논문 상세보기

저온에 노출된 미나리총채벌레(Thrips nigropilosus Uzel)에서 나타나는 유전자 발현 변화에 대한 전사체 기반 연구 KCI 등재

Transcriptomic Analysis of Gene Expression Changes in Thrips nigropilosus Uzel under Low-Temperature Exposure

김영태, 황혜찬, 이다연, 정충렬, 박영진
  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/452370
구독 기관 인증 시 무료 이용이 가능합니다. 5,100원
한국응용곤충학회지 (Korean Journal of Applied Entomology)
한국응용곤충학회 (Korean Society Of Applied Entomology)
초록

미나리총채벌레는 다양한 약용작물과 원예작물에 경제적 피해를 유발하는 광식성 총채벌레이지만, 저온에 대한 분자적 반응은 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 본 연구에서는 4°C에서 24시간 처리한 성충(LOW)의 전사체를 25°C에서 사육한 대조구(CON)와 비교 분석하였다. Illumina NovaSeq 분석을 통해 총 7.38 × 108개의 paired-end read를 확보하였으며, de novo 전사체 조립 결과 평균 길이 611.4 bp, N50 948 bp의 124,562개 unigene이 생성되었다. 기능 주석 분석에서는 전체 unigene의 37.2%가 하나 이상의 공공 데이터베이스와 일치하였으며, Gene Ontology 분석 결과 대사 과정과 결합 기능에 관련된 항목이 주로 확인되었다. 차등발현 분석에서는 총 1,881개의 차등발현유전자가 확인되었으 며, 저온 처리구에서 860개가 상향 조절되고 1,021개가 하향 조절되어 저온 스트레스에 따른 전반적인 전사 억제 경향을 나타냈다. Acyl-CoA desaturase, cuticle protein, cytochrome P450, glutathione S-transferase, trehalose transporter, juvenile hormone esterase 및 lipase 등 저온 적응과 관련된 유전자들의 발현이 유의하게 조절되었다. 반면, vitellogenin은 현저하게 하향 조절되어 저온 조건에서 생식보다 생존에 에너지를 우선적으로 배분 하는 생리적 전환이 이루어졌음을 시사하였다. RT-qPCR 분석 결과는 RNA-seq에서 확인된 유전자 발현 양상과 일치하였다. 본 연구는 미나리총 채벌레의 급성 저온 노출 반응을 규명한 최초의 전사체 정보를 제공하며, 총채벌레의 효율적인 관리 전략을 개발하기 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

Thrips nigropilosus Uzel is a polyphagous thrips species causing economic damage to medicinal and horticultural crops, yet its molecular responses to low temperature remain unclear. Here, we analyzed the transcriptome of adults exposed to 4°C for 24 h (LOW) compared with a control at 25°C (CON). Illumina NovaSeq sequencing generated 7.38 × 108 paired-end reads, and de novo assembly produced 124,562 unigenes (N50 = 948 bp; average length = 611.4 bp). Functional annotation showed that 37.2% of unigenes matched at least one public database, with Gene Ontology terms mainly related to metabolic process and binding. Differential expression analysis identified 1,881 DEGs (860 up- and 1,021 down-regulated in LOW), indicating overall transcriptional suppression under cold stress. Cold-related genes, including acyl-CoA desaturase, cuticle protein, cytochrome P450, glutathione S-transferase, trehalose transporter, juvenile hormone esterase, and lipase, were significantly regulated, whereas vitellogenin was strongly down-regulated, suggesting a shift from reproduction to survival. RT-qPCR confirmed expression patterns consistent with RNA-seq results. This study provides the first transcriptomic resource characterizing the acute cold exposure response in T. nigropilosus and supports the development of improved thrips management strategies.

키워드
미나리총채벌레저온 스트레스전사체차등발현유전자저온 적응 Thrips nigropilosusCold stressTranscriptomeDifferentially expressed genesCold adaptation
목차
ABSTRACT
초록
재료 및 방법
    시험곤충 및 온도처리
    cDNA 라이브러리 제작
    RNA sequencing 및 De novo transcriptome assembly
    유전자 기능 주석 및 Open Reading Frame (ORF) 예측
    차등발현 유전자 분석
    Quantitative RT-PCR (RT-qPCR)
    통계분석
결과
    RNA sequencing 분석
    차등발현 유전자(DEG) 분석
    유전자 기능 분석 및 주석
    저온반응 주요 유전자 분석
    RT-qPCR에 의한 유전자 발현 검증
고찰
사사
저자직책 & 역할
Literature Cited
저자
  • 정충렬(국립산림과학원 산림특용자원연구과) | Chung Ryul Jung (Special Forest Resources Division, National Institute of Forest Science, Suwon 16631, Korea) Corresponding author
  • 김영태(국립경국대학교 식물의학과) | Yeongtae Kim (Department of Plant Medicals Gyeongkuk National University, Andong 36729, Korea)
  • 황혜찬(국립경국대학교 식물의학과) | Hyechan Hwang (Department of Plant Medicals Gyeongkuk National University, Andong 36729, Korea)
  • 이다연(국립경국대학교 식물의학과) | Dayeon Lee (Department of Plant Medicals Gyeongkuk National University, Andong 36729, Korea)
  • 박영진(국립경국대학교 식물의학과) | Youngjin Park (Department of Plant Medicals Gyeongkuk National University, Andong 36729, Korea) Corresponding author