과민반응 또는 내성유도체 폴리펩타이드 또는 단백질을 분리, 정제하여 과민반응 또는 내성유도체 폴리펩타이드 또는 단백질을 대량생산하는 방법을 또 다른 특징으로 한다.In addition, the present invention is to isolate and purify the hypersensitivity or resistant derivative polypeptide or protein from the culture of the eggplant black rot pathogen WT # 3 ( Erwinia pyrifoliae WT # 3) [KCCM10283], a large amount of hypersensitivity or resistant derivative polypeptide or protein The production method is another feature.

이와 같은 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described in detail as follows.

본 발명에 따른 신규 가지검은마름병원균 WT#3(Erwinia pyrifoliaeWT#3)[KCCM 10283]은 춘천의 사과, 배 재배단지에서 가지에 마름증상을 나타내는 이병조직으로부터 병원균을 분리·동정한 결과,Erwinia속에 속하는 신종(사과배가지검은마름병;Erwinia pyrifoliae, 독일팀에서 1999년 보고)과 같은 종으로 동정되어졌으나, 화상병원균과 독일팀에서 보고한 가지검은마름병원균 모두 여러 개의 편모를 가지고 있는 주생모인 반면, 신규 가지검은마름병원균 WT#3(Erwinia pyrifoliaeWT#3)[KCCM 10283]은 편모(flagella)를 가지고 있지 않는 무편모(non-flagella)로 국내에만 존재하는 가지검은마름병원균과도 형태적으로 큰 차이점을 나타낸다. 상기 신규 균주를 가지검은마름병원균 WT#3(Erwinia pyrifoliaeWT#3)[KCCM 10283]으로 명명하고, 한국미생물보존센터에 2001년 6월 11일자로 기탁하였으며, 수탁번호는 KCCM 10283이다. Erwinia pyrifoliae WT # 3 [KCCM 10283] according to the present invention was isolated and identified as a pathogen from the diseased tissue showing dryness on the branches of apple, pear cultivation complex in Chuncheon, Erwinia Although the genus was identified as the new species belonging to the genus (Apple embryo blight; Erwinia pyrifoliae , reported by the German team in 1999), the burn pathogens and the branch blight pathogen reported by the German team are the main embryos with multiple flagella. , The new black blight pathogen WT # 3 ( Erwinia pyrifoliae WT # 3) [KCCM 10283] is a non-flagella that does not have flagella, and is also in the form of a black blight pathogen that exists only in Korea. It shows a big difference. The new strain was named as eggplant black blight pathogen WT # 3 ( Erwinia pyrifoliae WT # 3) [KCCM 10283], and was deposited with the Korea Microorganism Conservation Center on June 11, 2001, accession number is KCCM 10283.

특히, 가지검은마름병원균 WT#3으로부터 식물과민반응 유도체(elicitor; inducer)를 코딩하고 있는 유전자를 분리하여 미국 코넬 대학에서 발견하여 에덴 바이오사이언스 사에서 시판하고 있는 하르핀과 비교, 분석한 결과, 유전자의 경우hrpN유전자와 유사도가 낮은 새로운 종류의 유전자임을 알 수 있었다. 특히, 가지검은마름병원균 WT#3 유래 식물과민반응 유도 유전자의 경우hrpN유전자에는없는 염기조각(nucleotied sequence fragment)들이 삽입되어hrpN유전자와는 다른 구조의 유전자를 나타내었다. 즉, 222 ∼ 230 bp, 249 ∼ 263 bp, 348 ∼ 371 bp 및 397 ∼ 411 bp위치에 위의 단편들이 삽입(insertion)되어 있었다. 따라서, 이 유전자로부터 생산되는 폴리펩타이드 또는 단백질의 경우, HrpN 펩타이드와 다른 아미노산 배열을 가졌을 뿐만 아니라 분자량에서도 차이가 있었다.Especially, eggplant black blight pathogen Genes encoding plant-sensitive derivatives (inducers) from WT # 3 were isolated and analyzed by Harpin, a product found by Cornell University in the United States and commercially available from Eden Biosciences.hrpNA new kind of gene with low similarity to the gene was found. In particular, the plant hypersensitivity induction genes derived from WT # 3hrpNNucleotied sequence fragments that are not present in the gene are insertedhrpNThe gene of the structure different from the gene was shown. That is, the above fragments were inserted at positions 222 to 230 bp, 249 to 263 bp, 348 to 371 bp, and 397 to 411 bp. Therefore, the polypeptide or protein produced from this gene not only had an amino acid sequence different from that of the HrpN peptide, but also differed in molecular weight.

한편, 상기 균주 유래의 유전자를 포함하는 발현벡터인 pKEP3을 제작하고 이를 대장균에 형질전환시켜 이 형질전환체를 한국미생물에 2001년 6월 11일자로 기탁하였으며, 수탁번호는 KCCM 10282이다.Meanwhile, pKEP3, which is an expression vector containing the gene derived from the strain, was prepared and transformed into E. coli, and the transformant was deposited on Korean microorganisms as of June 11, 2001, and an accession number is KCCM 10282.

상기 발현벡터를 함유한 형질전환체를 이용하여 기존의 하르핀보다 식물병저항성(plant disease resistance)과 식물생장 촉진(plant growth prompting)효과가 우수한 식물과민반응 유도 폴리펩타이드 또는 단백질을 대량 생산할 수 있다.By using the transformant containing the expression vector, it is possible to mass-produce a plant hypersensitivity inducing polypeptide or protein having better plant disease resistance and plant growth prompting effect than conventional harpins. .

따라서, 상기 식물과민반응 유도 폴리펩타이드 또는 단백질의 생물활성 효과를 검정한 결과, 오이 흰가루병, 고추 역병, 고추 탄저병, 참외 노균병, 피망 역병, 벼 잎도열병에 대한 유도내성에 의한 식물병저항성(plant disease resistance)효과가 화상병원균 유래 식물과민반응 단백질(HrpN)보다 우수하게 나타났고, 오이, 고추, 피망, 딸기 수확량 증대 실험에서도 본 단백질이 HrpN 단백질보다 우수함이 관찰되었다. 또한, 오이, 고추의 광합성 및 엽록소의 함량 증가에 있어서도 신규 가지검은마름병원균 WT#3 유래 식물과민반응 유도 폴리펩타이드 또는 단백질의 우수함이 증명되었다. 따라서, 상기 폴리펩타이드 또는 단백질을 식물병 방제제, 식물생장 촉진제 및 비료제로 사용이 가능하다.Therefore, as a result of assaying the bioactive effect of the plant-induced hypersensitivity polypeptide or protein, plant disease resistance by induction resistance to cucumber powdery mildew, pepper blight, pepper anthracnose, melon germ disease, bell pepper blight, and rice leaf blight (plant disease) The resistance effect was higher than that of the plant-derived protein (HrpN) derived from the pathogen, and it was also observed that the protein was superior to the HrpN protein in the yield increase experiments of cucumber, pepper, bell pepper and strawberry. In addition, it was demonstrated that the novel eggplant black rot fungus WT # 3-derived plant hypersensitivity polypeptide or protein was also excellent in photosynthesis and chlorophyll content of cucumber and red pepper. Therefore, the polypeptide or protein can be used as a plant disease control agent, plant growth promoter and fertilizer.

게다가, 가지검은마름병원균 WT#3 유래 식물과민반응 유도 폴리펩타이드 또는 단백질은 진딧물 등에 대한 해충 기피효과에서도 우수하게 나타나 통상적인 경엽처리에 의한 방법으로 해충기피제로 사용할 수 있으며, 육묘기에서의 벼종자의 종자침지 처리에 의한 신장율 증가의 효과를 나타내어 통상적인 종자침지 방법으로 가능한 종자처리제로도 사용할 수 있다.In addition, the eggplant-derived WT # 3-derived plant hypersensitivity polypeptide or protein is excellent in the insect repelling effect against aphids and can be used as a pest repellent by conventional foliage treatment. The effect of increasing the elongation rate by seed immersion treatment can be used as a seed treatment agent which can be used by conventional seed immersion methods.

이하, 본 발명은 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 다음 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

실시예 1: 신균주 분리 및 동정Example 1: Isolation and Identification of Mycobacteria

1) Schaad의 지침서 및 Bergey's manual에 준한 생리·생화학 실험1) Physiological and biochemical experiments according to Schaad's guidelines and Bergey's manual

춘천근교 배 재배지에서 가지에 마름증상을 나타내는 이병조직으로부터 병원세균을 분리, 동정하기 위해 Schaad의 지침서[Schaad, N. W. 1988. Initial identification of common genera. In:Laboratory Guide for Identification of Plant Pathogenic Bacteria, ed. by N. W. Schaad. American Phytopathological Society., Minnesot. pp. 44-59] 및 Bergey's manual[Lelliott, R. A. and Dickey, R. S. 1984. GenusErwinia. In: Bergey's Manual of Systemic Bacteriology. vol. 1, pp. 469-476, Williams and Willkins Co., Baltimore/London]을 참고로 하여 본 병원세균이 포함되는Erwinia속의 생리·생화학 실험들을 수행한 결과, 다음 표 1과 같다.Schaad's guidelines for the isolation and identification of pathogens from diseased tissues that exhibit dryness on branches in Chuncheon cultivated fields [Schaad, NW 1988. Initial identification of common genera. In: Laboratory Guide for Identification of Plant Pathogenic Bacteria , ed. by NW Schaad. American Phytopathological Society., Minnesot. pp. 44-59 and Bergey's manual [Lelliott, RA and Dickey, RS 1984. Genus Erwinia . In: Bergey's Manual of Systemic Bacteriology. vol. 1, pp. 469-476, Williams and Willkins Co., Baltimore / London], the results of the physiological and biochemical experiments of the genus Erwinia containing the pathogen, as shown in Table 1 below.

상기 분리 균주는 젤라틴 액화, 3% 한천에서의 운동성 및 펙테이트(pectate)분해 등 생리적 실험에서는 전반적으로 가지검은마름병원균으로 공인된E. pyrifoliae와 잘 일치하였다.The isolated strains were in good agreement with E. pyrifoliae , which is generally recognized as a branched black pathogen in physiological experiments such as gelatin liquefaction, motility in 3% agar and pectate degradation.

반면, 탄소원의 이용도를 알아보기 위한 생화학적 요구도 실험에서는 트레할로스(Trehalose)와 L-아라비노스(L-arabinose)에서 다른 결과를 얻을 수 있었다. 즉, 이는 본 분리균주의 경우, 공인된 가지마름병원균과도 생리·생화학적 특성이 다르다는 것을 알 수 있었다.On the other hand, biochemical demand experiments for the utilization of carbon sources showed different results in Trehalose and L-arabinose. In other words, this isolate was found to have different physiological and biochemical characteristics from the certified eggplant pathogen.

2) 분리균주의 형태적 특성2) Morphological characteristics of separated strains

본 실험실에서 분리한 가지마름병원균 중 최근 공인된 국내 가지마름병원균(E. pyrifoliae)과 같은 그룹으로 분리되는 상기 분리 균주의 형태적 특성을 TEM (transmitted electro microscope)을 이용하여 관찰한 결과, 가지마름병원균과 상이한 형태를 확인하였다[도 1].As a result of observing the morphological characteristics of the isolated strain which is separated into the same group as the recently recognized domestic eggplant pathogen ( E. pyrifoliae ) among the eggplant pathogens isolated in this laboratory by using a TEM (transmitted electro microscope) Different forms were identified with the pathogens [FIG. 1].

즉, 가지마름병원균과 화상병원균이 속해 있는Erwinia속은 일반적으로 편모의 수가 많은 주생모(peritrichous flagella)의 간균형이다. 그러나, 상기 분리 균주의 경우, 편모를 지니고 있지 않았으며 형태도 약간의 타원형을 나타내는 간균이었다.In other words, the genus Erwinia , which belongs to the dry blight and burn pathogens, is generally a hepatitis of the peritrichous flagella with a large number of flagella. However, in the case of the isolated strain, it did not have flagella and had a slightly elliptical form.

