The red imported fire ant (Solenopsis invicta) is a species of ant native to South America. The fire ant was inadvertently introduced into USA, Australia, New Zealand, and other Asian countries including China and Taiwan. Since the first report of the fire ant in port city of Busan, Korea in 2017, it was found in many other cities of Korea in following year. To obtain the molecular information of this invasive species, total RNA was extracted from the abdominal segment of the ants collected in Incheon, and subjected to transcriptome sequencing. By using Illumina sequencer platform, 101 base pared-end sequencing generated 2 × 50,064,081 of raw reads to obtain 2 × 45.95 Gbase of quality filtered nucleotide sequences. The in silico cDNA library was constructed by Trinity de novo assembler followed by TransDecoder ORF finder and CD-HIT clustering program to streamline the library. The final version of cDNA library contains 20,442 contigs with protein coding capability. To survey the virome of this ant, these contigs were searched against the viral reference sequences from NCBI RefSeq database with BLASTN program. As a result, contigs which showed high sequence identities with several RNA viruses including previously reported SINV-2 were found from the fire ant. This virome information might give an idea of a shift of virological environment of this newly found ant isolate or population in Korea.

Varroa destructor is a devastating ectoparasitic mite which attacks Honeybee, Apis mellifera. V. destructor feeds on honeybee hemolymph, and often harbors small RNA viruses such as the deformed wing virus to transmit these viruses in the infested bee hive. To survey the genes of V. destructor, total RNA was subjected to high-throughput transcriptome sequencing to construct in silico cDNA library by using the Illumina HiSeq 2000 platform. Total of 2×107,748,792 paired-end short reads were obtained and quality filtered reads were subjected to Trinity de novo assembler followed by TransDecoder, and CD-HIT program to make a V. destructor reference cDNA library containing 28,023 of clustered contigs with protein coding capacity. These cDNA sequences will help us to understand the molecular biology of V. destructor.

목화진딧물의 방제에 RNA interference(RNAi)를 이용하여 새로운 시각으로 새로운 방제를 시도하고자 한다. RNAi를 이용하여 목화진딧물의 방제에 이용할 target유전자들을 선발하기 위하여 gateway system을 이용한 목화진딧물 cDNA library를 제작하였다. 그 결과 RNAi에 적합한 약 100~400bp의 insert를 확인하였으며, blast search 및 EST database 비교분석 결과, 목화진딧물 관련 유전자임을 확인하였고, 최종적으로 8.4x105 titer의 목화진딧물 cDNA library를 완성하였다. 이러한 cDNA library는 att site를 가지는 TRV(Tobacco rattle virus) RNA2 vector에 LR recombination한 다음 Agrobacterium tumefacience(GV2260)에 transformation하였다. Agro-infiltration을 통하여 RNAi기작이 진단된 오이 에 목화진딧물을 접종하여 섭식시켰다. 섭식을 통한 살충 또는 기피효과를 bio-assay함으로써 target유전자를 선발하는 데 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

무당벌레는 진딧물, 깍지벌레, 응애와 같은 연조직으로 된 곤충에 대한 천적으로써 생물적 방제인자로 잘 알려져 있는 유익한 곤충이다. 그러나 무당벌레의 유전자 기능은 거의 연구되지 않고 있다. 그래서 우리는 RNA interference(RNAi)를 통해 무당벌레의 유전자 기능을 알아보기 위해 연구를 수행하였다. 먼저 RNAi에 적용하기 위해 gateway system을 이용하여 무당벌레 cDNA library를 제작하였고, 그 결과 4.43x104 titer의 무당벌레 cDNA library를 완성하였다. cDNA library의 임의의 유전자들은 transcription vector인 LITMUS 28i vector의 T7 promoter를 이용하여 dsRNA로 합성한 후, 무당벌레 4령 유충에 주입하여 표현형 변이가 나타나는 개체들이 있는지를 확인하였다. 이와 같이 스크리닝으로 성충 시기에 표현형의 변이가 나타나는 임의의 유전자들은 추후에 race를 통해 유전자의 전체 시퀀스를 알아내어 유전자 정보를 확인함으로써, 무당벌레뿐 만 아니라 다른 곤충 내의 유전자 기능 분석에 도움이 될 수 있을 것으로 사료된다.

