국내 Phytophthora infestans의 표현형 및 유전적 다양성의 변화
Changes of Phenotypic and Genotypic Diversity of Phytophthora infestans in Korea
- 주제(키워드) 감자 , 감자역병균 , Phytophthora infestans , SSR genotype , phenotypic , genotypic
- 발행기관 강릉원주대학교 일반대학원
- 지도교수 김병섭
- 발행년도 2017
- 학위수여년월 2018. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 원예학과
- 세부전공 식물병리학
- 원문페이지 76
- 본문언어 한국어
- 저작권 강릉원주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
A pathogen that caused blight in Solananceae crops was named Phytophthora infestans in 1876. Potato late blight caused by P. infestans is destructive plant disease in potato fields of worldwide. Also, potato late blight causes the greatest damage when growing potato season in Korea. In order to prevent the damage of late blight, it is important to make effective management systems and to breed late blight resistant of potato varieties by understanding the characteristics of P. infestans. In this study, first purpose is to investigate the phenotypic diversity of P. infestans collected from Potato fields in Korea from 2014 to 2016. Second purpose is to investigate the genotypic diversity of P. infestans collected from 2009 to 2016 by 12 SSR markers. 63 isolates of P. infestans were collected from domestic potato fields from 2014 to 2016, and the proportion of A1 mating type of isolates was as high as 98%. Only one isolate that is A2 mating type was found in 2015. Metalaxyl resistant isolates from 2014 to 2016 were 77.8%, 51.8%, 22.2%. In the resistant response test of dimethomorph, 63 isolates were identified as sensitive isolates and resistant isolates of dimethomorph were not existed in Korea Genotypic diversity of P. infestans by 12 SSR markers revealed 2 to 10 alleles by SSR marker and average alleles were identified 3 alleles. PiG11 marker was the highest polymorphic marker because 10 alleles were identified. Range of expected heterozygosity(Hexp) value was 0.046 to 0.775, and the average value was 0.508. Range of Hexp values were 0.046 to 0.775, average value is 0.508. It is estimated with four genotypes of P. infestans, KR-1, KR-2, US-11 and RU-11. KR-1 genotype of P. infestans is dominant genotype that is A1 mating type, almost sensitive isolates of metalaxyl, some isolates were resistant of metalaxyl. KR-2 genotype is appeared only in potato fields of Miryang-si, Gyeongsangnam-do province. Characteristic of this genotype is that mating type is A2 type and metalaxyl resistant response is resistant. US-11 genotype had been founded in southern part of Korean peninsula since 2014. This genotype is A1 type and resistant isolates of metalaxyl but some isolates is sensitive. Isolates collected from Gangwon-do province in 2015 were identified as US-11 genotype. In case of RU-1 genotype, mating type is A1 type and most of them are resistant of metalaxyl. The RU-1 genotype mainly collected in Gangwon-do province and showed a tendency to disappear since 2013. Blue-13(EU13-A2) genotype that found in European potato fields from 2004 was not found in Korea yet.