3) 성장온도범위에 따른 분리균주의 특성3) Characteristics of the isolate strains according to the growth temperature range

가지검은마름병원균Erwinia pyrifoliaeWT#3 균주의 생리, 생화학적 특성 중 서로 다른 온도범위에 따른 성장 여부를 알아보기 위해 Bioscreen C를 이용하여 탁도를 측정하였다. 온도 범위는 12 ℃부터 39 ℃까지 3 ℃간격으로 측정하였으며, 가지검은마름병원균 WT#3와 화상병원균 ATCC15580의 차이점은 증식시간(doubling time)과 비생장률(specific growth rate)로 표기하였다[도 2].Turbidity was measured using Bioscreen C to determine the growth of physiological and biochemical characteristics of Erwinia pyrifoliae WT # 3 strain according to different temperature ranges. The temperature range was measured at 3 ℃ interval from 12 ℃ to 39 ℃, the difference between eggplant black dry pathogen WT # 3 and burn pathogen ATCC15580 was expressed by the growth time (doubling time) and specific growth rate (specific growth rate) [Fig. ].

그 결과, 가지검은마름병원균 WT#3은 27 ∼ 30 ℃에서 가장 빠르게 성장하였으며, 최적온도는 27 ℃로 나타났다. 특히, 20 ℃ 이하의 저온에서는 화상병원균 ATCC15580보다 훨씬 빠르게 성장하였다. 이는 가지검은마름병원균 WT#3이 겨울에 타지역에 비하여 저온지역인 춘천근교에 적응하여 화상병원균 ATCC15580과 다른 생태적 습성을 가진 것으로 사료된다.As a result, the branched black blight pathogen WT # 3 grew fastest at 27-30 ℃, and the optimum temperature was 27 ℃. In particular, it grew much faster than the burn pathogen ATCC15580 at a low temperature below 20 ℃. This is due to the fact that the branched black blight pathogen WT # 3 adapts to the Chuncheon suburb, which is a lower temperature area than the other areas in winter. It is thought to have a different ecological behavior than ATCC15580.

4) 산도에 따른 분리균주의 특성4) Characteristics of the isolate strains according to acidity

가지검은마름병원균 WT#3 균주의 생리, 생화학적 특성 중 산도에 따른 성장 여부를 알아보기 위해 Bioscreen C를 이용하여 탁도를 측정하였다. 산도 범위는 pH 5.5에서 pH 9.5까지 0.5간격으로 측정하였으며, 가지검은마름병원균 WT#3와 화상병원균 ATCC15580의 차이점은 각 산도에서의 증식시간과 비생장률로 표기하였다[도 3].Turbidity was measured using Bioscreen C to determine the growth according to acidity among the physiological and biochemical characteristics of eggplant black W. # 3 strain. The acidity range was measured at intervals of 0.5 from pH 5.5 to pH 9.5, and the difference between eggplant black rot pathogen WT # 3 and burn pathogen ATCC15580 was expressed as the growth time and specific growth rate at each acidity [FIG. 3].

그 결과, 가지검은마름병원균 WT#3의 최적 산도범위는 pH 7.0에서 pH8.0으로 나타났으며, 화상병원균 ATCC15580에 비해 알카리 조건인 pH 7.5이상에서 성장속도가 빠르게 나타났다.As a result, the optimum acidity range of the eggplant black dry pathogen WT # 3 ranged from pH 7.0 to pH8.0, and the growth rate was faster at pH 7.5 or higher than the alkaline condition ATCC15580.

5) 바이오로그 시스템(Biolog System)을 이용한 분리 균주의 특성5) Characteristics of Isolated Strains Using Biolog System

분리 균주의 생화학적 특성을 세부적으로 알아보기 위해 96가지의 서로 다른 탄소원 및 질소원의 이용여부를 알아보는 바이오로그 시스템[BIOLOG, Hayward, CA 94545, USA]을 이용하였다. 먼저, TSA(triptic soy agar) 배지에서 28 ℃ 24시간 배양된 균체를 0.4% 염화나트륨, 0.03% 플루로닉(Pluronic) F-68, 0.01% 젤란 검(Gellan Gum) 용액에 63%의 현탁도로 현탁시킨 후, 96가지의 탄소원 및 질소원이들어있는 wells에 치상하였다. 그 후 35 ∼ 37 ℃ 항온배양기에서 24시간 동안 배양하여 보라색으로 변하는 탄소원 및 질소원의 이용여부를 판독기를 이용하여 표시하고 그 값을 수리분류학적으로 구분하였다.The biolog system [BIOLOG, Hayward, CA 94545, USA] was used to examine the use of 96 different carbon and nitrogen sources in order to examine the biochemical properties of the isolates in detail. First, cells incubated at 28 ° C. for 24 hours in TSA (triptic soy agar) medium were suspended with 63% suspension in 0.4% sodium chloride, 0.03% Pluronic F-68, and 0.01% Gellan Gum solution. After incubation, it was subjected to wells containing 96 carbon and nitrogen sources. Thereafter, the cells were incubated for 24 hours in a 35-37 ° C. incubator to indicate the use of carbon and nitrogen sources that turned purple using a reader, and the values were classified by hydraulic classification.

도 4와 같이, 화상병원균인 ATCC15580, LMG2068, LMG1877, LMG1946 및 ea246(미국) 균주만이 동일한 그룹으로 나타났다. 반면, 상기 분리 균주는 가지검은마름병원균(Ep4, Ep8, Ep16)과 같은 그룹으로 나타났다. 즉, 분리 균주는 화상병원과 다른 종임을 알 수 있었다.As shown in Figure 4, only the ATCC15580, LMG2068, LMG1877, LMG1946 and ea246 (US) strains of the burn pathogens appeared in the same group. On the other hand, the isolated strain was found in the same group as the eggplant black blight pathogens (Ep4, Ep8, Ep16). That is, it was found that the isolated strain is a species different from burn hospital.

6) 분리 균주의 16S rRNA 유전자 분석6) 16S rRNA Gene Analysis of Isolated Strains

상기 분리 균주의 계통분류학적 위치를 알아보기 위해, 생명현상에 있어 필수적이고 그 염기서열이 비교적 잘 보존되어 있으며, 통계학적으로 분석하기에 용이한 16S rRNA 유전자의 염기서열을 분석하였다. 먼저, 서열번호 1로 나타낸 fD1 프라이머와 서열번호 2로 나타낸 rP2 프라이머를 이용하여 PCR 방법으로 증폭하여 얻었다. 그 후 pGEM-T 벡터 시스템을 이용하여 클로닝하여 그 염기서열을 분석하였다.In order to determine the phylogenetic location of the isolated strain, we analyzed the nucleotide sequence of 16S rRNA gene which is essential for life phenomena, its nucleotide sequence is relatively well preserved, and is easy to analyze statistically. First, the fD1 primer shown in SEQ ID NO: 1 and the rP2 primer shown in SEQ ID NO: 2 were amplified by PCR. Then, the nucleotide sequence was analyzed by cloning using the pGEM-T vector system.

상기 분석된 염기서열은 메가 프로그램[Kumar, S., Tamura, K. and Nei, M. 1993. MEGA: molecular evolutionary genetics analysis, version 1.0. The Pennsylvania State University, University Park.]에 의해 그 계통도를 작성한 결과 도 5와 같으며, 그 유사도로 볼 때 분리 균주는 가지검은마름병원균(E. pyrifoliaeEp16)과 98.9%의 유사도로 화상병원균보다 더 유사하게 나타났다.The analyzed nucleotide sequence is a mega program [Kumar, S., Tamura, K. and Nei, M. 1993. MEGA: molecular evolutionary genetics analysis, version 1.0. The Pennsylvania State University, University Park.] Shows that the schematic diagram is shown in Fig. 5, and the similarity of the isolate is higher than that of burn pathogen with 98.9% similarity to the E. pyrifoliae Ep16. Similarly appeared.

각 균주간 16S rRNA 유전자의 유사도는 다음 표 2와 같다.The similarity of 16S rRNA gene between each strain is shown in Table 2 below.

또한, 16s rRNA 유전자 분석결과, 분리 균주는E. pyrifoliae와 같은 그룹으로 나타난 반면, 화상병원균인E. amylovora및 몇 해 전 국내의 사과 배에 발생하는 것으로 보고된 사과갈색잎점무늬병원균(Enterobacter pyrinus)과도 다른 그룹으로 나타났다.In addition, 16s rRNA gene analysis showed that the isolated strains were found in the same group as E. pyrifoliae , while E. amylovora , a burn pathogen, and apple brown leaf spot pathogen ( Enterobacter pyrinus) reported to occur in apple pears in Korea a few years ago . And appeared in a different group.

7) 분리 균주의 16S-23S ISR(Intergenic Spacer Region) 분석7) 16S-23S Intergenic Spacer Region Analysis of Isolated Strains

국내 가지마름병원균 및 국외 화상병원균의 ISR을 분석하기 위해, 서열번호 3으로 나타낸 R16-1F와 서열번호 4로 나타낸 R23-1R 프라이머를 이용하여 PCR 방법으로 증폭하여 얻었다. 그 후 pGEM-T 벡터시스템을 이용하여 클로닝한 후, 그 염기서열을 분석하였다. 그 결과, 두 그룹으로 분리되었다. 즉, 화상병원균(E. amylovora)은 약 1215, 970, 720 bp 크기의 3종류의 밴드 패턴이었으며, 가지마름병원균(E. pyrifoliae)은 970, 720 bp의 2종류의 밴드 패턴만이 나타났다.In order to analyze ISR of domestic eggplant pathogens and foreign burn pathogens, R16-1F shown in SEQ ID NO: 3 and R23-1R primers shown in SEQ ID NO: 4 were amplified by PCR. Then, after cloning using the pGEM-T vector system, the base sequence was analyzed. As a result, it was divided into two groups. In other words, E. amylovora had three types of band patterns of about 1215, 970, and 720 bp size, while E. pyrifoliae had two types of band patterns of 970 and 720 bp.

현재, 이 두 그룹의 모든 균주가 970 bp는 약 70 bp크기의 tRNAAla지역을 가지고 있는 것으로, 720 bp크기는 tRNAGlu지역을 포함하고 있는 것으로 밝혀졌으며,E. amylovoraATCC15580과 분리 균주의 염기서열을 분석하여 계통도를 작성한 결과 도 6과 같다.Currently, all strains of these two groups were found to have a tRNAAla region of about 70 bp in size and 970 bp to include a tRNAGlu region, and analyzed the nucleotide sequences of E. amylovora ATCC15580 and isolates. The result of the schematic diagram is as shown in FIG. 6.

ITS지역 중 tRNAAla지역을 코딩하고 있는 970 bp 밴드의 염기서열을 분석하여 계통도를 작성한 결과, 분리 균주는 화상병원균 그룹과는 다른 그룹으로 나타났으며, 유사도에서 분리 균주는 화상병원균과 47.4%의 값을 나타났다. 그러나, 독일팀에 의해 가지검은마름병원균이라 명칭된Erwinia pyrifoliae의 tRNAAla지역은 등록되지 않아 비교하지 못하였다.As a result of analyzing the sequencing of the 970 bp band encoding the tRNAAla region of the ITS region, the isolated strains were found to be different from those of the burn pathogen group. Appeared. However, the tRNAAla region of Erwinia pyrifoliae , known as the eggplant black blight pathogen, was not registered and could not be compared.

tRNAGlu지역을 코딩하고 있는 720 bp의 염기서열을 분석한 결과, 분리 균주는 독일팀에서 발표한 가지검은마름병원균(Erwinia pyrifoliae)과 85.2 ∼ 92.7%의 유사도를 나타내어 같은 그룹으로 나타났다[도 7].As a result of analyzing the sequence of 720 bp encoding the tRNAGlu region, the isolated strains showed similarity of 85.2-92.7% with the eggplant black blight pathogen ( Erwinia pyrifoliae ) published by the German team [Fig. 7].

8) 플라스미드 프로필에 의한 가지마름병원균의 분석8) Analysis of Eggplant Pathogens by Plasmid Profile

국내 가지검은마름병원균 및 국외 화상병원균의 플라스미드를 분리 그 양상을 분석한 결과, 2종류의 그룹으로 분리되었다[도 8].As a result of separating and analyzing the plasmids of domestically black blight and foreign burn pathogens, they were separated into two groups [FIG. 8].

Group I - 화상병원균E. amylovora(ATCC15580, LMG1877, 10296) ( > 29 kb)Group I-Burn pathogen E. amylovora (ATCC15580, LMG1877, 10296) (> 29 kb)

Group Ⅱ - 가지검은마름병원균E. pyrifoliae(ep1, ep16, WT#3)Group II-Eggplant black blight pathogen E. pyrifoliae (ep1, ep16, WT # 3)

( > 29 kb, 5 kb, 2-4 kb내에 3개)(> 3 within 29 kb, 5 kb, 2-4 kb)

즉, 화상병원균 그룹은 29 kb보다 큰 플라스미드 한 개만 존재하나, 분리 균주를 포함하는 가지검은마름병원균(E. pyrifoliae) 그룹은 5개의 플라스미드가 존재하는 것으로 나타났다.That is, only one plasmid larger than 29 kb exists in the burn pathogen group, but five plasmids exist in the E. pyrifoliae group including the isolated strain.