담배가루이(Bemisia tabaci)는 외래해충으로 바이러스벡터로 작용하여, 토마토의 토마토황하잎말림병바이러스(TYLCV)를 비롯한 약 100여종의 바이러스를 매개하는 중요한 해충이다. 본 연구에서는 VIGS vector를 이용하여 담배가루이 방제를 위한 target 유전자들을 선발하기 위 해 gateway system을 이용한 담배가루이 cDNA library 제작을 시도하였다. 첫 번째 방법으로 oligo d(T) primer를 사용하였을 때, 평균 약 1 kb의 insert와 1.4×10 4 cfu의 titer를 확인하였다. 그러나 insert size가 너무 커서 적절하지 않았다. 두 번째 방법으로 attB-N25 random primer를 이 용하고, sonication을 6초 실시하여 다시 진행하였다. 그러나 확인되는 insert size는 다소 컸고, 몇몇은 insert가 너무 작아서 밴드가 확인 되지 않았으며, 1.04×10 5 cfu의 titer를 확인할 수 있었다. 세 번째 방법으로는 oligo d(T) primer를 이용하였고, sonication을 2초 실시하였다. 그 결 과 300 bp~600 bp size의 insert가 확인되었으나, electro transformation을 사용한 첫번째, 두번째 방법에 비해 heat shock transformation을 사용하여 titer가 5.2×10 2 cfu로 매우 낮은 것을 확인 할 수 있었다. 결과적으로 cDNA library를 만들 때 먼저 random primer를 사용하여 First strand를 합성하여 poly A를 제거하고, 다음으로 sonication을 1초 실시하여 300~700 bp정도의 적절한 size의 insert를 생성하고, 마지막으로 electro-transformation을 실시하여 transformation 효율을 높인다면 VIGS vector에 적합한 cDNA library를 만들 수 있을 것으로 사료된다.

무당벌레(Harmonia axyridis)는 주로 진딧물을 포식하는 진딧물의 주요 천적으로 알려져 있으나, 무당벌레에 관한 유전자 정보에 대해서는 알려진 바가 거의 없다. 본 연구에서는 RNAi(RNA interference)를 이용하여 무당벌레 임의의 유전자들을 선발하기 위해 gateway system을 이용한 무당벌레 cDNA library를 제작하였다. 그 결과 RNAi에 적합한 200bp~400bp의 insert를 확인하였으며, 최종적으로는 2.58×106 titer의 무당벌레 cDNA를 완성하였다. 이러한 cDNA library의 임의의 유전자들은 transcription vector인 LITMUS 28i vector에 무작위적으로 클로닝 하여 dsRNA를 합성한 후 무당벌레에 주입하여 무당벌레 체내에서 나타나는 표현형의 변이를 확인하였다. 무당벌레 cDNA library를 제작함으로서, 임의의 유전자들을 스크리닝하여 표현형의 변이가 나타나는 유전자를 확인하고, race를 통해 유전자의 전체 시퀀스를 알아내 유전자 정보를 확인함으로서 무당벌레 내에 유전자 기능 분석에 도움이 될 수 있을 것으로 사료된다.

Aphis gossypii was widely distributed throughout the tropical, subtropical and temperate zone. The chemical control of A. gossypii is becoming problem because it was rapidly appeared resistance expression to chemicals. We will attempt to resolve the this problem using RNAi technique. Besides, RNAi technology can be helpful to study the target genes of A. gossypii. In this study we produce cDNA library construction using gateway cloning system for selecting target gene in order to control of A. gossypii using RNAi. As a result, the 100-400bp of insert size, which is appropriate for RNAi was confirmed. Most of insert gene is associated with A. gossypii, after that insert sequence was compared with DNA databases and EST databases using NCBI blast search. Consequentially, A. gossypii of cDNA library with the titer of 3.15x105 clones were completed. And we will perform the LR recombination to transfer cDNA library into TRV2 (tobacco rattle virus) vector with att site. Then, after performing transformation using Agrobacterium tumefaciens (GV 2260), we inoculated to cucumber with A. tumefaciens. An insecticidal effect or a repellent activity against A. gossypii by changing behavior in transgenic cucumber plants were conformed. Also, the selecting target gene in order to control A. gossypii using RNAi may be provided.

담배가루이(Bemisia tabaci)의 약제에 대한 저항성 문제를 해결하기 위한 방편 의 일환으로 RNA interference(RNAi)를 이용한 해충방제가 시도되고 있다. 본 연 구에서는 RNAi를 이용하여 담배가루이 방제를 위한 target 유전자들을 선발하기 위해 gateway system을 이용한 담배가루이 cDNA library 제작하고, RNAi에 적절 한 약 100-400bp의 insert를 확인하였다. 또한, blast search 및 EST database 비교 분석 결과, 대부분이 담배가루이 관련 유전자임을 확인하였고, 최종적으로 1.75⨉ 106 titer의 담배가루이 cDNA library를 완성하였다. 완성한 cDNA library를 att site 를 가지는 TRV(tobacco rattle virus) RNA2 vector에 LR recombination한 다음 Agrobacterium tumefaciens (EHA105)에 transformation 후 sequencing을 통해 redundancy를 확인하였다. A. tumefaciens (EHA105)에 transformation된 cell을 토 마토에 Agro-infiltration 시킨 후 담배가루이가 섭식하여 체내에서도 RNAi의 발현 을 유도하면 담배가루이 살충 또는 기피효과를 행동학적 변화로 확인하고, 또한 이 와 관련된 target 유전자를 선발하는데 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

