DNA

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 12602(2023) 이 기사 인용

측정항목 세부정보

Pratylenchus 속의 뿌리병선선충(RLN)은 전 세계적으로 곡물 생산에 심각한 피해를 입히고 있습니다. 기후변화로 인해 효율적이고 친환경적인 처리가 이루어지지 않아 RLN으로 인한 피해는 더욱 늘어날 것으로 예상됩니다. 현장과 온실에서 RLN의 현미경 평가는 시간이 많이 걸리고 힘들다. 그 결과, 곡물 사육자들은 대부분 이 해충을 무시해 왔습니다. 우리는 표준화된 PCR 접근법을 사용하여 감염된 시리얼 뿌리에서 RLN을 측정하는 방법을 제시합니다. 공개적으로 이용 가능한 Pratylenchus neglectus 프라이머 조합을 평가했습니다. 감염된 시리얼 뿌리 내에서 P. 네글렉투스를 검출하고 정량화하기 위해 RT-qPCR 분석을 위한 최적의 프라이머 조합이 확인되었습니다. RT-qPCR 검출 분석을 사용하여 P. 네글렉투스는 다른 식물 기생 선충과 명확하게 구별될 수 있습니다. 우리는 보리와 밀 뿌리에서 각각 총 DNA의 0.863 및 0.916 ng/μl에 해당하는 P. 네글렉투스 DNA를 식별할 수 있었습니다. 단일 P. 네글레투스 개체가 현탁액과 보리 및 밀 뿌리 내에서 검출되었습니다. RT-qPCR 검출 분석은 미세한 선충 식별 및 정량화에 대한 강력하고 정확한 대안을 제공합니다. 이는 농경지에서 P. 네글렉투스를 검출하고 정량화하기 위해 대규모 개체군을 선별해야 하는 저항성 육종에 관심이 있을 수 있습니다.

약 4,100종의 식물기생선충(PPN) 종이 알려져 있습니다1. 많은 해충이 전 세계적으로 농업 및 원예 분야에 치명적인 해충입니다2,3. 예를 들어, 작물 PPN으로 인한 전 세계 수확량 손실은 약 15%로 예상되며 일부 지역에서는 손실이 50%를 초과합니다4,5,6.

Pratylenchus 속의 뿌리병변선충(RLN)은 뿌리혹선충과 낭포선충에 이어 전 세계적으로 작물에 세 번째로 가장 큰 피해를 주는 PPN입니다. RLN으로 인한 피해는 관련된 선충 종, 기후, 숙주 범위, 선충 독성 및 작물 시스템을 포함한 다양한 요인의 영향을 받습니다. 연구에 따르면 작물과 감염 정도에 따라 다양한 작물에서 RLN으로 인한 수확량 손실이 5~50%에 달하는 것으로 보고되었습니다2,7.

Pratylenchus Neglectus와 P. thornei는 곡물에서 가장 중요한 두 가지 RLN입니다. 토양 내 P. 네글렉투스 개체수는 밀 곡물 수확량과 음의 상관관계가 있습니다9. 호주에서는 밀 수확량을 최대 30%10까지 줄일 수 있습니다. P. Neglectus는 미국 태평양 북서부 건조지 밀밭의 90% 이상에서 발견되었으며, 이로 인한 피해는 연간 5,100만 달러에 달하는 것으로 추산됩니다11,12,13. 유럽에서는 농부들이 좁은 작물 순환과 조기 파종 날짜를 사용하고 있으며 이로 인해 RLN에 의한 피해가 증가하고 있습니다. 독일의 유기농업에서 PPN을 조사한 결과 수집된 토양 샘플의 90% 이상에서 Pratylenchus 및 Tylenchohrhynchus 속이 발견되었습니다16. RLN은 종 다양성, 이동 행동, 형태학적 유사성, 다른 토양 병원체 또는 환경 스트레스에 의한 유사한 손상 증상, 훈련된 선충학자의 부족으로 인해 간과되는 경우가 많습니다17. 형태학적 특성을 기반으로 선충을 식별하는 것은 시간이 많이 걸리고 선충 분류를 위한 엄청난 전문 지식이 필요합니다. 정량화 과정에는 시간이 걸리며, 특히 다른 선충이 있는 경우 많은 샘플에서 이러한 종을 계산하고 식별하는 것이 어렵습니다. 예를 들어, P. Neglectus를 P. thornei 및 기타 밀접하게 관련된 Pratylenchus spp.와 구별합니다. 입술 고리 수, 꼬리 모양 및 외음부 위치의 사소한 형태학적 특성을 기반으로 합니다. 또한, 종 식별은 환경 조건과 표현형 변화에 의해 복잡해질 수 있습니다. 이러한 과제로 인해 선충을 식별하기 위한 간단하고 빠른 진단 전략을 개발할 필요가 있습니다. 형태학적 데이터와 분자 데이터를 결합하는 것은 진단 연구의 해상도와 신뢰성을 향상시키는 데 이상적입니다.