9) DNA-DNA 하이브리다이제이션(hybridization)에 의한 DNA 유사도 분석9) DNA similarity analysis by DNA-DNA hybridization

국내 가지검은마름병원균 및 국외 화상병원균의 전체 지놈 유사도를 조사하였다. 그 방법으로는 순수하게 분리된 전체 DNA를 1 ng/㎕로 정량하여 10 N NaOH를 첨가한 후, 80 ℃에서 10분간 끓여 DNA를 변성시켰다. 그 후 DIG-하이 프라임 시스템[Roche Molecular Biochemicals, Sandhofer Strasse 116, Germany]을 이용하여 탐침으로 사용할 DNA를 라벨링하여 나일론 막에 부착된 DNA와 함께 49 ℃에서 3시간동안 프리하이브리다이제이션을 시켰으며, 그 후 같은 온도에서 16시간동안하이브리다이제이션 반응을 유도하였다. 반응이 끝난 막은 DIG 냉광 검출 킷[Roche Molecular Biochemicals, Sandhofer Strasse 116, Germany]를 이용하여 그 반응을 검정하였다.The overall genome similarity between domestic and black blight and foreign burn pathogens was investigated. In this method, purely isolated whole DNA was quantified at 1 ng / μl, 10 N NaOH was added, and the DNA was boiled at 80 ° C. for 10 minutes to denature the DNA. Then, DNA was used as a probe using a DIG-High Prime system (Roche Molecular Biochemicals, Sandhofer Strasse 116, Germany), followed by prehybridization at 49 ° C. for 3 hours with DNA attached to a nylon membrane. after that induce hybrid die hybridization reaction for 16 hours at the same temperature. The reaction membrane was assayed using DIG cold light detection kit (Roche Molecular Biochemicals, Sandhofer Strasse 116, Germany).

그 결과, 그룹 I에는 국외 화상병원균(E. amylovoraATCC15580, LMG1877, LMG1946, LMG2068)들이 속하였으며, 그룹 Ⅱ에는 가지검은마름병원균(E. pyrifoliaeEp16, WT#3)이 해당되었다. 즉, 국외 화상병원균들이 그룹 I이었고, 국내 가지마름병원균들은 그룹 Ⅱ로 분리되었다. 이는 국외 화상병원균주와 다르게 국내 가지검은마름병원균주는 국내 토착균임을 시사한다. 그 결과를 유사도로 표현하면 다음 표 3과 같다.As a result, group I belonged to foreign burn pathogens ( E. amylovora ATCC15580, LMG1877, LMG1946, LMG2068), and group II included branched black pathogens ( E. pyrifoliae Ep16, WT # 3). In other words, foreign burn pathogens were group I and domestic eggplant pathogens were divided into group II. This suggests that, unlike foreign burn hospital strains, domestic branched black pathogen strains are indigenous to Korea. The results are expressed in similarity as shown in Table 3 below.

이상의 분리 균주의 생화학적, 생리적, 유전적 특성을 종합해 보면, 분리 균주는 Schaa의 지침서 및 Bergey's manual에 준한 생리·생화학 특성, 온도 및 산도에 따른 특성, 바이오로그 시스템, 16S rRNA유전자, 16S-23S ISR, 플라스미드 프로필, 전체 DNA 유사도 실험 결과, 모두 최근 1999년 국내에만 존재하는 것으로 보고된 가지검은마름병원균(E. pyrifoliae)과 같은 그룹으로 나타났으나 몇몇 다른 특성을 가지고 있었다. 특히, 형태적으로 편모를 가지고 있지 않은 무편모(non-flagella)의 특성으로 보아 이는 가지마름병원균과도 형태적으로 차별화 되는 병원균으로 생각된다. 이에, 상기 분리 균주를 가지검은마름병원균 WT#3(Erwinia pyrifoliaeWT#3)으로 명명하였다. 이를 한국미생물보존센터에 2001년 6월 11일자로 기탁하였으며, 수탁번호는 KCCM 10283이다.In summary, the biochemical, physiological and genetic characteristics of the isolated strains were characterized by the physiological and biochemical characteristics according to Schaa's manual and Bergey's manual, temperature and acidity characteristics, biolog system, 16S rRNA gene, 16S- 23S ISR, plasmid profile, and total DNA similarity experiments showed that all of them were in the same group as E. pyrifoliae , which was recently reported only in Korea in 1999, but had some other characteristics. In particular, the characteristics of non-flagella, which do not have a flagella, are considered to be morphologically differentiated from eggplant pathogens. Thus, the isolated strain was named as eggplant black blight pathogen WT # 3 ( Erwinia pyrifoliae WT # 3 ) . It was deposited with the Korea Microorganism Conservation Center on June 11, 2001. The accession number is KCCM 10283.

실시예 2: 가지검은마름병원균 WT#3 유래 식물과민성 반응을 유발하는 특이 단백질 특성과 이를 코딩하는 유전자Example 2 Specific Protein Characteristics and Genes Encoding the Sensitizing Responses of Plant-Derived Responses from Eggplant Black Bacterial Pathogen WT # 3

1) 가지검은마름병원균 WT#3 유래 식물과민반응 유도 유전자 분석1) Genetic analysis of plant hypersensitivity reactions from WT # 3

식물과민성 반응을 유도하는 특이 단백질을 코딩하는 유전자를 분석하기 위해, 가지검은마름병원균 WT#3의 전체 DNA를Sau3AI 효소로 부분 분해가 되도록 37 ℃에서 배양하였다. 그 후 1시간 별로 1 ㎕을 전기영동하여 DNA가 분해된 정도를 조사하여 약 6시간 배양 후가 가장 적절한 배양시간으로 나타났다. 이렇게 조작된 전체 DNA를 삽입 DNA로 준비하였으며,BamHI 효소로 분해된 pLAFR3 클로닝 벡터에 DNA 리가제를 이용하여 14 ℃에서 12시간 배양하여 연결(ligation)을 유도하였다. 삽입 DNA와 벡터가 붙은 하나의 완전한 플라스미드 DNA를 HB101(E. coli)에 화학적 형질전환방법에 의해 세균 내로 전송하였다. 그 후 테트라사이클린(30 ㎎/㎖)이 함유된 Luria 한천 배지에 37 ℃에서 24시간 배양하여 형성되어지는 2,000개의 콜로니를 선발하여 유전자 도서관(genomic DNA library)을 작성하였다.In order to analyze genes encoding specific proteins that induce plant hypersensitivity reactions, the whole DNA of WT # 3 in black blight pathogen was incubated at 37 ° C. to be partially digested with Sau 3AI enzyme. After that, 1 μl electrophoresis was performed every hour, and the degree of DNA degradation was examined. The whole DNA thus prepared was prepared as insert DNA, and the ligation was induced by incubating the pLAFR3 cloning vector digested with Bam HI enzyme with DNA ligase at 14 ° C. for 12 hours. One complete plasmid DNA with the inserted DNA and the vector was transferred into bacteria by chemical transformation method to HB101 ( E. coli ). Thereafter, 2,000 colonies formed by incubating for 24 hours at 37 ° C. in Luria agar medium containing tetracycline (30 mg / ml) were selected to prepare a genomic DNA library.

선발된 가지검은마름병원균 WT#3의 유전자 도서관으로부터 식물과민성 반응 유도 특이 단백질을 코딩하고 있는 클론을 선발하기 위해, 각 클론으로부터 전체 단백질을 추출하였다. 그 방법으로는 LB 배지에서 12시간 배양된 배양액을 원심분리하여 얻어진 펠렛에 5 mM MES 버퍼와 0.1 mM PMSF 용액을 넣어 혼합한 후, 초음파 분쇄하여 100 ℃에서 10분간 끓였다. 그 후, 원심분리하여 얻어진 상층액만을 본엽의 크기가 4엽 이상이고, 직경이 15 ㎝ 이상 자란 담배(Nicotiana tabacumL. Samsun) 엽 뒷면 주맥에 주사기를 이용하여 주입하였다. 그 후 24시간 후에 담배 잎에 나타나는 괴사증상을 과민반응(HR)으로 조사하여 클론을 선발하였다[도 9].In order to select clones encoding the plant hypersensitivity response specific proteins from the genetic library of the selected branched black pathogen WT # 3, the whole protein was extracted from each clone. As a method, 5 mM MES buffer and 0.1 mM PMSF solution were added to the pellet obtained by centrifuging the culture solution incubated in LB medium for 12 hours, and then ultrasonically pulverized and boiled at 100 ° C. for 10 minutes. Subsequently, only the supernatant obtained by centrifugation was injected into the back vein of the leaf ( Nicotiana tabacum L. Samsun) leaf whose leaf size was 4 or more leaves and over 15 cm in diameter. After 24 hours, the necrosis appearing on the tobacco leaf was irradiated with hypersensitivity (HR) to select a clone [FIG. 9].

선발된 클론으로부터 식물과민반응을 유도하는 유전자를 포함한 8.5 kb의 DNA 단편을 pUC19 벡터에 클로닝한 후, 제한효소를 이용하여 유전자 지도를 작성하였다[도 10].After cloning the 8.5 kb DNA fragment containing the gene that induces plant hypersensitivity from the selected clones into the pUC19 vector, a gene map was generated using restriction enzymes [FIG. 10].

또한, 선발된 유전자의 염기서열을 분석하여 화상병원균(E. amylovoraATCC15580)의hrpN유전자와 유사도를 비교한 결과는 도 11과 같다.In addition, the result of comparing the similarity with the hrpN gene of the image pathogen ( E. amylovora ATCC15580) by analyzing the nucleotide sequence of the selected gene is shown in FIG.

본 발명에 따른 가지검은마름병원균 WT#3로부터 식물과민성 반응 유도 단백질을 코딩하는 유전자를 분석한 결과, 1287 bp 크기를 얻을 수 있었다. 이에 1287 bp를 "WT#3 유래 식물과민반응 유도 유전자"로 명명하여 화상병원균(E. amylovoraATCC15580)의hrpN유전자(1212 bp)와 유사도를 조사하였다. 그 결과, WT#3의 식물과민반응 유도 유전자는 222 ∼ 230 bp(TTTAACGGG), 249 ∼ 263 bp (TGGCGGCGGTCTGCT), 327 ∼ 333 bp(TCTGGGT), 348 ∼ 371 bp(CGGCATTGGCGGCGGCATTGGTGG), 그리고 397 ∼ 411 bp(ACCGTGGGGACCTCT)위치에 위의 단편들이 삽입(insertion)되어 유전자의 크기가 증가된 것으로 나타났다. 한편, 화상병원균의hrpN유전자와의 유사도가 83.2%로 낮게 나타났다. 따라서, 가지검은마름병원균 WT#3의 식물과민반응 유도 단백질을 코딩하는 유전자는 기존 화상병원균 유래 유전자와 다른 염기서열을 가지고 있을 뿐만 아니라 여러 개의새로운 염기절편(nucleotide sequence fragment)이 삽입되어 있음으로,hrpN유전자에서는 발견할 수 없는 새로운 유전자 구조를 명확히 지니고 있었다. 가지검은마름병원균 WT#3의 식물과민반응 유도 단백질을 코딩하는 유전자의 염기서열은 서열번호 5로 나타낸 바와 같다.As a result of analyzing the gene encoding the plant sensitization response inducing protein from the eggplant black blight pathogen WT # 3 according to the present invention, a size of 1287 bp was obtained. The 1287 bp was named "WT # 3-derived plant hypersensitivity induction gene" to investigate the similarity with the hrpN gene (1212 bp) of the E. amylovora ATCC15580. As a result, the plant hypersensitivity inducing genes of WT # 3 were 222 to 230 bp (TTTAACGGG), 249 to 263 bp (TGGCGGCGGTCTGCT), 327 to 333 bp (TCTGGGT), 348 to 371 bp (CGGCATTGGCGGCGGCATTGGTGG), and 397 to 411 bp The fragments were inserted at the (ACCGTGGGGACCTCT) position, indicating that the gene size was increased. On the other hand, the similarity with the hrpN gene of burn pathogen was 83.2%. Therefore, the gene encoding the plant hypersensitivity induction protein of the branched black pathogen WT # 3 not only has a different nucleotide sequence from that of the existing burn pathogen, but also contains several new nucleotide sequence fragments. It clearly had a new gene structure that could not be found in the hrpN gene. The base sequence of the gene encoding the plant hypersensitivity reaction protein of the eggplant black rye pathogen WT # 3 is as shown in SEQ ID NO: 5.

