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.

열대거세미나방의 저온 내성에 관여하는 분자적 기작을 규명하기 위하여, 4°C 저온 처리 후 뇌 조직을 대상으로 전사체 분석을 수행하였 다. 그 결과 총 266,051개의 유니진(unigene)이 확보되었으며, 저온 처리군에서 6,917개의 유전자가 차등발현을 보였다. 저온 반응에서는 상향 조절 유전자보다 하향 조절 유전자가 전반적으로 더 많이 나타났다. 차등발현 유전자 중에서는 저온 스트레스 반응과 관련있는 단백질 안정화, 세포막 안정성, 및 에너지 대사 관련 유전자들이 다수 확인되었다. 특히 Hsp와 PGPEP1은 50배 이상 상향 조절되었고, RN7SK는 저온 처리군에 서 175배 수준으로 현저히 하향 조절되었다. 주요 차등발현 유전자에 대한 정량적 RT-PCR 분석 결과, RNA-Seq 분석과 일치하는 발현 경향이 확인되었다. 본 연구는 열대거세미나방의 저온 적응에 대한 분자생리학적 이해를 확장하며, 저온 저항성 및 환경 적응 연구를 위한 후보 분자마커 를 제시한다.

To identify some significant phenotypic characteristics of maize(zea mays) seeds, we have obtained Red, Green, Blue(RGB) digital image data from 82 recombinant inbred lines. Based on the collected image data, their morphological and color data were analyzed, and seven significant parameters were selected, including area, perimeter, length, width, circularity, roundness, and surface texture. The extracted RGB data were converted into color hex codes to visualize the representative colors of the seeds. These visualized colors were categorized into six groups: gray, yellowish white, yellow, grayish orange, purple, and brown. The results of maize seed phenotypic analysis using the RGB digital images in this study will serve as a useful tool for constructing a database of seed phenotyping database and establishing a standardized classification system.

Translational control is a strategy for various viruses to manipulate their hosts to suppress any acute antiviral activity. Some cys-motif genes encoded in polydnaviruses or teratocytes act as host translation inhibitory factor (HTIF) to defend the host antiviral activity. A novel cys-motif gene, TSP13, was encoded in the genome of an endoparasitoid wasp, Cotesia plutellae. TSP13 consists of 129 amino acid residues with a predicted molecular weight of 13.987 kDa and pI value at 7.928. Genomic DNA region encoding open reading frame is interrupted with three introns. TSP13 was expressed in Plutella xylostella larvae parasitized by C. plutellae. C. plutellae bracovirus (CpBV) was purified and injected to nonparasitized P. xylostella. In the virus-injected P. xylostella, TSP13 was shown to be expressed by RT-PCR analysis. Thus, TSP13 was turned out to be encoded in the proviral CpBV genome. TSP13 was cloned into a eukaryotic expression vector, which was then used to infect Sf9 cells to transiently express TSP13. The synthesized TSP13 was detected in the culture broth. Purified TSP13 significantly inhibited cellular immune responses. Furthermore, TSP13 entered the target cells and was localized in the cytosol. This study reports a novel cys-motif gene, which is encoded in CpBV genome localized on chromosome(s) of C. plutellae and replicated to be encapsidated in the episomal viral particles during parasitization.