담배가루이(Bemisia tabaci)는 외래해충으로 바이러스벡터로 작용하여, 토마토에 토마토황화잎말림병바이러스(TYLCV)를 비롯한 약 100여종의 바이러스를 매개하는 중요한 해충이다. 담배가루이는 화학합성 작물보호제에 대한 저항성 발현이 빨라서 이들의 방제에 어려움을 겪고 있다. 이러한 저항성 문제를 해결하기 위한 방편의 일환으로 RNA interference(RNAi)를 이용한 해충방제가 시도되고 있다. 뿐만 아니라, RNAi를 이용하면 해당 해충의 target 유전자를 연구하는데 도움이 될 수 있다. 본 연구에서는 RNAi를 이용하여 담배가루이 방제를 위한 target 유전자들을 선발하기 위해 gateway system을 이용한 담배가루이 cDNA library 제작을 시도하였다. 그 결과 RNAi에 적절한 약 100∼400bp의 insert를 확인하였으며, blast search 및 EST database 비교 분석 결과, 대부분이 담배가루이 관련 유전자임을 확인하였고, 최종적으로 1.75⨉106 titer의 담배가루이 cDNA library를 완성하였다. 이러한 cDNA library는 att site를 가지는 TRV2(tobacco rattle virus) vector에 LR recombination한 다음 Agrobacterium tumefaciens (EHA105)에 transformation 후 토마토에 접종하여 담배가루이가 섭식하여 체내에서도 RNAi의 발현을 유도하면 담배가루이 살충 또는 기피효과를 행동학적 변화로 확인하고, 또한 이와 관련된 target 유전자를 선발하는데 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

담배가루이(Bemisia tabaci)는 외래해충으로 바이러스벡터로 작용하여, 토마토 에 토마토황하잎말림병바이러스(TYLCV)를 비롯한 약 100여종의 바이러스를 매 개하는 중요한 해충이다. 담배가루이는 화학합성 작물보호제에 대한 저항성 발현 이 빨라서 이들의 방제에 어려움을 겪고 있다. 이러한 저항성 문제를 조금이라도 해 결하기 위한 방편의 일환으로 최근에 RNA interference(RNAi)를 이용한 해충방제 가 시도되고 있다. 뿐만 아니라, RNAi를 이용하면 target 유전자를 연구하는데 도 움이 될 수 있다. 본 연구에서는 RNAi 를 이용하여 담배가루이 방제를 위한 target 유전자들을 선발하기 위해 gateway system을 이용한 담배가루이 cDNA library 제 작을 시도하였다. 첫 번째 방법으로 oligo d(T) primer를 사용하였을 때, 약 1.10kb, 1.28kb의 insert size와 1.4⨉10 4 colony/ml의 titer를 확인하였다. 그러나 insert size 가 너무 커서 적절하지 않았다. 두 번째 방법으로 attB-N25 random primer를 이용 하고, sonication을 6초 실시하여 다시 진행하였다. 그러나 몇몇은 insert size가 다 소 컸고, 몇몇은 insert가 vector에 삽입되지 않았다. 세 번째 방법으로는 attB-N6 random primer를 이용하였고, sonication을 2초 실시하여 더 작은 size의 cDNA insert를 가지는 library 제작을 진행 하였다. 그 결과 몇몇을 제외하고는 300bp~ 500bp size의 insert가 확인 되었으나, titer가 낮아 세 번째 방법을 이용하여 titer를 높이는 방향으로 연구를 수행 중에 있다.

머루(Vitis coignetiae)는 국내에 자생하는 야생종 포도의 한 종류로서, 포도 새눈무늬병에 저항성이다. 내병성 포도 육종에 활용할 유용한 육종소재를 개발하고자 머루의 잎과 과실로부터 cDNA libraray를 제작하였다. 머루의 cDNA library의 총 5,760개의 EST 클론을 분석하여 676개의 contig와 2,306개의 singleton을 분리하여 총 2,982개의 unigene을 분리하였다. NCBI 데이터베이스의 BLAST를 통한 상동성을 검색한 결과, 2,241개의 클론이 기능이 알려진 유전자이었고, 그 중에서 1,442개는 생물학적인 대사에 관여하고 836개는 세포구성물과 관련이 있었다. EST와 contig의 평균 크기는 각각 702bp와 757bp이었다. 포도새눈무늬병균에 감염된 머루 cDNA library로부터 Proline-rich cell wall protein, thaumatin-like protein, class IV chitinase, and pathogenesis-related (PR) protein 10 등의 다양한 방어관련 유전자와 광합성관련유전자 및 수분스트레스 저항성 관련유전자가 많이 검출되었다. 본 연구를 통해 얻어진 머루의 EST 자료는 포도의 새로운 유전자원에 관한 연구 및 내병성 포도 신품종 육종 프로그램에 기본자료로 유용하게 활용될 것이다.