2) 가지검은마름병원균 WT#3의 식물과민반응 유도 단백질 발현벡터 제작2) Preparation of plant hypersensitivity reaction protein expression vector of eggplant black blight pathogen WT # 3

상기 선발된 가지검은마름병원균 WT#3의 식물과민반응 유도 단백질을 코딩하는 유전자로부터 많은 양의 식물과민반응 단백질을 추출, 정제하기 위해 선발된 유전자를 포함하는 발현벡터 pKEP3을 다음과 같이 제작하였다.The selected branch black pKEP3 expression gene containing the selected gene was extracted as follows to extract and purify a large amount of plant hypersensitivity protein from the gene encoding the plant hypersensitivity induction protein of Bacterial pathogen WT # 3.

발현벡터 pKEP3을 제작하기 위해서 대장균 재조합 단백질 발현 시스템 (Novagen, Inc. Madison, WI53711 USA)을 이용하였다. 본 시스템은 pBR322 플라스미드에서 근원하였으며, 여기에 외부 유전자 삽입 자리 앞에 T7 프로모터(promoter)와lac레프레서(repressor)가 붙을 수 있는 오퍼레이터(operator)가 위치하고 있다. 이는 숙주로 사용되는 대장균의 게놈에서 만들어지는 T7 RNA 중합효소(polymerease)에 의해 많은 양을 발현하고자하는 외부 삽입 유전자의 발현을 용이하게 한다. 특히, 기질로 사용되는 IPTG를 배양 3시간 후에 첨가하면lacI유전자에서 생성되는lac레프레서와 이 IPTG가 결합하여 T7 중합효소의 역할을 제어하지 못하게 되므로 많은 양의 단백질이 합성되어지게 된다. 또한, 연결(ligation)되지 않았거나, 대장균내로 형질전환되지 않은 것과 구별하기 위해 암피실린(ampicillin) 저항성 유전자가 포함되어 있다.이는 완성된 형질전환체를 선별할 때, 배지에 암피실린을 첨가하여 선택형 마커로 사용할 수 있다.E. coli recombinant protein expression system (Novagen, Inc. Madison, WI53711 USA) was used to prepare the expression vector pKEP3. The system is derived from the pBR322 plasmid, where an operator can be attached to the T7 promoter and lac repressor before the external gene insertion site. This facilitates the expression of an external insertion gene to be expressed in large amounts by T7 RNA polymerase produced in the genome of Escherichia coli used as a host. In particular, when IPTG, which is used as a substrate, is added after 3 hours of culture, a large amount of protein is synthesized because the lac repressor generated from the lacI gene and the IPTG do not control the role of the T7 polymerase. In addition, ampicillin resistance genes are included to distinguish those that are not ligation or untransformed into E. coli, which are selected markers by adding ampicillin to the medium when selecting completed transformants. Can be used as

가지검은마름병원균 WT#3 유래 식물과민반응 유도 단백질을 코딩하고 있는 유전자와 위 대장균 재조합 단백질 시스템의 플라스미드를 제한효소NdeI과BamHI으로 37 ℃에서 12시간 배양하여 DNA의 5'와 3'말단이 동일한 형태로 형성되게 하였다. 그 후 DNA 리가제를 이용하여 14 ℃, 16시간 배양하여 연결을 유도하였으며, 화학적 형질전환방법으로 대장균내로 전송하였다.Genes encoding plant hypersensitivity reaction protein derived from black blight pathogen WT # 3 and the plasmids of the recombinant E. coli recombinant protein system were incubated for 12 hours at 37 ° C with restriction enzymes Nde I and Bam HI and the 5 'and 3' ends of DNA This was formed in the same form. After that, the DNA ligase was incubated at 14 ° C. for 16 hours to induce ligation, and transferred into E. coli by chemical transformation.

상기 pKEP3은 암피실린 저항성 유전자를 보유하고 있어 선택형 마커로 사용되며, His 태그를 가지고 있어 정제시 용이한 특성을 가지며, 강력한 T7lac프로모터를 가지고 있어 연결된 삽입 DNA로부터 많은 양의 단백질을 생산할 수 있다.The pKEP3 has an ampicillin resistance gene and is used as a selective marker, and has a His tag, which is easy to purify, and has a strong T7 lac promoter, so that a large amount of protein can be produced from the inserted DNA.

상기 발현벡터를 대장균에 도입하여 형질전환된 대장균(pKEP3)을 한국미생물보존센터에 2001년 6월 11일자로 기탁하였으며 수탁번호는 KCCM 10282이다.E. coli (pKEP3) transformed by introducing the expression vector into Escherichia coli was deposited with the Korea Microorganism Conservation Center on June 11, 2001. The accession number is KCCM 10282.

한편, pKEP3의 생물활성 시험을 위한 대조구로, 화상병원균E. amylovoraATCC15580의hrpN유전자를 동일한 대장균 재조합 단백질 발현 시스템(Novagen, Inc. Madison, WI53711 USA)으로 클로닝하여 본 연구에 사용하였다.On the other hand, as a control for the bioactivity test of pKEP3, hrpN gene of E. amylovora ATCC15580 was cloned into the same E. coli recombinant protein expression system (Novagen, Inc. Madison, WI53711 USA) and used in this study.

3) 식물과민반응 유도 단백질 발현3) Plant hypersensitivity induction protein expression

형질전환된 대장균(pKEP3; KCCM 10282)으로부터 단백질을 대량 생산하기 위해, 선택형 마커로 암피실린(50 ㎍/㎖)과 대장균 자체의 게놈에서 만들어지는 다른 단백질들의 합성을 저해하기 위해 클로르암프니콜(chloramphnicol)(33 ㎍/㎖)을 첨가한 LB액체배지에 형질전환체(KCC 10282)를 접종하여 37 ℃ 12시간 이차 배양(subculture)한 후, 동일한 배지와 30 ℃에서 7시간 본 배양을 실시하였다. 이때 약 3시간 후 형질전환체의 OD값이 0.6이 되었을 때, IPTG 0.4 mM을 첨가하여 30 ℃로 온도를 낮추어 4시간동안 배양하였다. 총 7시간동안의 본 배양을 한 후, 원심분리(6,000 rpm, 15분)를 실시하여 상층액은 버리고 펠렛만을 5 mM MES 버퍼와 0.1 mM PMSF를 넣어 잘 혼합하였다. 혼합된 형질전환체(KCCM 10282)를 혼합액이 투명해질 때까지 초음파 분쇄(sonication)하여 100 ℃에서 10분간 끓였다. 그 후, 15,000 rpm 10분간 원심분리하여 상층액만을 단백질 저해 칵테일(protein inhibitory cocktail)을 1/1,000의 비율로 첨가하여 0.45 ㎛ 필터로 여과한 후 추출된 단백질의 양을 정량하였다.To produce large amounts of protein from transformed Escherichia coli (pKEP3; KCCM 10282), chloramphnicol as a selective marker to inhibit the synthesis of ampicillin (50 μg / ml) and other proteins made in the genome of E. coli itself (33 g / ml) was inoculated with the transformant (KCC 10282) to the LB medium added to the secondary culture (subculture) for 12 hours at 37 ℃, and then cultured for 7 hours at 30 ℃. At this time, when the OD value of the transformant was about 0.6 hours after 3 hours, IPTG 0.4 mM was added, and the temperature was lowered to 30 ° C. and incubated for 4 hours. After incubation for 7 hours in total, centrifugation (6,000 rpm, 15 minutes) was performed, and the supernatant was discarded. Only pellets were mixed with 5 mM MES buffer and 0.1 mM PMSF. The mixed transformant (KCCM 10282) was ultrasonically sonicated until the mixed solution became clear and boiled at 100 ° C. for 10 minutes. Thereafter, centrifugation was performed at 15,000 rpm for 10 minutes, and only the supernatant was added with a protein inhibitory cocktail at a ratio of 1 / 1,000, filtered through a 0.45 μm filter, and the amount of extracted protein was quantified.

위 과정을 통해 생산된 가지검은마름병원균(E. pyrifoliaeWT#3; KCCM 10283) 유래 식물과민반응 유도 단백질을 코딩하고 있는 유전자를 함유한 pKEP3 플라스미드를 함유한 형질전환체(KCCM 10282)로부터 생산된 식물과민반응 유도 단백질을 파이오니아(Pioneer)로 명명하였다.Produced from transformants containing pKEP3 plasmid containing a gene encoding a plant hypersensitivity inducing protein derived from eggplant black E. pyrifoliae WT # 3; KCCM 10283 produced through the above process (KCCM 10282) The plant hypersensitivity inducing protein was named Pioneer.

한편, 파이오니아의 생물활성 시험을 위한 대조 단백질로, 화상병원균E. amylovoraATCC15580의hrpN유전자를 pKEP3에 사용한 동일한 대장균 재조합 단백질 발현 시스템(Novagen, Inc. Madison, WI53711 USA)으로 클로닝하여 발현된 HrpN 단백질을 동일한 조건에서 실험에 사용하였다.On the other hand, as a control protein for the bioactivity test of pioneer, the HrpN protein expressed by cloning the same E. coli recombinant protein expression system (Novagen, Inc. Madison, WI53711 USA) using the hrpN gene of E. amylovora ATCC15580 for pKEP3 was used. It was used for the experiment under the same conditions.

그 결과, 도 12에서 보는 바와 같이, 발현벡터인 pKEP3에 클로닝된 화상병원균(E. amylovoraATCC15580)과 본 발명에 따른 가지검은마름병원균 WT#3의 식물과민반응 유도 단백질을 코딩하는 유전자 모두 많은 양의 식물과민반응 단백질이 합성되는 것을 확인할 수 있었다.As a result, as shown in Fig. 12, both genes encoding the plant sensitization-inducing protein of E. amylovora ATCC15580 cloned into the expression vector pKEP3 and the eggplant black blight pathogen WT # 3 according to the present invention It was confirmed that the plant-sensitive protein of.

4) 가지검은마름병원균 WT#3의 식물과민반응 유도 단백질 유사도 분석4) Analysis of plant hypersensitivity reaction protein similarity of WT # 3

정제된 식물과민반응 유도 단백질의 아미노산 서열을 분석하여 화상병원균 (E. amylovoraATCC15580)의 식물과민반응 단백질과 비교하여 그 유사도를 조사하였다[도 13].The amino acid sequence of the purified plant hypersensitivity inducing protein was analyzed and its similarity was compared with that of the plant hypersensitivity protein of E. amylovora ATCC15580 [FIG. 13].

그 결과, 상기 단백질은 N-터미날로부터 76 ∼ 79(Thr-Gly-Leu-Leu), 88 ∼ 92(Leu-Gly-Gly-Gly-Ser), 102 ∼ 113(Gly-Leu-Gly-Gly-Leu-Gly-Gly-Asp-Leu-Gly-Ser-Thr), 및 131 ∼ 137(Gly-Ala-Thr-Val-Gly-Thr-Ser)위치에 새로운 단백질 구조가 만들어졌음이 밝혀졌다. 또한, HrpN 단백질과는 85.9%의 낮은 유사도를 나타내었으며, 분자량에서도 파이오니아의 경우 41.1 kD인 반면, HrpN 단백질은 39.7 kD으로 차이가 있었다[이는 acrylamide 젤 상에서 molecular weight standard와 비교된 것이 아니라 유전자 염기서열로부터 Winstar 프로그램을 이용하여 각각의 추론된 아미노산들의 분자량을 나타낸 것임].As a result, the protein is 76-79 (Thr-Gly-Leu-Leu), 88-92 (Leu-Gly-Gly-Gly-Ser), 102-113 (Gly-Leu-Gly-Gly-) from the N-terminal. It was found that new protein structures were made at the Leu-Gly-Gly-Asp-Leu-Gly-Ser-Thr) and 131-137 (Gly-Ala-Thr-Val-Gly-Thr-Ser) positions. In addition, it showed a low similarity with HrpN protein of 85.9%, and the molecular weight was 41.1 kD for pioneer, while HrpN protein was 39.7 kD [this was not compared with molecular weight standard on acrylamide gel, but compared with the gene base sequence. From the molecular weight of each deduced amino acid using the Winstar program.

따라서, 본 단백질은 새로운 염기절편(nucleotide sequence fragment)들의 삽입에 의하여 새로운 형태의 단백질이 형성되었으며, 이러한 변화가 HrpN 단백질보다 생물활성에서 우수한 효과를 나타내는 것으로 사료된다.Therefore, the new protein was formed by the insertion of new nucleotide sequence fragments, and this change is thought to have a superior effect on bioactivity than the HrpN protein.