more초록/요약
1876년에 가지과(Solanaceae)작물에서 역병(Blight)을 일으키는 균을 Phytophthora infestans로 명명하였다. 이 병원균에 의한 감자역병은 세계적으로 많은 피해를 유발하는 식물병으로서 국내에서도 감자를 재배할 때 가장 큰 피해를 유발한다. 감자역병의 피해를 방지하고자 효율적인 방제 시스템 구축과 저항성 품종 육종이 필수적이며, 이때 감자 재배지에서 출현하는 감자 역병균의 특성을 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 2014년부터 2016년까지 국내 감자 재배지에서 수집한 국내 감자 역병균의 교배형과 약제저항성의 변동을 조사하였고, 국내 감자 역병균의 유전형 변화는 2009년부터 2016년까지 수집된 감자 역병균을 12개 SSR 마커를 이용하여 조사하였다. 2014년부터 2016년까지 국내 감자 재배지에서 63개 감자 역병균을 수집하였고 교배형이 A1형 균주의 비율이 98%로 높은 비율을 보였다. Metalaxyl 살균제에 저항성인 역병균은 2014년에 77.8%, 2015년에 51.8%, 2016년에 22.2%의 비율로 발견되었다. Dimethomorph 살균제에 대한 저항성 반응 실험에서는 63개 감자 역병균이 감수성으로 확인되어 아직 국내엔 dimethomorph 살균제에 저항성인 역병균이 없는 것으로 확인되었다. 12개 SSR 마커를 이용한 국내 감자 역병균의 유전적 다양성 분석 결과로는 SSR 마커당 대립유전자가 2~10개가 분석되었으며 평균 3개의 대립유전자가 확인되었다. PiG11 마커에서 10개의 대립유전자가 확인되어 가장 높은 다형성을 보였다. Hexp 값은 0.046~0.775로 평균 값이 0.508 였다. △K 값이 K=5이지만 하나의 그룹이 KR-1의 하위그룹으로 추정되어 국내에는 4개의 감자 역병균 유전자형이 분포하는 것으로 추정된다. KR-1 유전자형은 주로 A1형 이였고 metalaxyl 살균제에 대부분 감수성이나 저항성도 포함된다. 2009~2016년 동안 KR-1 유전자형이 지속적으로 발생하여 국내 주요 유전자형으로 확인되었다. KR-2 유전자형은 경상남도 밀양시 지역의 감자 재배지에만 발생하는 유전자형으로, 교배형은 A2형, metalaxyl 살균제에 저항성 반응을 보인다. US-11 유전자형은 2014년부터 국내 남부지역 감자 재배지에서 발생하기 시작한 유전자형으로 주로 A1형이며 metalaxyl 살균제에 주로 저항성이나 일부 균주에서 감수성 반응을 보였다. RU-11 유전자형은 교배형이 A1형이었고 대부분 metalaxyl 살균제에 저항성이었다. 주로 강원도 지역에서 주로 수집되었고 2013년이후 발생 빈도가 감소하는 경향을 보였다. 2004년에 유럽지역 감자 재배지에서 발견되어 인도, 중국의 감자 재배지에도 발생하는 Blue-13(EU13-A2)유전자형의 감자 역병균은 국내 감자 재배지에 아직 발생하지 않는 것으로 확인되었다.
more목차
Summary i
목 차 iii
List of Tables v
List of Figures vi
Ⅰ. 서론 1
Ⅱ. 배경 3
1. Phytophthora infestans 생활사 3
2. Phytophthora infestans 교배형 분포 6
3. Metalaxyl과 dimethomorph 살균제에 대한 Phytophthora infestans 저항성 반응 7
4. Phytophthora infestans 유전자형 변화 9
Ⅲ. 재료 및 방법 11
1. 국내 Phytophthora infestans 균주 수집 11
2. 국내 Phytophthora infestans 교배형 결정 12
3. Metalaxyl과 dimethomorph 살균제에 대한 Phytophthora infestans 저항성 반응 13
4. 국내 Phytophthora infestans DNA 추출 14
5. SSR 마커를 이용한 국내 Phytophthora infestans 유전자형 특성 분석 15
6. 통계 분석 20
Ⅳ. 결과 21
1. 2014년부터 2016년까지 국내 Phytophthora infestans 표현형(phenotypic) 다양성 21
1-1. 국내 Phytophthora infestans 균주 수집 21
1-2. 국내 Phytophthora infestans 교배형 결정 23
1-3. Metalaxyl과 dimethomorph 살균제에 대한 국내 Phytophthora infestans 저항성 반응 25
2. 국내 Phytophthora infestans 유전자형 다양성 분석 29
2-1. 2009~2016년 국내 Phytophthora infestans의 표현형 특징 29
2-2. 국내 Phytophthora infestans SSR(Simple sequence repeat) 마커별 특징 34
2-3. 국내 Phytophthora infestans 유전자형에 따른 표현형 특성 42
2-4. 국내 Phytophthora infestans 유전자형의 연도별 지역별 분석 45
Ⅴ. 고 찰 48
Ⅵ. Reference 52
국 문 요 약 56
SUPPLEMENTARY MATERIAL 58
감사의 글 67