지금까지 양구슬냉이의 유전정보는 거의 연구되지 않았으므로 우리는 양구슬냉이의 잎으로부터 cDNA library를 제작하고 발현유전자의 종류와 기능별 분류를 조사하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. cDNA library에서 1334개 의 클론들을 얻었고 삽입된 단편들의 염기서열의 평균길이는 736bp였다. 우리는 1269개의 high-quality expressed sequence tags (ESTs) 서열을 얻었다. 이러한 EST의 클러스터 분석결과 고유 염기서열(unigene)을 가진 유전자의 수는 851개를 나타냈다. 2. Unigene 476개는 GeneBank에 기능이 알려진 유전자들과 고도의 상동성을 나타내었다. 다른 375개의 unigene들은 기능이 알려지지 않은 것들이었다. 나머지 63개는 NCBI데이터베이스에 어떤 유전자와도 상동성을 보이지 않았고 이러한 유전자들은 아마도 양구슬냉이의 잎에서 발현되는 새로운 유전자일 것으로 보인다. 3. 데이터베이스에서 상동성을 나타낸 EST들을 기능별 주석에 따라서 17개의 카테고리로 분류하였다. 대표적으로 가장 분포도가 높은 카테고리는 결합 기능 또는 보조인자 요구의 단백질(27%), 대사(11%), 세포 소기관 위치(11%), 세포수송과 수송기관 그리고 수송 경로(7%), 에너지(6%), 대사와 단백질 기능의 조절(6%) 등이 있다. 이러한 우리의 연구 결과는 양구슬냉이의 유용한 유전적 자원과 전반적인 mRNA 발현 정보를 제공해 줌으로써 대체 에너지 작물로 떠오르는 양구슬냉이의 다양한 분자적 연구에 기여할 것으로 사료된다.

Camelina sativa (L.) Crantz, known as popular names "gold-of-pleasure" or "false flax" is an alternative oilseed crop that can be grown under different climatic and soil condition. Up to date, however, the genomic information of camelina has not been studied in detail. Therefore, a cDNA library was constructed and characterized from young leaves. The constructed cDNA library incorporated of 1334 cDNA clones and the size of the insertion fragments average was 736 base pair. We generated a total of 1269 high-quality expressed sequence tags (ESTs) sequences. The result of cluster analysis of EST sequences showed that the number of unigene was 851. According to subsequent analysis, the 476 unigenes were highly homologous to known function genes and the other 375 unigenes were unknown. Remaining 63 unigenes had no homology with any other peptide in NCBI database, indicating that these seemed to be novel genes expressed in leaves of camelina. The database-matched ESTs were further classified into 17 categories according to their functional annotation. The most abundant of categories were protein with binding function (27%), metabolism (11%), subcellular localization (11%), cellular transport, transport facilities and transport routes (7%), energy (6%), regulation of metabolism and protein function (6%). Our result in this study provides an overview of mRNA expression profile and a basal genetic information of camelina as an oilseed crop.

Perilla is a genus as a member of the mint family Lamiaceae which is known to contain lots of volatile metabolite. Perilla has been called as ‘deulkae’ indicating ‘wild sesame’ that means it has been maintained in Korea with long history. It has been very friendly used as edible oil and as fresh leaf vegetable. Perilla oil is valued for its medicinal benefit because it contains best amounts of unsaturated fatty acids, especially for the alpha-linolenic acid, known to omega-3 fatty acid, among all of the plant oils. It also include many beneficial phytochemicals. However, little study is conducted on their genetics. Here, we announce construction of well normalized and full length enriched-perilla cDNA library from a whole plant of one cultivar ‘Youngho-deulkae’ and their sequence characterization to provide useful resources for genetics, breeding and metabolite engineering. By sequencing of 5,760 cDNA clones, we 5,438 high quality EST sequences. Sequence trimming and assembly resulted 3,995 unigenes which consists 1,004 contigs and 2,991 singletones. Unigenes that showed little homology at the DNA sequence level with known genes in other plants even though they showed similarity at the protein domain level based on BLASTN, BLASTX, and TBLASTX. This study may provide good resources for initiation of further genomics, comparative genomics, functional genomics such as metabolic engineering and molecular breeding.