5) 식물과민반응 유도 단백질의 과민반응(HR)5) Hypersensitivity of plant-induced reaction protein (HR)

현재까지 식물과민반응 유도 단백질은 기주식물에서는 병원성요인으로 작용하며, 비기주식물에서 HR을 유도하는 물질로 알려져 있다. 즉, 과민반응 유도란 기주식물에서는 병원성을 가지고 있다는 것으로 간접 해석할 수 있는 것이다. 이에, 가지검은마름병원균E. pyrifoliaeWT#3 유래 식물과민반응 유도 단백질(Pioneer), 화상병원균(E. amylovoraATCC15580) 유래 식물과민반응 단백질(HrpN), 및 대조구로 단백질 용해 버퍼인 MES 버퍼를 비기주식물인 담배 엽맥에 주사기를 이용하여 접종하였다[도 14].To date, plant hypersensitivity inducing protein acts as a pathogenic factor in host plants, and is known to induce HR in non-host plants. In other words, hypersensitivity induction can be indirectly interpreted as having pathogenicity in host plants. Therefore, the plant hypersensitivity induction protein (Pioneer) derived from the eggplant black E. pyrifoliae WT # 3, plant hypersensitivity protein (HrpN) derived from the burn pathogen ( E. amylovora ATCC15580), and MES buffer as a protein lysis buffer as a control Tobacco leaf veins as a stock was inoculated using a syringe [Fig. 14].

도 14에 나타난 바와 같이, 가지검은마름병원균 WT#3의 유도 단백질인 파이오니아의 경우 담배 엽의 앞면 관찰결과 10 ㎍/㎖수준에서 HR반응이 명확히 관찰된 반면, 화상병원균 ATCC15580 유래 식물과민반응 단백질인 HrpN의 경우 20 ㎍/㎖수준에서 HR반응이 구체적으로 관찰되었다. 동일 엽의 뒷면 관찰에서는 파이오니아의 경우 5 ㎍/㎖수준에서 HR반응이 명확히 관찰되었고, HrpN 단백질은 10 ㎍/㎖까지 HR반응이 구체적으로 관찰되었다. 즉, 파이오니아가 HrpN 단백질보다 저농도, 그리고 빠르게 HR반응을 유도시키는 것이 관찰되었다.As shown in FIG. 14, in the case of pione, which is an inducer of the branched black pathogen WT # 3, HR response was clearly observed at the level of 10 ㎍ / ml on the front side of the tobacco leaf, whereas the plant hypersensitivity protein of the burn pathogen ATCC15580 was In the case of HrpN, the HR response was specifically observed at the 20 ㎍ / ㎖ level. On the back of the same leaf, the HR response was clearly observed at the pioneer level at 5 ㎍ / ㎖, and the HR response was observed up to 10 ㎍ / ㎖ at HrpN protein. In other words, pioneer was observed to induce an HR response at a lower concentration and faster than HrpN protein.

한편, 본 내용을 자세히 기록한 다음 표 4에서처럼 파이오니아의 경우 각각 접종 24시간과 14시간 후 5 ㎍/㎖과 10 ㎍/㎖수준에서 HR반응이 명확히 관찰되었고, HrpN 단백질의 경우 동일한 농도에서 각각 48시간과 18시간 후 HR반응이 구체적으로 관찰되었다. 즉, 5 ㎍/㎖농도에서는 파이오니아가 HrpN 단백질보다 24시간이나 빠른 HR반응을 나타낸 것으로 조사되었으며, 10 ㎍/㎖ 농도에서는 4시간빠르게 나타났다.On the other hand, as shown in Table 4, in the case of pioneer, as shown in Table 4, HR responses were clearly observed at 5 ㎍ / ml and 10 ㎍ / ml levels after 24 and 14 hours of inoculation respectively, and 48 hours at the same concentration for HrpN protein, respectively. After 18 hours, HR response was observed. In other words, the pioneer showed an HR response that was 24 hours faster than the HrpN protein at the concentration of 5 μg / ml, and 4 hours faster at the concentration of 10 μg / ml.

본 실험은 3회 반복하여 수행한 결과로서, 파이오니아가 HrpN 단백질보다 식물의 면역시스템을 빠르게, 그리고 저농도에서 유도한다는 것을 나타낸다고 할 수 있다.This experiment was repeated three times, indicating that pioneer induces the plant's immune system faster and at a lower concentration than the HrpN protein.

6) 가지검은마름병원균 WT#3 유래 식물과민반응 유도 단백질(Pioneer)의 배에 대한 병원성 검정6) Pathogenicity test of embryos of plant hypersensitivity reaction protein (Pioneer) derived from eggplant black blight pathogen

정제된 파이오니아를 500 ㎍/㎖농도로 어린 배 과실표면에 직경 0.5 mm, 깊이 10 mm의 홈을 파고 접종하였다.Purified pioneer was inoculated with a groove of fruit diameter of 0.5 mm and a depth of 10 mm on the surface of young embryos at a concentration of 500 µg / ml.

도 15에서 나타난 바와 같이, 버퍼만을 처리한 대조구에 비해 4일 경과 후 어린과육이 검게 변하는 병징을 관찰할 수 있었다. 즉, 기주식물에서는 강력한 병원성이 입증되었다.As shown in FIG. 15, it was observed that the young flesh became black after 4 days compared to the control treated with the buffer only. In other words, host plants have demonstrated strong pathogenicity.

이상의 파이오니아의 특성과 이를 코딩하는 유전자에 대한 특성을 종합해 보면, 가지검은마름병원균 WT#3의 식물과민반응 유도 단백질을 코딩하고 있는 유전자는hrpN유전자에서는 발견할 수 없는 여러 부위에서 염기절편이 삽입되어, 크기에 있어서hrpN유전자가 1,212 bp인 반면, 본 유전자는 1,287 bp로 크게 나타났다. 단백질 구조에 있어서도 여러 부분에서 새로운 형태의 펩타이드를 형성하여 HrpN 단백질이 39.7 kD인 반면, 파이오니아는 41.1 kD으로 분자량이 증가하였다[이는 acrylamide 젤 상에서 molecular weight standard와 비교된 것이 아니라 유전자 염기서열로부터 Winstar 프로그램을 이용하여 각각의 추론된 아미노산들의 분자량을 나타낸 것임]. 특히, 담배에 대한 HR반응에서도 본 단백질(Pioneer)이 HrpN 단백질보다 식물의 면역시스템을 빠르게, 그리고 저농도에서 유도함이 관찰되었다. 이에 가지검은마름병원균 WT#3의 식물과민반응 유도 단백질이 화상병원균 유래 단백질보다 향후 우수한 식물과민 반응 유도성 생화학농약 개발에 적합한 것으로 사료된다.To summarize the characteristics of the pioneer and the gene encoding the above, the gene encoding the plant hypersensitivity inducing protein of the branched black pathogen WT # 3 is inserted at several sites that cannot be found in the hrpN gene. In comparison, the hrpN gene was 1,212 bp in size, whereas the present gene was largely 1,287 bp. In many parts of the protein structure, HrpN protein was 39.7 kD, whereas the pioneer increased its molecular weight to 41.1 kD by forming a new type of peptide [this was not compared to the molecular weight standard on acrylamide gels, but from the Wins program. To represent the molecular weight of each deduced amino acid]. In particular, the HR response to tobacco was observed to induce the plant's immune system faster and at lower concentrations than the HrpN protein. The plant hypersensitivity-induced protein of WT # 3 in black blight pathogen is considered to be suitable for the development of plant-induced biochemical pesticides superior to the burn-derived protein.

실시예 3 : 가지검은마름병원균 WT#3의 식물과민반응 유도 단백질(Pioneer)을 이용한 생물활성 연구Example 3 Bioactivity Study of Plant Hypersensitivity Induction Protein (Pioneer) of Eggplant Black Bacterial Pathogen WT # 3

1) 오이 흰가루병(1) Cucumber powdery mildew ( Sphaerotheca fuligineaSphaerotheca fuliginea ) 방제효과 검정Control effect test

오이 흰가루병에 대한 가지검은마름병원균 WT#3 유래 식물과민반응 유도 단백질(Pioneer)의 방제효과를 검정하기 위해 식물과민반응 유도 단백질을 코딩하고 있는 유전자를 pKEP3 벡터에 클로닝하여 단백질을 정제하였다.In order to test the control effect of the plant hypersensitivity induction protein (Pioneer) from the black blight pathogen against cucumber powdery mildew, the gene encoding the plant hypersensitivity induction protein was cloned into pKEP3 vector to purify the protein.

오이 포장은 농가관행 재배법에 따라 비가림재배를 실시하였으며, 시험구 배치는 난괴법 3회 반복에 준하여 실시하였다. 유도단백질의 처리농도는 EDEN Bioscience사에서 오이의 적정농도로 기록한 20 ㎍/㎖ 농도로 경엽처리 하였다.Cucumber packaging was rain-cultivated according to the farming practices cultivation method, and test plots were placed in accordance with three repetition of the egg mass method. The treatment concentration of the induced protein was foliage treatment at 20 ㎍ / ㎖ concentration recorded as the optimal concentration of cucumber by EDEN Bioscience.

대조구로 EDEN Bioscience사의 제제인 Messenger를 동일농도로 처리하였다. 또한, 이미 국내에 오이 흰가루병 약제로 등록되어 있는 훼나리 (화학농약)를 사용지침에 준하여 경엽에 처리하였다.Messenger, a formulation from EDEN Bioscience, as a control Was treated at the same concentration. In addition, panari (chemical pesticide), which is already registered as a cucumber powdery mildew medicine in Korea, was treated to the foliage according to the instructions for use.

처리방법은 다음과 같다;The treatment method is as follows;

① 3회 처리구 - 오이 흰가루병 발병초 10일 간격으로 Pioneer와 EDEN Bioscience사의 제제인 Messenger 그리고 화학농약인 훼나리를 각각 3회 경엽처리하였다.① 3 times treatment group-Meal, Pioneer and EDEN Bioscience's Messenger, every 10 days at the onset of cucumber powdery mildew Fena, a chemical pesticide, was treated three times each.

② 4회 처리구 - 정식 7, 21, 35, 49일 후 Pioneer와 EDEN Bioscience사의 제제인 Messenger 그리고 화학농약인 훼나리를 각각 3회 경엽처리하였다.② 4 times treatment group-Messenger, Pioneer and EDEN Bioscience's formulation after 7, 21, 35 and 49 days Fena, a chemical pesticide, was treated three times each.

상기와 같이 처리된 오이에 자연발생된 오이흰가루병의 발병지수를 상위 8엽부터 하위 3엽까지 그들의 발병도(0: 발병무, 1: 1∼5%, 2: 5.1∼20%, 3: 20.1∼40%, 4: 40% 이상)로 최종 약제 처리 7일 후에 표시하였다.The incidence index of cucumber powdery mildew naturally occurring in cucumbers treated as described above was determined from their upper 8 to lower 3 lobes (0: onset, 1: 1 to 5%, 2: 5.1 to 20%, 3: 20.1). -40%, 4: 40% or more) after 7 days of the final drug treatment.

상기 표 5에 나타낸 바와 같이 Pioneer가 EDEN Bioscience사의 제제인 Messenger 보다 3회와 4회 처리구 모두에서 각각 122.6%와 187.0% 방제효과가 증대되어 식물병 방제제로서 사용이 기대된다.As shown in Table 5, Pioneer is a messenger of EDEN Bioscience Co., Ltd. It is expected to use 122.6% and 187.0% control effect in both 3 and 4 treatment groups, respectively.

2) 오이 수확량 증대 검정2) Cucumber yield increase test

Pioneer 처리에 의한 오이의 수확량 증대를 알아보고자, Pioneer를 20 ㎍/㎖ 농도로 정식 7일전부터 14일 간격으로 5회 경엽처리하였다. 또한, 대조구로 화상병원균(Erwinia amylovoraATCC15580)으로부터 유래한 단백질(HrpN)을 동일한 농도로 경엽처리하였다.To investigate the yield increase of cucumbers by pioneer treatment, Pioneer was treated with five leaves at 20 ㎍ / mL concentration five times at intervals of 14 days before the formulation. Also, as a control, the protein (HrpN) derived from the burn pathogen ( Erwinia amylovora ATCC15580) was foliage-treated at the same concentration.