폴리드나바이러스의 일종인 CpBV (Cotesia plutellae bracovirus) 바이러스 게놈에 포함된 시스타틴(CpBV-CST1) 유전자의 과발현이 곤 충의 면역 및 발육을 교란한다. 이 연구는 바이러스 유래 시스타틴의 생물적 기능의 심화 연구와 해충저항성 작물 개발을 위해 담배형질전환체를 구축하는 데 목적을 두었다. 이를 위해 형질전환체를 대상으로 목표유전자의 발현분석과 곤충에 대한 발육억제에 대한 생물검정을 수행했다. 시 스타틴 유전자를 pBI121 운반체에 재조합한 pBI121-CST를 제작하고, 이를 아그로박테리움(Agrobacterium tumefasciens) 세균 매개에 의한 담 배 형질전환 및 재분화를 유도하여 약 92%의 높은 신초 재분화율을 나타냈다. 이들 재분화된 개체 가운데 담배 genomic DNA에 시스타틴 유전 자가 삽입된 형질전환 추정 개체를 PCR 분석법으로 선발하였다. 다시 quantitative real-time PCR (qRT-PCR) 분석을 통해 이들 목표유전자 의 발현을 분석하였다. qRT-PCR 결과는 형질전환 추정 개체가 비형질전환체에 비해 유전자 발현이 약 17 배 높게 나타나 형질전환계통에서 목 표유전자가 안정적으로 발현되고 있음을 확인했다. 선발된 형질전환담배를 대상으로 갓 부화한 담배나방(Helicoverpa assulta) 1령 유충에 대한 살충효과를 확인하였다. 살충력에 있어서 형질전환계통간의 차이가 있었다. 특히 T9와 T12계통은 섭식 후 7 일차 조사에서 95% 이상의 살충효 과를 보였다. 이상의 결과들은 CpBV-CST1이 해충저항성 작물 개발에 필요한 유용 유전자 자원으로서 활용될 수 있음을 제시하고 있다.

시스타틴(cystatin: CST)은 C1A류 시스테인 단백질분해효소에 대한 경쟁적 가역억제자로서 동식물류에서 파파인과 같은 캐셉신을 억제 대상으로 작용하게 된다. 바이러스 유래 CST (CpBV-CST1)이 폴리드나바이러스의 일종인 CpBV (Cotesia plutellae bracovirus)에서 동정되었 다. 기존 연구는 이 유전자의 과발현이 배추좀나방(Plutella xylostella) 유충의 면역 및 발육을 교란한다는 것을 보여 주었다. 본 연구는 이 유전자 의 단백질 기능을 분석하기 위해 세균발현시스템을 이용하여 재조합단백질(rCpBV-CST1)을 형성하여 단백질분해효소에 대한 활성억제효과를 결정하고, 곤충의 면역과 발육에 대한 생리적 억제효과를 분석했다. 이 유전자 번역부위는 138 개 아미노산으로 약 15 kDa 크기의 단백질로 추 정되었다. CpBV-CST1이 먼저 pGEX 발현벡터에 재조합되고, BL21 STAR (DE3) competent cells에 형질전환된 후 0.5 mM IPTG로 4 시 간동안 과발현되었다. 분리된 재조합단백질은 파파인에 대한 뚜렷한 억제효과를 나타냈다. 이 재조합단백질은 파밤나방(Spodoptera exigua)에 대 해서 혈구소낭형성의 세포성 면역반응을 억제하고, 경구로 처리할 때 배추좀나방의 유충발육을 처리 농도에 비례하여 제한시켰다. 이상의 결과 는 CpBV-CST1이 해충 밀도 억제에 응용될 수 있음을 제시하고 있다.

Cystatins (CSTs) are reversible and competitive inhibitors of C1A cysteine proteases, corresponding to papain-like cathepsins in plants and animals. A viral CST (CpBV-CST1) was identified from a polydnavirus, Cotesia plutellae bracovirus. Our previous study indicated that overexpression of CpBV-CST1 interfered with immune response and development of Plutella xylostella larvae. This study produced a recombinant CpBV-CST1 protein (rCpBV-CST1) using bacterial expression system to analyze its inhibitory activity against cysteine protease and physiological role in the parasitism of an endoparsitoid wasp, Cotesia plutellae. The open reading frame (ORF) of CpBV-CST1 encodes a polypeptide of 138 amino acids (15 kDa). rCpBV-cystatin protein in BL21 STAR (DE3) competent cells containing a recombinant pGEX4T-3:CpBV-CST1 was overexpressed by 0.5 mM IPTG for 4 h. In biological activity assay, partially purified GST-fused rCpBV-CST1 showed inhibitory activity against papain. It also inhibited larval development of P. xylostella in a dose-dependent manner. These results suggest that CpBV-CST1 plays a role in retardation of larval development of P. xylostella during parasitism.