조사시기는 정식 후, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 21, 23, 25, 30일에 수확하여 조사하였다. 수확된 오이의 길이가 20 ㎝ 이상인 것을 상품화할 수 있는 것으로 판단하여 이를 상품과율로 표기하였다.The survey period was harvested at 8, 10, 12, 14, 16, 18, 21, 23, 25, 30 days after the establishment. Judging that the length of the harvested cucumber is 20 cm or more can be commercialized and expressed as a commodity rate.

그 결과, Pioneer가 무처리 대비 8.1%, 그리고 HrpN 단백질 대비 4.6% 상품과율이 증가하였다. 이는 상기 조성물(Pioneer)이 식물생장 촉진제 및 비료제로서 사용이 가능하다고 사료된다.As a result, Pioneer increased its product yield by 8.1% compared to untreated and 4.6% compared to HrpN protein. It is believed that the composition (Pioneer) can be used as a plant growth promoter and fertilizer.

3) 오이 광합성 및 엽록소 함량 증대 검정3) Cucumber photosynthesis and chlorophyll content increase assay

Pioneer에 의한 오이의 생리적 반응 변화 즉, 광합성 및 엽록소 함량의 증대를 알아보고자, Pioneer을 20 ㎍/㎖ 농도로 정식 7일전부터 14일 간격으로 5회 경엽처리하였다. 또한, 대조구로 HrpN 단백질을 동일한 농도로 경엽처리하였다.To investigate the changes in physiological responses of cucumbers by pioneer, that is, increase in photosynthesis and chlorophyll content, Pioneer was treated with five leaves at 20 ㎍ / ml at 7 days before the formulation. As a control, HrpN protein was also foliage treated at the same concentration.

조사시기는 정식 후 34, 42 및 56일에 휴대용 광합성 측정기(LCA-4 system, ADC BioScientific Ltd., UNK; 광원 : 1,500 μmole)와 엽록소 측정기(Chlorophyll meter SPAD-502, Minolta, Japan)를 이용하여 조사하였다.The irradiation period was 34, 42 and 56 days after the establishment by using a portable photosynthesis measuring instrument (LCA-4 system, ADC BioScientific Ltd., UNK; light source: 1500 μmole) and chlorophyll meter SPAD-502, Minolta, Japan. Investigate.

오이에 Pioneer을 처리한 결과 광합성 및 엽록소의 함량이 무처리에 비해 각각 16.2% 및 5.4%, 그리고 HrpN 단백질보다 각각 9.8% 및 2.0%로 높게 나타났다. 따라서, Pioneer가 식물생장 촉진제 및 비료제로 사용이 가능하다고 사료된다.Pioneer treatment of cucumber showed that the photosynthetic and chlorophyll contents were 16.2% and 5.4% higher than untreated and 9.8% and 2.0% higher than HrpN protein, respectively. Therefore, Pioneer can be used as a plant growth promoter and fertilizer.

4) 고추 역병(4) pepper blight Phytophthora capsiciPhytophthora capsici ) 방제효과 검정Control effect test

고추 역병에 대한 Pioneer의 방제효과를 검정하기 위해 식물과민반응 유도 단백질을 코딩하고 있는 유전자를 pKEP3 벡터에 클로닝하여 단백질을 정제하였다.To test Pioneer's control against pepper blight, the gene encoding plant hypersensitivity induction protein was cloned into pKEP3 vector to purify the protein.

고추 포장은 농가관행 재배법에 따라 노지재배를 실시하였으며, 처리농도는 Pioneer을 40, 20, 10 ㎍/㎖ 농도로 경엽처리하였다. 또한, 대조구로 HrpN 단백질을 동일한 농도로 처리하여 비교하였다.The red pepper packaging was carried out in the open field according to the farming practices cultivation method, and the treatment concentration was the foliage treatment of Pioneer at 40, 20, 10 ㎍ / ml. In addition, the control was compared by treating the HrpN protein at the same concentration.

처리방법은 다음과 같다;The treatment method is as follows;

① 정식 후, 8, 12일 후에 각각의 농도로 Pioneer와 HrpN 단백질을 경엽처리하였다.① After planting, the leaves were treated with Pioneer and HrpN protein at 8 and 12 days.

상기와 같이 처리된 고추에 고추역병균 2 ×106cells/㎖을 접종한 후, 발병지수를 63일 후에 표시하였다.After inoculating 2 × 10 6 cells / ml of pepper blight bacteria into the pepper treated as described above, the onset index was displayed after 63 days.

상기 표 8과 같이, Pioneer의 10 ㎍/㎖농도가 HrpN 단백질의 40 ㎍/㎖ 농도보다도 높은 방제가를 나타내었다. 이는 Pioneer가 저농도로도 HrpN 단백질보다 우수한 방제효과를 나타낼 수 있는 식물병 방제제로 사용할 수 있을 것으로 사료된다.As shown in Table 8, the control value of 10 μg / ml of Pioneer was higher than the 40 μg / ml of HrpN protein. It is thought that Pioneer can be used as a plant disease control agent that can show better control effect than HrpN protein even at low concentration.

5) 고추 탄저병(5) pepper anthrax ( Colletotrichum orbiculareColletotrichum orbiculare ) 방제효과 검정Control effect test

고추 탄저병에 대한 Pioneer의 방제효과를 검정하기 위해 식물과민반응 유도 단백질을 코딩하고 있는 유전자를 pKEP3 벡터에 클로닝하여 단백질을 정제하였다.To test Pioneer's control effect on pepper anthrax, the genes encoding plant hypersensitivity-induced protein were cloned into pKEP3 vector to purify the protein.

고추 포장은 농가관행 재배법에 따라 노지재배를 실시하였으며, 처리농도는 Pioneer을 40, 20, 10 ㎍/㎖ 농도로 경엽처리하였다. 또한, 대조구로 HrpN 단백질을 동일한 농도로 처리하여 비교하였다.The red pepper packaging was carried out in the open field according to the farming practices cultivation method, and the treatment concentration was the foliage treatment of Pioneer at 40, 20, 10 ㎍ / ml. In addition, the control was compared by treating the HrpN protein at the same concentration.

처리방법은 다음과 같다;The treatment method is as follows;

① 정식 후, 8, 12일 후에 각각의 농도로 Pioneer와 HrpN 단백질을 경엽처리하였다.① After planting, the leaves were treated with Pioneer and HrpN protein at 8 and 12 days.

상기와 같이 처리된 고추에 정식 20, 27, 34, 40 후 착상된 과를 이병과와 건전과로 표시하여 이병과율로 나타내었다.Fruits implanted after 20, 27, 34, and 40 in peppers treated as described above were represented by two fruits and healthy fruit, and represented by two fruits.

그 결과, 고추 탄저병에 대해 Pioneer가 HrpN 단백질에 비해 14.3%의 높은 방제가를 나타내어 식물병 방제제로서 사용이 기대된다.As a result, Pioneer showed 14.3% higher control value than HrpN protein in pepper anthracnose, which is expected to be used as a plant disease control agent.

6) 고추 수확량 증대 검정6) Pepper yield increase test

Pioneer 처리에 의한 고추의 수확량 증대를 알아보고자, Pioneer을 10 ㎍/㎖ 농도로 정식 후 8, 12일에 처리하였다. 또한, 대조구로 HrpN 단백질을 동일한 농도로 경엽처리하였다.To investigate the yield increase of red pepper by Pioneer treatment, Pioneer was treated at 10 µg / ml after 8 and 12 days. As a control, HrpN protein was also foliage treated at the same concentration.

처리방법은 다음과 같다;The treatment method is as follows;

① 침지 + 분무방법 : Pioneer와 HrpN 단백질을 MES 버퍼에 10 ㎍/㎖농도로 희석하여 28 ℃에서 24시간 동안 담가 둔 후 상토가 담긴 화분에 파종하여 46일 동안 생육시켜 노지에 정식하였다. 그 후, 8, 12일 후에 Pioneer와 HrpN 단백질을 각각 경엽처리하였다.① Soaking + spraying method: Pioneer and HrpN proteins were diluted in MES buffer at 10 ㎍ / ml, soaked at 28 ℃ for 24 hours, sown in pots containing soil and grown for 46 days. Then, 8 and 12 days later, Pioneer and HrpN protein were treated with leaves.

조사시기는 정식 후, 18, 25, 32, 39, 46일에 수확하여 조사하였다.The survey period was harvested at 18, 25, 32, 39 and 46 days after the establishment.

그 결과, Pioneer가 HrpN 단백질보다 22.7%의 방제효과를 증가시켰음을 알 수 있었다. 이는 Pioneer가 식물생장 촉진제 및 비료제로서 사용할 수 있을 것으로 기대된다.As a result, it was found that Pioneer increased the control effect of 22.7% over HrpN protein. It is expected that Pioneer can be used as plant growth promoter and fertilizer.

7) 고추 광합성 및 엽록소 함량 증대 검정7) Red pepper photosynthesis and chlorophyll content increase assay

Pioneer에 의한 고추의 생리적 반응 변화 즉, 광합성 및 엽록소 함량의 증대를 알아보고자, Pioneer을 20 ㎍/㎖ 농도로 정식 7일전부터 14일 간격으로 5회 경엽처리하였다. 또한, 대조구로 HrpN 단백질을 동일한 농도로 경엽처리하였다.To investigate the changes in physiological response, ie photosynthesis and chlorophyll content of red pepper by Pioneer, Pioneer was treated with five leaves at 20 ㎍ / ml at regular intervals of 7 days before 14 days. As a control, HrpN protein was also foliage treated at the same concentration.

조사시기는 정식 후 34, 42 및 56일에 광합성 측정기(LCA-4 system, ADCBioScientific Ltd., UNK; 광원 : 1,500 μmole)와 엽록소 측정기(Chlorophyll meter SPAD-502, Minolta, Japan)를 이용하여 측정하였다.Irradiation time was measured at 34, 42 and 56 days using a photosynthesis measuring instrument (LCA-4 system, ADCBioScientific Ltd., UNK; light source: 1,500 μmole) and chlorophyll meter SPAD-502, Minolta, Japan. .

고추에 Pioneer를 처리한 다음 광합성 및 엽록소의 함량을 측정한 결과, 무처리에 비해 각각 16.0% 및 6.7%, 그리고 HrpN 단백질보다 각각 7.5% 및 4.9% 높게 나타났다. 따라서, Pioneer가 식물생장 촉진제 및 비료제로서 사용이 기대된다.After the Pioneer treatment of red pepper, photosynthesis and chlorophyll content were measured, which were 16.0% and 6.7% higher than untreated and 7.5% and 4.9% higher than HrpN protein, respectively. Therefore, Pioneer is expected to be used as a plant growth promoter and a fertilizer.

8) 참외노균병(8) Melon fungal disease ( Pseudoperonospora cubensisPseudoperonospora cubensis ) 방제효과 검정Control effect test

참외 노균병에 대한 Pioneer의 방제효과를 검정하기 위해 식물과민반응 유도 단백질을 코딩하고 있는 유전자를 pKEP3 벡터에 클로닝하여 단백질을 정제하였다.In order to test Pioneer's control against melon fungal disease, the genes encoding plant hypersensitivity inducing protein were cloned into pKEP3 vector to purify the protein.

처리농도는 Pioneer를 40 ㎍/㎖ 농도로 처리하였으며, 또한 대조구로 HrpN단백질을 동일한 농도로 처리하여 비교하였다.Treatment concentrations were treated with 40 ㎍ / ㎖ Pioneer concentration, and compared to the control was treated with the same concentration of HrpN protein.

처리방법은 다음과 같다;The treatment method is as follows;

① 침지 + 분무방법 : Pioneer와 HrpN 단백질을 MES 버퍼에 희석하여 참외종자를 28 ℃에서 24시간 동안 담가둔 후 이를 화분에 정식하여, 17일, 28일 후에 Pioneer와 HrpN 단백질을 각각 경엽처리하였다.① Soaking + spraying method: Pioneer and HrpN protein was diluted in MES buffer, soaked melon seeds for 24 hours at 28 ℃ and planted in pots, 17 days, 28 days later, the leaves were treated with Pioneer and HrpN protein.

② 분무방법 : 정식 후, 17일, 28일 후에 Pioneer와 HrpN 단백질을 각각 경엽처리하였다.② spraying method: After planting, 17 days and 28 days after pioneer and HrpN protein was foliage treatment.

상기와 같이 처리된 참외에 자연발생된 참외노균병의 발병지수를 55일 후에 표시하였다.The incidence index of naturally occurring melon fungal disease in addition to the melon treated as described above was displayed after 55 days.

상기 표 12에 나타난 바와 같이, Pioneer가 HrpN 단백질에 비해 분무구에서는 96.0%, 침지+분무구에서는 44.6%의 방제효과가 증대되어 식물병 방제제로서 사용이 기대된다.As shown in Table 12, Pioneer is expected to be used as a plant disease control agent by increasing the control effect of 96.0% in the spray sphere, 44.6% in the immersion + spray sphere compared to the HrpN protein.

9) 피망 역병(9) green pepper plague ( Phytophthora capsiciPhytophthora capsici ) 방제효과 검정Control effect test

피망 역병에 대한 Pioneer의 방제효과를 점검하기 위해 식물과민반응 유도 단백질을 코딩하고 있는 유전자를 pKEP3 벡터에 클로닝하여 단백질을 정제하였다.In order to examine Pioneer's control effect against green pepper plague, genes encoding plant hypersensitivity inducing proteins were cloned into pKEP3 vector to purify the protein.

피망 역병 방제효과 검정을 위한 피망 재배는 직경 25 ㎝ 포트에 정식하여 유리온실에서 재배하였으며, 처리농도는 EDEN Biosciences사에서 가지과 작물의 적정농도로 기록한 20 ㎍/㎖ 농도로 경엽처리하였다. 또한, 대조구로 HrpN 단백질을 동일한 농도로 처리하여 비교하였다.Green pepper cultivation was carried out in a pot of 25 cm in diameter to cultivate the pest control effect in the greenhouse, and the treatment concentration was foliage treatment at 20 ㎍ / ㎖ recorded as the appropriate concentration of eggplant crops by EDEN Biosciences. In addition, the control was compared by treating the HrpN protein at the same concentration.

처리방법은 다음과 같다;The treatment method is as follows;

① 정식 후, 8일에 Pioneer와 HrpN 단백질을 경엽처리하였다.① After planting, the leaves were treated with Pioneer and HrpN protein at 8 days.

상기와 같이 처리된 피망에 피망역병균 2 ×106cells/㎖을 접종한 후, 발병지수를 45일 후에 표시하였다.After inoculating 2 x 10 6 cells / ml of green pepper disease bacteria into the green peppers treated as above, the onset index was displayed after 45 days.

상기 표 13에 나타난 바와 같이, Pioneer가 HrpN 단백질에 비해 87.1%의 우수한 방제 증가율을 보여 식물병 방제제로서 사용이 기대된다.As shown in Table 13, Pioneer shows an excellent control increase rate of 87.1% compared to the HrpN protein is expected to be used as a plant disease control agent.

10) 피망 수확량 증대 검정10) Test for Bell Pepper Yield

Pioneer에 의한 피망의 수확량 증대를 알아보고자, Pioneer을 40 ㎍/㎖ 농도로 정식 8일 후에 경엽처리하였다. 또한, 대조구로 HrpN 단백질을 동일한 농도로 경엽처리하였다. 재배는 직경 25 ㎝ 포트에 정식하여 유리온실에서 재배하였다.To investigate the increase in yield of green pepper by pioneer, Pioneer was treated with leaves at 40 ㎍ / ml after 8 days. As a control, HrpN protein was also foliage treated at the same concentration. Cultivation was planted in a 25 cm diameter pot and grown in a glass greenhouse.

상기와 같이 처리된 피망의 조사시기는 정식 후 41, 45일에 조사하였다.The irradiation time of the green peppers treated as above was examined 41 and 45 days after the establishment.

Pioneer가 HrpN 단백질에 비해 21.6% 수확량 증가율을 나타내었다. 따라서 Pioneer가 식물생장 촉진제 및 비료제로서 사용이 가능하다고 사료된다.Pioneer showed a 21.6% yield increase over HrpN protein. Therefore, Pioneer could be used as a plant growth promoter and fertilizer.

11) 딸기 수확량 증대 검정11) Strawberry yield increase test

Pioneer 처리에 의한 딸기의 수확량 증대를 알아보고자, 비닐하우스에서 재배되고 있는 딸기에 Pioneer 20 ㎍/㎖ 농도로 경엽처리하였다. 또한, 대조구로 HrpN 단백질을 동일 농도로 경엽처리하였다.To investigate the increase in the yield of strawberries by pioneer treatment, the leaves were grown in a plastic house at 20 ㎍ / ml Pioneer. In addition, as a control, HrpN protein was foliage treated at the same concentration.

상기와 같이 처리된 딸기의 수확량 증대를 알아보고자 정식 후, 30, 33, 38,41, 48, 55일 경과 후에 수확하여 총 중량값(g)으로 표기하였다.In order to determine the increase in yield of the strawberry treated as described above, after harvesting, 30, 33, 38, 41, 48, 55 days after harvesting was expressed as the total weight value (g).

그 결과, Pioneer가 HrpN 단백질에 비해 13.8%의 수확량 증대효과를 나타내었다. 이는 Pioneer가 식물생장 촉진제 및 비료제로서 사용이 가능하다는 것을 나타낸다.As a result, Pioneer showed 13.8% higher yield than HrpN protein. This indicates that Pioneer can be used as a plant growth promoter and fertilizer.

12) 벼 도열병(12) Rice Blast ( Magnaporthe griseaMagnaporthe grisea ) 방제효과 검정Control effect test

벼 도열병에 대한 Pioneer의 방제효과를 검정하기 위해 식물과민반응 유도 단백질을 코딩하고 있는 유전자를 pKEP3 벡터에 클로닝하여 단백질을 정제하였다.To test Pioneer's control effect on rice blast, the gene encoding plant-induced response protein was cloned into pKEP3 vector to purify the protein.

포장은 농가관행 재배법에 따라 노지재배를 실시하였으며, 처리농도는 Pioneer를 40, 20, 10 ㎍/㎖ 농도로 MES 버퍼에 희석하여 28 ℃에서 24시간 동안 담가둔 후, 모판에 파종하여 16일 동안 생육시켜 시험포장에 정식하였다. 그 후, 45, 52일에 Pioneer을 경엽처리하였다. 또한, 대조구로 HrpN 단백질을 동일 농도와 방법으로 처리하여 비교하였다.The field was grown in the field according to the farming practices, and the treatment concentration was dilute Pioneer in MES buffer at concentrations of 40, 20, 10 ㎍ / ml, soaked at 28 ° C for 24 hours, and then seeded on seedlings for 16 days. It was grown and put in test packaging. Pioneer was then foliage treated on days 45 and 52. In addition, the control was compared to HrpN protein by the same concentration and method.

상기와 같이 처리된 벼에 자연발생된 벼 도열병의 발병지수를 85일 후에 표시하였다.The incidence index of the rice blast naturally occurring in the rice treated as described above was displayed after 85 days.

Pioneer의 10 ㎍/㎖농도가 HrpN 단백질의 20 ㎍/㎖ 농도보다도 높은 방제가를 나타내었다. 이는 Pioneer가 HrpN 단백질보다 저농도도에서도 우수한 식물병 방제제로서 사용이 가능하다는 것을 나타낸다.A control value of 10 µg / ml of pioneer was higher than 20 µg / ml of HrpN protein. This indicates that Pioneer can be used as an excellent plant disease control agent at lower concentrations than HrpN protein.

13) 진딧물에 대한 기피효과 검정13) Evasion test for aphids

진딧물에 대한 Pioneer의 방제효과를 검정하기 위해 식물과민반응 유도 단백질을 코딩하고 있는 유전자를 pKEP3 벡터에 클로닝하여 단백질을 정제하였다.To test Pioneer's control effect on aphids, the genes encoding plant hypersensitivity induction proteins were cloned into pKEP3 vectors to purify proteins.

진딧물에 대한 기피효과를 검정하기 위해 진딧물의 숙주작물은 오이를 선택하였으며, 포장은 농가관행 재배법에 따라 비가림재배를 실시하였고 처리농도는 Pioneer를 20 ㎍/㎖ 농도로 경엽처리하였다. 또한, 대조구로 HrpN 단백질을 동일 농도와 방법으로 처리하여 비교하였다. 처리방법은 오이의 신장이 1m 일 때 10일 간격으로 3회 경엽처리하였다.Cucumber was selected as a host crop of aphids to test the repellent effect on aphids, and the field was rain-cultivated according to the farming practices. In addition, the control was compared to HrpN protein by the same concentration and method. Treatment method was three leaves at 10-day intervals when the height of the cucumber 1m.

상기와 같이 처리된 오이에 자연발생된 진딧물의 개체수를 최종 약제 처리 7일 후에 표시하였다.The number of naturally occurring aphids in cucumbers treated as above was indicated 7 days after the last drug treatment.

그 결과, Pioneer가 HrpN 대비 29.4% 진딧물 해충기피 효과가 증대되었다. 따라서 Pioneer가 진딧물에 대한 해충기피제로 사용이 가능하다고 사료된다.As a result, Pioneer increased aphid pest aversion effect by 29.4% compared to HrpN. Therefore, Pioneer could be used as a pest repellent against aphids.

14) 벼 육묘기 신장율 증대효과 검정14) Test to increase the rice seedling growth rate

Pioneer처리에 의한 벼 육묘기 신장율의 증대효과를 검정하기 위해 식물과민반응 유도 단백질을 코딩하고 있는 유전자를 pKEP3 벡터에 클로닝하여 단백질을 정제하였다.In order to examine the effect of pioneer treatment on the growth rate of rice seedling growth, the gene encoding the plant hypersensitivity induction protein was cloned into pKEP3 vector to purify the protein.

처리농도는 Pioneer를 40, 20, 10 ㎍/㎖ 농도로 MES 버퍼에 희석하여 28 ℃에서 24시간 동안 침지한 후, 모판에 파종하여 16일 동안 생육시켜 묘의 신장을 조사하였다. 또한, 대조구로 HrpN 단백질을 동일 농도와 방법으로 처리하여 비교하였다.Treatment concentration was dilution of Pioneer in MES buffer at 40, 20, 10 ㎍ / ㎖ concentration, soaked at 28 ℃ for 24 hours, seeded on seedlings and grown for 16 days to examine the height of the seedlings. In addition, the control was compared to HrpN protein by the same concentration and method.

그 결과, Pioneer를 처리한 묘에서 무처리에 비하여 약 3 ∼ 4 cm의 신장이 증대되었으며, HrpN 단백질 처리구에 비해서는 1 cm가 증대된 것을 확인할 수 있었다. 또한 농도가 높을수록 신장의 증대율이 높았으며, 그 결과 Pioneer 40 ㎍/㎖농도에서 가장 벼 육묘기의 신장율이 좋게 나타났다. 이는 Pioneer가 종자에 직접 처리하여 생장촉진을 초래하는 종자처리제로서 사용이 가능하다는 것을 시사한다.As a result, in the seedling treated with Pioneer, the elongation of about 3 to 4 cm was increased compared to the no treatment, and it was confirmed that the 1 cm was increased compared to the HrpN protein treatment. In addition, the higher the concentration, the higher the growth rate of the kidney. As a result, the highest growth rate of the rice seedlings was obtained at the concentration of 40 ㎍ / ㎖ Pioneer. This suggests that Pioneer can be used as a seed treatment that can be treated directly on seeds to promote growth.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 신규한 가지검은마름병원균 WT#3(KCCM 10283)을 분리 동정하였고, 가지검은마름병원균 WT#3(KCCM 10283)으로부터 새로운 폴리펩타이드 또는 단백질을 정제하여 이 단백질을 분석한 결과, 화상병원균 ATCC15580 유래 단백질보다 식물병 저항성 및 식물생장 촉진 효과가 우수하며 저농도에서 빠른 시간 내에 과민반응을 유도하여 향후 식물과민 반응 유도성 생화학농약 개발에 적합하다.As described above, the present invention has isolated and identified a novel branched black blight pathogen WT # 3 (KCCM 10283), and purified the new polypeptide or protein from the branched black blight pathogen WT # 3 (KCCM 10283) As a result of analysis, plant disease resistance and plant growth promoting effect are better than those of burn-derived bacterium ATCC15580, and it is suitable for the development of plant-induced biochemical pesticides by inducing hypersensitivity reactions at low concentrations in a short time.

따라서, 본 발명에 따른 가지검은마름병원균 WT#3 또는 이로부터 유래된 식물과민반응 유도 단백질(Pioneer)을 함유한 생화학농약 및 비료제 등으로 사용이 기대된다.Therefore, the eggplant black bacterium according to the present invention is expected to be used as biochemical pesticides and fertilizers containing WT # 3 or plant hypersensitivity inducing protein (Pioneer) derived therefrom.

Claims (20)

식물병 방제 및 식물생장 촉진에 유효한 가지검은마름병원균 WT#3(Erwinia pyrifoliaeWT#3)[KCCM 10283]. Erwinia pyrifoliae WT # 3 [KCCM 10283], which is effective for controlling plant diseases and promoting plant growth. 식물세포에 접촉 또는 처리하였을 때, 식물세포가 병원균에 과민반응 또는 내성을 유도하는 가지검은마름병원균(Erwinia pyrifoliae)에서 유래한 비 감염성 형태의 폴리펩타이드 또는 단백질을 코드하는 것을 특징으로 하는 유전자.A gene characterized in that when contacted or treated with a plant cell, the plant cell encodes a non-infectious form of a polypeptide or protein derived from Erwinia pyrifoliae which induces hypersensitivity or resistance to the pathogen. 제 2 항에 있어서, 상기 DNA 분자는 서열번호 5의 염기서열을 포함하는 것을 특징으로 하는 유전자.The gene according to claim 2, wherein the DNA molecule comprises the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5. 제 2 항에 있어서, 상기 폴리펩타이드 또는 단백질이 서열번호 6에 해당하는 아미노산 서열을 포함하는 것을 특징으로 하는 유전자.The gene according to claim 2, wherein the polypeptide or protein comprises an amino acid sequence corresponding to SEQ ID NO: 6. 제 2 항에 있어서, 상기 가지검은마름병원균은 가지검은마름병원균WT#3(Erwinia pyrifoliaeWT#3)[KCCM 10283]인 것을 특징으로 하는 유전자.According to claim 2, wherein the black bung pathogen is egg black bung pathogen WT # 3 ( Erwinia pyrifoliae WT # 3) [KCCM 10283] characterized in that the gene. 청구항 2의 유전자를 함유하는 것을 특징으로 하는 발현벡터 시스템.An expression vector system comprising the gene of claim 2. 제 6 항에 있어서, 상기 유전자는 서열번호 5의 염기서열을 포함하는 것을 특징으로 하는 발현벡터 시스템.The expression vector system according to claim 6, wherein the gene comprises a nucleotide sequence of SEQ ID NO. 청구항 2의 유전자를 함유하는 것을 특징으로 하는 형질전환체.A transformant comprising the gene of claim 2. 제 8 항에 있어서, 상기 형질전환체는 식물 및 박테리아로 이루어진 군으로부터 선택된 것임을 특징으로 하는 형질전환체.The transformant of claim 8, wherein the transformant is selected from the group consisting of plants and bacteria. 식물세포에 접촉 또는 처리하였을 때, 식물세포가 병원균에 과민반응 또는 내성을 유도하는 가지검은마름병원균(Erwinia pyrifoliae)에서 유래한 비 감염성 형태의 폴리펩타이드 또는 단백질.A non-infectious form of polypeptide or protein derived from Erwinia pyrifoliae , in which plant cells induce hypersensitivity or resistance to pathogens when contacted or treated with plant cells. 제 10 항에 있어서, 상기 가지검은마름병원균(Erwinia pyrifoliae)은 가지검은마름병원균 WT#3(Erwinia pyrifoliaeWT#3)[KCCM 10283]인 것을 특징으로 하는 폴리펩타이드 또는 단백질.11. The polypeptide or protein according to claim 10, wherein the Erwinia pyrifoliae bacterium is Erwinia pyrifoliae WT # 3 [KCCM 10283]. 제 10 항에 있어서, 상기 폴리펩타이드 또는 단백질은 서열번호 6의 아미노산 서열을 함유하는 것을 특징으로 하는 폴리펩타이드 또는 단백질.The polypeptide or protein of claim 10, wherein the polypeptide or protein contains the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6. 12. 제 10 항에 있어서, 상기 폴리펩타이드 또는 단백질은 재조합체인 것을 특징으로 하는 폴리펩타이드 또는 단백질.The polypeptide or protein of claim 10, wherein the polypeptide or protein is recombinant. 청구항 11의 폴리펩타이드 또는 단백질 및 담체를 함유하는 것을 특징으로 하는 생화학농약 조성물.A biochemical pesticide composition comprising the polypeptide or protein of claim 11 and a carrier. 청구항 11의 폴리펩타이드 또는 단백질 적용으로 인한 식물병방제제.Plant disease control agent by applying the polypeptide or protein of Claim 11. 청구항 11의 폴리펩타이드 또는 단백질 적용으로 인한 식물생장촉진제.Plant growth promoting agent by applying the polypeptide or protein of claim 11. 청구항 11의 폴리펩타이드 또는 단백질 적용으로 인한 종자처리제.Seed treatment due to the polypeptide or protein application of claim 11. 청구항 11의 폴리펩타이드 또는 단백질 적용으로 인한 해충기피제.A pest repellent due to the application of the polypeptide or protein of claim 11. 청구항 11의 폴리펩타이드 또는 단백질 적용으로 인한 비료제.Fertilizers by applying the polypeptide or protein of claim 11. 가지검은마름병원균 WT#3(Erwinia pyrifoliaeWT#3)[KCCM 10283]의 배양체로부터 과민반응 또는 내성유도체 폴리펩타이드 또는 단백질을 분리, 정제하여 과민반응 또는 내성유도체 폴리펩타이드 또는 단백질을 대량생산하는 방법.A method for mass production of hypersensitivity or resistant derivative polypeptides or proteins by isolating and purifying hypersensitivity or resistant derivative polypeptides or proteins from cultures of Erwinia pyrifoliae WT # 3 [KCCM 10283].
KR10-2002-0048074A 2001-08-14 2002-08-14 New biopesticide using gene from Erwinia pyrifoliae WT#3, novel pathogen that affects Asian pear trees KR100389143B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020010049047A KR20030015010A (en) 2001-08-14 2001-08-14 New biopesticide using WT#3-1 gene from Erwinia pyrifoliae WT#3, novel pathogen that affects Asian pear trees
KR1020020049047 2001-08-14
KR1020010049047 2001-08-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20030015163A true KR20030015163A (en) 2003-02-20
KR100389143B1 KR100389143B1 (en) 2003-06-25

Family

ID=19713198

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020010049047A KR20030015010A (en) 2001-08-14 2001-08-14 New biopesticide using WT#3-1 gene from Erwinia pyrifoliae WT#3, novel pathogen that affects Asian pear trees
KR10-2002-0048074A KR100389143B1 (en) 2001-08-14 2002-08-14 New biopesticide using gene from Erwinia pyrifoliae WT#3, novel pathogen that affects Asian pear trees

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020010049047A KR20030015010A (en) 2001-08-14 2001-08-14 New biopesticide using WT#3-1 gene from Erwinia pyrifoliae WT#3, novel pathogen that affects Asian pear trees

Country Status (11)

Country Link
EP (1) EP1417299A4 (en)
JP (1) JP3976731B2 (en)
KR (2) KR20030015010A (en)
CN (1) CN100494344C (en)
AU (1) AU2002324348B2 (en)
BR (1) BR0210787A (en)
CA (1) CA2457060A1 (en)
HU (1) HU225133B1 (en)
PL (1) PL368981A1 (en)
WO (1) WO2003016510A1 (en)
ZA (1) ZA200400008B (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100718549B1 (en) 2006-04-25 2007-06-21 대한민국 Vector comprising hrp gene from erwinia pyrifoliae transgenic agrobacterium tumefaciens and pathogenic resistant transgenic plant using the same
US9181592B2 (en) * 2007-03-30 2015-11-10 Case Western Reserve University Method for detecting a bacterial pathogen
KR101249854B1 (en) 2011-01-11 2013-04-03 재단법인 제주테크노파크 Composition and Method for Controlling Plant Disease Occurred by Magnaporthe grisea Using a Fruit Extract of Pittosporum tobira Ait or Saponin ⅢA3 Isolated from the Fruit Extract
FR3106834A1 (en) * 2020-01-30 2021-08-06 Ocean Diagnostics New multiplex PCR method and use
WO2023288294A1 (en) 2021-07-16 2023-01-19 Novozymes A/S Compositions and methods for improving the rainfastness of proteins on plant surfaces
WO2023225459A2 (en) 2022-05-14 2023-11-23 Novozymes A/S Compositions and methods for preventing, treating, supressing and/or eliminating phytopathogenic infestations and infections

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994001546A1 (en) * 1992-07-01 1994-01-20 Cornell Research Foundation, Inc. Elicitor of the hypersensitive response in plants
US5850015A (en) * 1995-06-07 1998-12-15 Cornell Research Foundation, Inc. Hypersensitive response elicitor from Erwinia chrysanthemi
AU714512B2 (en) * 1995-06-07 2000-01-06 Cornell Research Foundation Inc. Hypersensitive response induced resistance in plants
CN1126817C (en) * 2000-12-15 2003-11-05 南京农业大学 Gene for coding plant growth regulator and its expression product and application

Also Published As

Publication number Publication date
PL368981A1 (en) 2005-04-04
BR0210787A (en) 2004-08-17
CN100494344C (en) 2009-06-03
HUP0402172A3 (en) 2005-07-28
JP2005500062A (en) 2005-01-06
HUP0402172A2 (en) 2005-02-28
CN1582329A (en) 2005-02-16
JP3976731B2 (en) 2007-09-19
CA2457060A1 (en) 2003-02-27
KR100389143B1 (en) 2003-06-25
KR20030015010A (en) 2003-02-20
EP1417299A1 (en) 2004-05-12
ZA200400008B (en) 2005-01-05
AU2002324348B2 (en) 2005-09-15
EP1417299A4 (en) 2005-02-16
HU225133B1 (en) 2006-06-28
WO2003016510A1 (en) 2003-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2332484T3 (en) STRESS RESISTANCE INDUCED BY A HYPERSENSIBLE RESPONSE INDUCTOR.
JP2001506491A (en) Sensitive response to induce tolerance in plants by seed treatment
Khmel et al. Biological control of crown gall in grapevine and raspberry by two Pseudomonas spp. with a wide spectrum of antagonistic activity
KR20190044484A (en) Bacillus siamensis strain promoting resistance of plants against biotic and abiotic stress and use thereof
Pierron et al. In vitro and in planta fungicide properties of ozonated water against the esca-associated fungus Phaeoacremonium aleophilum
EP2836612B1 (en) Novel pseudomonas fluorescens strain and uses thereof in the biological control of bacterial or fungal diseases
US20220104487A1 (en) Pseudomonas strains and their metabolites to control plant diseases
Tontou et al. Isolation of bacterial endophytes from Actinidia chinensis and preliminary studies on their possible use as antagonists against Pseudomonas syringae pv. actinidiae
KR100389143B1 (en) New biopesticide using gene from Erwinia pyrifoliae WT#3, novel pathogen that affects Asian pear trees
Liu et al. Evidence of induced systemic resistance against Botrytis elliptica in lily
KR102138585B1 (en) Erwinia gerundensis KUDC9201 strain having antifungal activity against pathogens, and uses thereof
Haghi et al. The efficacy of Iranian Pythium oligandrum isolates in biocontrol of soil-borne fungal pathogens of tomato
AU2002324348A1 (en) New biopesticide using gene from Erwinia pyrifoliaeWT#3, novel pathogen that affects Asian pear trees
CN109868282B (en) Pathogenicity-related botrytis cinerea gene BcEXO70 and application
KR101953835B1 (en) Aspergillus terreus isolate enhancing disease resisance and use thereof
KR101653959B1 (en) Pseudozyma churashimaensis RGJ1 strain isolated from pepper plant and uses thereof
Hamidi Banayem et al. Survey of fluorescent pseudomonads from rhizosphere and rhizoplane of tomato for biocontrol of Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis
Atsango Use of Amino Oligosaccharins and Alternaria Activated Protein in Management of Crown Gall and Enhancement of Growth in Roses
Javed et al. Unveiling protein elicitor MoHrip2: a Potent Biocontrol agent extracted from Magnaporthe oryzae Safeguards Australian Tobacco (Nicotiana benthamiana) against Tobacco Aphid (Myzus nicotianae)
KR100396209B1 (en) Chitinase gene of Capsicum annuum L. cv. Hanbyul and probing method of resistance for plant disease
US20020090354A1 (en) Biological control of crown gall disease
CA3029300A1 (en) Pseudozyma churashimaensis strain rgj1 isolated from pepper plant and use thereof
Riaz et al. Biological control of tomato early blight in Pakistan using local rhizobacteria
CA3197854A1 (en) Pseudomonas strains and their metabolites to control plant diseases
KR20050086146A (en) Pathogen induced pepper gene(capip1) sequence and probing method of plant disease resistance and environmental stresses using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130612

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140610

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151014

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160614

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170614

Year of fee payment: 15